付和　王洪林　賈運(yùn)生

【摘要】城市地下管線管理信息系統(tǒng)依賴于城市的建設(shè)發(fā)展，數(shù)字城市是城市信息化戰(zhàn)略中的重要組成部分，也是信息化戰(zhàn)略得以順利實(shí)現(xiàn)的重要保障。所以需要加大力度進(jìn)行城市信息化的進(jìn)程，進(jìn)行城市基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的采集收集，在數(shù)據(jù)采集、自動(dòng)化入庫(kù)、動(dòng)態(tài)更新數(shù)據(jù)庫(kù)一整套有效措施和手段的基礎(chǔ)上，研究和建立集空間異質(zhì)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、三維標(biāo)度和海量數(shù)據(jù)的綜合管線信息系統(tǒng)，不但對(duì)于城市地下管線的科學(xué)化管理，保證城市的可持續(xù)發(fā)展有著現(xiàn)實(shí)和深遠(yuǎn)的意義，本文介紹了燕郊城鎮(zhèn)地下綜合管線信息管理系統(tǒng)的構(gòu)建，采用MAPGIS作為平臺(tái)，使得地下管線管理信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了地下管線信息數(shù)據(jù)的共享和集成，易于數(shù)據(jù)管理和調(diào)用，為以后的中小城市綜合管線管理實(shí)踐提供一個(gè)典例，使管線修測(cè)工作向更快、更好的方向發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】 地下管線；探測(cè)；數(shù)據(jù)采集

1. 概述

（1）燕郊經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)地處三河市域最西部，隔潮白河與北京通州區(qū)相望，距天安門(mén)30公里；東距唐山144.3公里，距秦皇島260公里；北至首都機(jī)場(chǎng)30公里；南距天津121公里；京秦電氣化鐵路和102國(guó)道穿區(qū)而過(guò)，總規(guī)劃面積30平方公里。

（2）由于歷史和現(xiàn)實(shí)的各種原因，燕郊地下管網(wǎng)建設(shè)及其管理滯后于其發(fā)展，沒(méi)有建立起完備的管線資料。原有地下管網(wǎng)鋪設(shè)時(shí)間長(zhǎng)，構(gòu)成復(fù)雜，過(guò)去只憑人記憶，口頭傳述有失準(zhǔn)確。即使有一些檔案記載，也因管理不科學(xué)和管理人員變更而流失致使資料殘缺不全。新建建筑物時(shí)，有關(guān)部門(mén)也沒(méi)有對(duì)地下管線足夠重視，忽視了地下管線的系統(tǒng)管理。此外，地下管線的設(shè)計(jì)、施工、測(cè)繪等部門(mén)協(xié)調(diào)管理不夠，造成地下管線資料不現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)部門(mén)已廢除的舊管道沒(méi)有及時(shí)通知測(cè)繪部門(mén)更改圖紙；施工部門(mén)只進(jìn)行管線施工，不進(jìn)行管線竣工測(cè)量，測(cè)繪部門(mén)不能及時(shí)了解管線施工狀況并及時(shí)進(jìn)行管線竣工測(cè)量和展繪管線圖，使管線資料失去現(xiàn)勢(shì)性和利用價(jià)值，給地區(qū)發(fā)展帶來(lái)了很多不利因素。隨著燕郊經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)現(xiàn)代化建設(shè)的迅速發(fā)展，城市中心范圍的不斷擴(kuò)大，對(duì)地上和地下空間合理的開(kāi)發(fā)利用建立科學(xué)、完整、功能強(qiáng)大、分析查詢迅速的地下管線信息管理系統(tǒng)已是勢(shì)在必行。

