城市地下管線探測與數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的建立

楊建強

（上海市政工程設(shè)計研究總院（集團(tuán)）有限公司，上海市 200092）

城市地下管線探測與數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的建立

楊建強

（上海市政工程設(shè)計研究總院（集團(tuán)）有限公司，上海市 200092）

隨著城市的快速發(fā)展，其地下管線網(wǎng)急劇增大，管線老化、管理困難等問題日益突出，因此，采用新的技術(shù)手段管理城市地下管網(wǎng)有利于實現(xiàn)城市建設(shè)信息化和可持續(xù)發(fā)展。結(jié)合某地下空間數(shù)據(jù)探測項目，詳細(xì)討論地下管線探測的技術(shù)要求與數(shù)據(jù)采集流程，并闡述管線數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的建立方法，可為城市管線資料的數(shù)字化管理提供有效途徑。

地下管線；數(shù)據(jù)庫；空間數(shù)據(jù)

0　引言

隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展及城市的擴建，城市地下管線的密集度和范圍也隨之急劇增大，日常管理日趨困難。存在的主要問題有：

（2）管線形式復(fù)雜，各個權(quán)屬單位綜合管理困難，甚至?xí)诠芫€的日常維護(hù)和鋪設(shè)時出現(xiàn)事故。

（3）原有的地下管線管理方法信息現(xiàn)勢性不強，嚴(yán)重制約了城市經(jīng)濟發(fā)展。

因此，為適應(yīng)城市建設(shè)的發(fā)展，采用新的技術(shù)手段管理城市地下管網(wǎng)有利于實現(xiàn)城市建設(shè)信息化和可持續(xù)發(fā)展。本文以上海市某區(qū)地下空間數(shù)據(jù)探測項目為例，詳細(xì)論述城市地下管線探測的技術(shù)流程，并給出數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查與入庫成圖的主要方法。

1　野外數(shù)據(jù)采集

1.1技術(shù)指標(biāo)

地下管線普查是一項技術(shù)性強、牽涉面廣、工作量大的系統(tǒng)性工作?！兜叵鹿芫€測繪規(guī)范》（DG/T J08-85—2010）對各工序的技術(shù)精度指標(biāo)有明確規(guī)定，表1給出了地下管線探查測量定位精度的要求。

1.2控制測量

建立全校的安全管理體系。明確網(wǎng)絡(luò)安全責(zé)任制，由校領(lǐng)導(dǎo)牽頭做到分級管理、自主保護(hù)、責(zé)任明確。各學(xué)院建立網(wǎng)絡(luò)安全員機制，做到出現(xiàn)問題與信息中心及時溝通，提高工作效率。信息中心形成網(wǎng)絡(luò)通報制度，定期對學(xué)校各系統(tǒng)安全掃描，對有安全的高危漏洞進(jìn)行通報，并提出整改方案。對事發(fā)的安全事故要及時做出通報，并協(xié)助處理安全問題。落實網(wǎng)絡(luò)安全考核制度，對各部門的網(wǎng)絡(luò)管理員建立評分與問責(zé)制度，明確各部門的網(wǎng)絡(luò)安全的負(fù)責(zé)人，將責(zé)任落實到人。

1.2.1平面控制

?面控制利用上海虛擬基準(zhǔn)站VRS（Virtual

tations）技術(shù)布設(shè)。為提高成果質(zhì)量，GNSS-VRS測量在具體作業(yè)時嚴(yán)格遵守以下規(guī)則：

表1　地下管線探查測量定位精度要求

（1）選用精度較好、穩(wěn)定性較高、初始化能力強的Leica RX1250系列機型執(zhí)行。

（2）選擇良好時段進(jìn)行GNSS-VRS測量。

（3）對同一個控制點按多個不同時段觀測解算。

1.2.2高程控制

本工程高程控制測量采用GNSS-VRS結(jié)合動態(tài)GNSS-RTK的方式傳遞高程?？紤]管線工程范圍很大而每個項目牽涉的工程范圍卻很小的特點，采用GNSS-VRS的方式傳遞高程速度快，操作方便。但是GNSS-VRS信號以及GNSS衛(wèi)星信號的強弱有局限性，所以配合動態(tài)的GNSS-RTK將GNSS-VRS無信號的范圍使用GNSS-RTK進(jìn)行覆蓋，做到工程全范圍內(nèi)均可進(jìn)行控制點的施測。

1.3作業(yè)流程

地下管線探測的作業(yè)流程為：資料搜集、實地踏勘、儀器檢驗、管線探查、管線測量，最后完成數(shù)據(jù)庫建立、管線圖編繪等任務(wù)。下面主要闡述管線的探查和測量。