（3）本次開(kāi)發(fā)區(qū)管線調(diào)查總面積約51平方公里，東至東外環(huán)路，西至潮白河?xùn)|岸，南至冶金路，北至北外環(huán)路。包括生活區(qū)與工業(yè)園區(qū)在內(nèi)的所有符合此次管線探測(cè)取舍標(biāo)準(zhǔn)的所有管線.探測(cè)作業(yè)從2005年9月至2006年1月底全面完成了各項(xiàng)任務(wù)，達(dá)到了預(yù)期的工作目的。地下管線探測(cè)共探測(cè)管線點(diǎn)24569個(gè)，調(diào)查管線總長(zhǎng)度667.744公里，繪制1：1000綜合地下管線圖157幅。地上管線測(cè)量點(diǎn)數(shù)為982個(gè)，測(cè)量管線總長(zhǎng)度232公里，繪制1：1000綜合地上管線圖178幅。資料齊全、詳盡，能夠滿足建庫(kù)要求。

2. 平臺(tái)選擇

通過(guò)考察GIS 平臺(tái)分析，我們認(rèn)為MAPGIS 比較適合燕郊的實(shí)際情況，MAPGIS是武漢中地信息工程公司開(kāi)發(fā)的GIS平臺(tái)軟件，也是國(guó)產(chǎn)GIS基礎(chǔ)軟件中產(chǎn)品化程度較高，應(yīng)用較廣的系統(tǒng)。相對(duì)于國(guó)內(nèi)外其它產(chǎn)品，MAPGIS作為GIS開(kāi)發(fā)平臺(tái)，對(duì)于管網(wǎng)信息系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。理由如下：

2.1性能價(jià)格比較好：ARC/INFO 工作站版非常成熟、穩(wěn)定，且微機(jī)版也繼承了其優(yōu)點(diǎn)，但投資較大，GENAMAP 雖有比較有經(jīng)驗(yàn)的應(yīng)用開(kāi)發(fā)商，但價(jià)格也較高。MAPGIS 在三個(gè)平臺(tái)中，性能和ARC/INFO 的工作站版本相當(dāng)，且其價(jià)格最低，具有最佳的性能價(jià)格比。

2.2MAPGIS 由于是國(guó)產(chǎn)平臺(tái)，其應(yīng)用開(kāi)發(fā)商亦為生產(chǎn)平臺(tái)的開(kāi)發(fā)商，技術(shù)支持能力是顯而易見(jiàn)的。由于開(kāi)發(fā)商為國(guó)家重點(diǎn)大學(xué)的校辦高新企業(yè)，能夠摒棄純學(xué)術(shù)性科研的弊端，其開(kāi)發(fā)人員素質(zhì)較高，隊(duì)伍穩(wěn)定，更重要的是，1997 年已在該平臺(tái)上開(kāi)發(fā)了地籍管理系統(tǒng)，可以用數(shù)據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試并很快投入使用。MAPGIS 以后有可能成為首選的推廣平臺(tái)，其技術(shù)支持也將是最好的。

2.3符合燕郊的實(shí)際情況：經(jīng)過(guò)一年多的調(diào)查了解，我們認(rèn)為選用國(guó)外平臺(tái)開(kāi)發(fā)地下管線信息管理系統(tǒng)存在投入大，見(jiàn)效慢，開(kāi)發(fā)時(shí)間長(zhǎng)，后勁不足等問(wèn)題。作為一個(gè)中小城市的管線信息管理，需要的是投入少，見(jiàn)效快，技術(shù)支持有保證，同時(shí)，能適應(yīng)今后發(fā)展需要的管線管理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)，目前看來(lái)，選用MAPGIS 能夠達(dá)到這一目標(biāo)，在一年的時(shí)間內(nèi)可以達(dá)到實(shí)際應(yīng)用的目的。