1.3.1管線探查

地下管線探查應(yīng)在充分搜集分析已有資料的基礎(chǔ)上，采取實地調(diào)查與儀器探測相結(jié)合的方法進(jìn)行。對于明顯管線點，實地調(diào)查其相關(guān)屬性，利用鋼尺及角尺直接量測埋深、管徑等。對于隱蔽管線點應(yīng)用性能穩(wěn)定的管線探測儀探查管線的地面投影位置和埋深。

1.3.2管線測量

管線測量任務(wù)主要包括圖根控制測量、管線點數(shù)據(jù)采集以及原有地形圖的修測。在圖根控制點平面位置與高程測量過程中，利用上海虛擬基準(zhǔn)站VRS技術(shù)。衛(wèi)星信號較差的位置，采用全站儀加密圖根控制點。管線的測量在衛(wèi)星信號較好的地點，直接利用VRS采集管線點的平面坐標(biāo)與高程數(shù)據(jù)；在信號較差的位置，運用全站儀極坐標(biāo)法采集平面坐標(biāo)，三角高程法獲取高程數(shù)據(jù)。地形圖修測主要是對地下管線周邊的地物進(jìn)行重新測量與調(diào)繪，需使其數(shù)據(jù)滿足1︰500地形圖成圖要求。

1.4質(zhì)量控制

采取兩級檢查一級驗收的方式進(jìn)行。關(guān)鍵成果質(zhì)量可通過以下幾方面精度指標(biāo)作衡量。

明顯管線點埋深重復(fù)探查中誤差為

式中：Δdi為重復(fù)探查點埋深較差；n為參與計算的重復(fù)探查點數(shù)。

隱蔽管線點重復(fù)探查的平面位置中誤差ms與埋深中誤差mh的計算公式為

式中：Δsi、Δhi為重復(fù)探查點平面位置與埋深較差。

平面點位中誤差mcs和高程中誤差mch的計算公式分別為

式中：Δxi、Δyi分別為重復(fù)觀測點的x、y坐標(biāo)較差；Δhi為重復(fù)觀測點高程較差。

2　地下管線數(shù)據(jù)建庫

2.1地下管線數(shù)據(jù)格式

地下管線數(shù)據(jù)主要包含空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，空間數(shù)據(jù)用于表達(dá)管網(wǎng)的空間分布、管線與周邊地物間的空間關(guān)系；屬性數(shù)據(jù)用來描述各類管線及其附屬物的特征信息。各類管線數(shù)據(jù)庫主要由管線點、管線及管線附屬面數(shù)據(jù)表組成。表2以給水管線為例給出管線數(shù)據(jù)表編碼。

表2　各類地下管線數(shù)據(jù)表名稱

數(shù)據(jù)表用于描述識別管線及其特征點的地理位置與相關(guān)屬性，以線表為例，其數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)見表3。

表3　地下管線表基本結(jié)構(gòu)

2.2采集數(shù)據(jù)的自動入庫

針對上述地下管線的數(shù)據(jù)格式，項目組編制了一套CAD數(shù)據(jù)格式與Access庫聯(lián)動的數(shù)據(jù)自動錄入插件，效果如圖1和圖2所示.

2.3管線數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

Access庫文件建立完成后，通過格式轉(zhuǎn)換軟件將數(shù)據(jù)庫文件導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（見圖3），數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換完成后，將圖形數(shù)據(jù)導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，可進(jìn)行搜索、查詢、分析等功能，效果圖如圖4所示。

圖1　CAD中管線屬性的錄入

圖2　Access庫文件

圖3　Access庫數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換

圖4　數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

3　結(jié)語

建立科學(xué)完善的城市地下管線數(shù)據(jù)管理體系對城市地下管線的安全運行具有重要意義，本文結(jié)合上海某區(qū)地下空間數(shù)據(jù)探測項目，詳細(xì)探討了地下管線探測的技術(shù)要求與作業(yè)流程，并對測量數(shù)據(jù)質(zhì)量控制及管線數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)建立的方法做了闡述。地下管線現(xiàn)已成為城市經(jīng)濟發(fā)展與居民生活的生命線，其新建與改造規(guī)模正日益擴大，今后有必要進(jìn)行地下管線的動態(tài)管理，定期探查變化，及時更新數(shù)據(jù)，以確保信息具有較強的現(xiàn)勢性，為城市合理規(guī)劃建設(shè)提供依據(jù)。

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TU990.3

B

1009-7716（2016）06-0254-03

2016-03-18

楊建強（1984-），男，上海人，工程師，從事工程測量工作。