3. 地下管線建庫(kù)概述及基本要求

3.1本次地下管線建庫(kù)的管類有：給水、雨水、燃?xì)?、熱力、電力、路燈、電信（網(wǎng)通、聯(lián)通、移動(dòng)、天童）、有線電視八大類。主要查明它們的平面位置、走向、埋深、材質(zhì)、性質(zhì)、規(guī)格、埋設(shè)年代和權(quán)屬單位等內(nèi)容。通過(guò)測(cè)繪作業(yè)，并用計(jì)算機(jī)對(duì)上述地下管線相關(guān)信息進(jìn)行編輯和處理，建立地下管線信息管理系統(tǒng)，為城市的規(guī)劃、建設(shè)和管理服務(wù)。

3.2為適應(yīng)城市發(fā)展建設(shè)的各項(xiàng)需要，該系統(tǒng)應(yīng)具有七大類管線管理子系統(tǒng)的基本功能，并由這七個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成綜合的城市地下管網(wǎng)管理信息總系統(tǒng)，其具體組成圖示如圖1：

圖2

圖1

4. 信息管理系統(tǒng)的構(gòu)建

燕郊開(kāi)發(fā)區(qū)管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)以MAPGIS 為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，在WindowsXP環(huán)境下，采用Visual Basic 6.0及SQL語(yǔ)言開(kāi)發(fā)而成。它是利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的存儲(chǔ)、計(jì)算、分析及管理功能構(gòu)建的專業(yè)信息管理系統(tǒng)，可以對(duì)整個(gè)城區(qū)內(nèi)的地形信息及管線信息進(jìn)行綜合管理。該系統(tǒng)的建成及使用極大地提高了工作效率，實(shí)現(xiàn)了城區(qū)地下管線管理的現(xiàn)代化。

4.1地形信息入庫(kù)。地形圖是管線的背景圖，為此要對(duì)地形信息進(jìn)行數(shù)據(jù)入庫(kù)，本次錄入的1：1000的地形圖共有153幅，面積為50平方公里。

4.1.1地形圖入庫(kù)的具體內(nèi)容如下：

（1）房屋建筑及注記；

（2）道路及道路注記；

（3）植被（綠化帶）及注記；

（4）水系及注記；

（5）其他地形，如溝、坎、圍墻、欄桿等。

以上圖層轉(zhuǎn)入信息系統(tǒng)后，均為GXDX層。

4.1.2運(yùn)行地形入庫(kù)專用程序進(jìn)行數(shù)據(jù)入庫(kù)。測(cè)繪中心軟件研究所為這次地形數(shù)據(jù)入庫(kù)編制了入庫(kù)程序，運(yùn)行此程序，將上述圖層自動(dòng)轉(zhuǎn)入為對(duì)應(yīng)MAPGIS點(diǎn)表、線表文件，并自動(dòng)賦予地物的各種屬性值。

4.1.3對(duì)入庫(kù)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查如圖2：

4.2管線信息入庫(kù)。

（1）管線圖是在綜合管網(wǎng)信息系統(tǒng)下生成并編輯，形成的數(shù)據(jù)文件格式已經(jīng)基本符合信息系統(tǒng)的要求，然后再做適當(dāng)?shù)奶幚怼?/p>

（2）數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)與建立是系統(tǒng)建設(shè)的一項(xiàng)最基本和最重要的任務(wù)。根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)和要求，該數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)包括數(shù)據(jù)分類、數(shù)據(jù)錄入等，它的整個(gè)數(shù)據(jù)處理流程見(jiàn)圖3：

4.2.1數(shù)據(jù)分類。建立系統(tǒng)所需的數(shù)據(jù)類型有兩大類：空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)?？臻g數(shù)據(jù)主要包括圖件資料，如地形圖、建筑物位置分布圖、道路干線圖、專業(yè)管線圖、管線管轄單位分布圖等。屬性數(shù)據(jù)主要為各圖件的屬性文本資料，如管線的類型、材質(zhì)、長(zhǎng)度、管徑、埋設(shè)日期、閥門(mén)數(shù)等信息資料。數(shù)據(jù)的來(lái)源主要是管線的探測(cè)資料。

4.2.2管網(wǎng)數(shù)據(jù)的輸入。數(shù)據(jù)輸入是建立系統(tǒng)最重要也是最艱巨的工作。該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)有三大類，這三大類數(shù)據(jù)分別為：背景地圖數(shù)據(jù)、管線管點(diǎn)的空間位置數(shù)據(jù)、管線管點(diǎn)的屬性數(shù)據(jù)。

4.2.2.1背景地圖數(shù)據(jù)的輸入。為了使背景地圖準(zhǔn)確、完整，要選用1：1000的燕郊開(kāi)發(fā)區(qū)分幅地形圖AutoCAD 2004的DXF數(shù)據(jù)文件，再用AutoCAD對(duì)圖形進(jìn)行編輯，尤其要對(duì)管線、管線點(diǎn)、管線附屬物仔細(xì)檢查。最后將編輯、檢查、整飾后的DXF數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為MAPGIS數(shù)據(jù)文件，從而獲得全區(qū)完整的地圖數(shù)據(jù)。

4.2.2.2管線 管點(diǎn)空間數(shù)據(jù)的輸入。任何管線都要由三種要素組成，即管點(diǎn)、管段、管線。所以管線數(shù)據(jù)的輸入主要是管點(diǎn)位置坐標(biāo)的輸入以及由相關(guān)管點(diǎn)聯(lián)為管段、相同型管段聯(lián)成管線的問(wèn)題。該數(shù)據(jù)的輸入可以根據(jù)原有管線圖用數(shù)字化儀跟蹤數(shù)字化輸入，也可直接用鍵盤(pán)輸入管點(diǎn)探測(cè)所得的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，還可以開(kāi)發(fā)探測(cè)儀器記錄的數(shù)據(jù)格式和系統(tǒng)數(shù)據(jù)格式之間的轉(zhuǎn)換程序，將儀器探測(cè)數(shù)據(jù)聯(lián)機(jī)輸入計(jì)算機(jī)。

由于在探明地下管線空間位置時(shí)就已經(jīng)探明了管線材質(zhì)、管線埋深和管線直徑等屬性，在常規(guī)外業(yè)測(cè)量時(shí)，把各測(cè)點(diǎn)三維坐標(biāo)、埋深和專業(yè)屬性在筆記本電腦上實(shí)時(shí)輸入進(jìn)數(shù)據(jù)庫(kù)，同時(shí)輸入該測(cè)點(diǎn)是否和其他測(cè)點(diǎn)連接，和誰(shuí)連接，此點(diǎn)是起始點(diǎn)或中間點(diǎn)或結(jié)束點(diǎn)等。表2～表6給出了空間數(shù)據(jù)輸入格式：

4.2.2.3管線 管點(diǎn)屬性數(shù)據(jù)的輸入。管線屬性包括管點(diǎn)屬性、管段屬性和管線屬性。它們的輸入必須與所屬管線點(diǎn)、管線段、管線嚴(yán)格一一對(duì)應(yīng)，輸入的方法有鍵盤(pán)輸入和數(shù)據(jù)庫(kù)轉(zhuǎn)入，用鍵盤(pán)直接輸入是在空間數(shù)據(jù)輸入的同時(shí)進(jìn)行的，如輸入一個(gè)管點(diǎn)的同時(shí)輸入其屬性，由數(shù)據(jù)庫(kù)轉(zhuǎn)入時(shí)應(yīng)注意所利用的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)定義與該系統(tǒng)屬性庫(kù)的結(jié)構(gòu)定義完全一致，屬性輸入完后，應(yīng)與對(duì)應(yīng)的管點(diǎn)、管段、管和線作正確符合檢查。

全部數(shù)據(jù)輸入完成后，可通過(guò)抽查來(lái)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)輸入的正確性和準(zhǔn)確性。

屬性數(shù)據(jù)輸入格式可參考下面的格式（表7～表8）。

4.3信息系統(tǒng)的運(yùn)行模式。管線數(shù)據(jù)及地形數(shù)據(jù)錄入信息系統(tǒng)后，即可對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合管理，其管理模式與實(shí)現(xiàn)形式如圖4：

4.4燕郊開(kāi)發(fā)區(qū)地下管網(wǎng)管理信息系統(tǒng)所完成的功能結(jié)構(gòu)框架圖示如圖5：

以上完成的系統(tǒng)功能基本上滿足管網(wǎng)管理的全部要求，使燕郊開(kāi)發(fā)區(qū)的地下管網(wǎng)得到科學(xué)有效的管理。

5. 應(yīng)用及拓展應(yīng)用

5.1將城市所有的地下管線以動(dòng)態(tài)方式管理起來(lái)，使數(shù)據(jù)始終反映最新的現(xiàn)狀，可為城市規(guī)劃、消防、電信、供電等部門(mén)提供大量的信息，同時(shí)為政府決策提供可靠的依據(jù)。

5.2將擬建建議工程與已建管線疊加，可避免占?jí)旱叵鹿芫€。

圖5

圖4

5.3可準(zhǔn)確地查詢出管線的性質(zhì)、位置、材質(zhì)、附件名稱（如閥門(mén)、消火栓等）、管徑等，提供準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù)。

5.4可輸出各種形式的綜合圖、專業(yè)圖，對(duì)圖形進(jìn)行任意比例尺的縮放；可輸出不同規(guī)格的圖紙，將多幅圖拼接輸出，方便外業(yè)施工和管理。

5.5可對(duì)管線進(jìn)行縱、橫剖面處理，為管線設(shè)計(jì)部門(mén)非常方便地提供各種數(shù)據(jù)。

5.6地下管網(wǎng)綜合查詢?？砂磳傩詳?shù)據(jù)庫(kù)中的字段名作任意查詢，可統(tǒng)計(jì)任意區(qū)域內(nèi)的閥門(mén)、消火栓等管線附件的個(gè)數(shù)。這樣，可在地下管線發(fā)生事故時(shí)，提出應(yīng)急方案，劃定危險(xiǎn)區(qū)域。該功能可為公安消防部門(mén)結(jié)合地形圖的位置，提供最佳事故處理路線，制定最佳解決方案。

5.7該系統(tǒng)可提供與通用圖形平臺(tái)接口，為將來(lái)系統(tǒng)上升到大型地理信息系統(tǒng)提供強(qiáng)有力的保障。

6. 結(jié)束語(yǔ)

在這樣一個(gè)信息技術(shù)高度發(fā)達(dá)，經(jīng)濟(jì)、社會(huì)日益全球化的今天，城市信息化對(duì)于城市的健康持續(xù)發(fā)展具有重要意義。城市地下管線管理信息系統(tǒng)依賴于城市的建設(shè)發(fā)展，數(shù)字城市是城市信息化戰(zhàn)略中的重要組成部分，也是信息化戰(zhàn)略得以順利實(shí)現(xiàn)的重要保障。所以需要加大力度進(jìn)行城市信息化的進(jìn)程，進(jìn)行城市基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的采集收集，在數(shù)據(jù)采集、自動(dòng)化入庫(kù)、動(dòng)態(tài)更新數(shù)據(jù)庫(kù)一整套有效措施和手段的基礎(chǔ)上，研究和建立集空間異質(zhì)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、三維標(biāo)度和海量數(shù)據(jù)的綜合管線信息系統(tǒng)，不但對(duì)于城市地下管線的科學(xué)化管理，保證城市的可持續(xù)發(fā)展有著現(xiàn)實(shí)和深遠(yuǎn)的意義，而且對(duì)于城市規(guī)劃信息系統(tǒng)學(xué)科的完善和發(fā)展，也無(wú)疑具有深刻的學(xué)術(shù)價(jià)值、理論價(jià)值和應(yīng)用示范推廣價(jià)值。

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