城市地下管線數(shù)據(jù)動態(tài)更新方法探討

高遠(yuǎn)，范咪娜

(山東正元數(shù)字城市建設(shè)有限公司，山東 煙臺 264670)

1 引 言

地下管線是現(xiàn)代化城市運(yùn)轉(zhuǎn)的動脈，擔(dān)負(fù)著城市的物質(zhì)傳輸，信息共享，抗旱排澇等功能，直接影響著經(jīng)濟(jì)和社會的發(fā)展。至2015年底，全國各城市已基本完成了地下管線的綜合普查工作，并建立了相應(yīng)的地下管線信息管理系統(tǒng)對綜合管線數(shù)據(jù)庫進(jìn)行管理和使用。近幾年隨著基礎(chǔ)建設(shè)或者功能調(diào)整，新增或者改擴(kuò)建的管線不斷增多，傳統(tǒng)的管線普查方式已不能滿足業(yè)務(wù)部門對管線數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢性和準(zhǔn)確性的要求，需要探索一種完善的地下管線數(shù)據(jù)動態(tài)更新方法。

2 動態(tài)更新內(nèi)容及特點

城市地下管線數(shù)據(jù)動態(tài)更新的主要內(nèi)容包括，新增管線和變化管線的探查，修補(bǔ)測更新的管線與原有管線的接邊、替換、刪除，多源數(shù)據(jù)的整合、核查，地下管線數(shù)據(jù)庫的建立與更新，信息管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)更新與共享[1]。

總體業(yè)務(wù)流程是圍繞管線數(shù)據(jù)庫的全生命周期來開展的，數(shù)據(jù)更新主要是從外業(yè)巡查更新、規(guī)劃用圖更新、工程改造圖更新、竣工測量數(shù)據(jù)更新等多方面來開展，通過多源數(shù)據(jù)整合，保證管線數(shù)據(jù)庫的時效性，方便城市的規(guī)劃發(fā)展和工程建設(shè)。

地下管線數(shù)據(jù)動態(tài)更新有別于管線普查的特點有：

(1)地下管線涉及權(quán)屬部門眾多，各權(quán)屬部門由于業(yè)務(wù)分工不同，往往根據(jù)各自需要進(jìn)行管線的新建或改造，各自留存的資料規(guī)格不統(tǒng)一或者資料不完整，使得管線變化區(qū)域需要逐一整理核實，形成的規(guī)劃用圖、工程改造圖、竣工測量圖等多源數(shù)據(jù)格式結(jié)構(gòu)與綜合管線數(shù)據(jù)庫存在差異，不能直接進(jìn)行數(shù)據(jù)更新。

(2)新建或改造的管線零散地分布在城市各個區(qū)域，需要巡查確定更新范圍，外業(yè)巡查工作量大，容易出現(xiàn)遺漏的情況。

(3)原綜合管線數(shù)據(jù)庫的更新需要經(jīng)過新增、查漏、核實、刪改、接邊、檢查等工作流程，工序復(fù)雜，容易錯漏。

3 動態(tài)更新工作流程

地下管線數(shù)據(jù)的動態(tài)更新首先是多途徑準(zhǔn)確掌握管線的變化信息，確定修補(bǔ)測的工作范圍，再通過外業(yè)實地開展修補(bǔ)測工作，獲取準(zhǔn)確的管線數(shù)據(jù)，同時，對于多部門掌握的多源數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整合，補(bǔ)充完善，從而形成完備、準(zhǔn)確、現(xiàn)勢性強(qiáng)的地下管線數(shù)據(jù)庫。動態(tài)更新流程如圖1所示。

圖1 動態(tài)更新流程

3.1 確定修補(bǔ)測范圍

協(xié)調(diào)各管線權(quán)屬單位的相關(guān)資料是開展管線修補(bǔ)測工作的重要一環(huán)，管線權(quán)屬單位主要提供竣工測量資料、管線工程施工資料、管線變動資料，對于疑難問題，由建設(shè)單位、權(quán)屬單位、作業(yè)單位三方到現(xiàn)場踏勘解決，以此明確管線更新的范圍及上次普查到此次更新時間段內(nèi)管線的變動情況。

外業(yè)巡查是全區(qū)域性的，通過外業(yè)巡查可以對城市各區(qū)域的管線變動情況進(jìn)行跟蹤記錄，確定數(shù)據(jù)更新范圍。

(1)對于巡查發(fā)現(xiàn)的已施工完成的管線變化區(qū)域，做好記錄，方便開展探測工作。

(2)對于完成管線埋設(shè)尚未覆土若的情況，按照作業(yè)要求現(xiàn)場進(jìn)行修補(bǔ)測。

(3)對于道路整體翻修，原有管線全部破壞的，做好記錄，在數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行刪除；對于道路擴(kuò)建導(dǎo)致的路燈或者通信管線變化的，做好記錄，需要探測更新；對于在原有線路追加新管種的，做好記錄，進(jìn)行數(shù)據(jù)更新。

3.2 地下管線修補(bǔ)測

地下管線修補(bǔ)測是數(shù)據(jù)動態(tài)更新的最重要方式，要保證數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、坐標(biāo)系統(tǒng)與原綜合管線數(shù)據(jù)一致?？刂茰y量可以借助省CORS系統(tǒng)，GPS-RTK可直接用于管線點和附屬設(shè)施的測量，也可以通過等級控制點布設(shè)圖根點的方式進(jìn)行測量，使更新的管線數(shù)據(jù)能夠與多源地理信息數(shù)據(jù)保持一致[2]。

地下管線的探查分為管線調(diào)查和儀器探測，在實際作業(yè)過程中需要將兩種方式相互結(jié)合使用。調(diào)查能查明的是管線類型、管徑規(guī)格、材質(zhì)、附屬物、建(構(gòu))筑物、功能、施工方式、線纜條數(shù)等；儀器探測的是管線的鋪設(shè)情況、管線方向、埋深等，根據(jù)不同的地理環(huán)境選用不同的探測方法，以保證管線探測的準(zhǔn)確性[3]。明顯管線點需要實地進(jìn)行詳細(xì)踏勘，打開檢修井進(jìn)行量測，現(xiàn)場記錄管線的屬性數(shù)據(jù)，繪制管線連接關(guān)系的草圖，確定需要儀器探測的范圍[4]。對于實地調(diào)查無法確定的隱蔽管線點需要采用物探的方式進(jìn)行探測，在進(jìn)行地下管線探測時，采用何種探測方法對探測的結(jié)果和精度會產(chǎn)生很大的影響，因此對于不同的管線類型、不同的管線材質(zhì)，需要采用不同的探測方法。地下管線修補(bǔ)測不同于全面普查，在多種管線空間重疊的情況下需要對新舊管線進(jìn)行分辨，明確新舊管線的交接位置，著重探測新舊管線的連接點，作為區(qū)域管線更新的起始點和最終點，存有異議時，需要與權(quán)屬單位人員進(jìn)行現(xiàn)場研究，用綜合的方法進(jìn)行探測，以保證管線探測的準(zhǔn)確性。

地下管線的探查工作完成之后，一般在地面附屬物的幾何中心設(shè)置管線點標(biāo)志，方便后期收點測量。管線點的編號規(guī)則為“作業(yè)組號+管線類別代號+外業(yè)流水號”或者“測區(qū)號+管線類別代號+外業(yè)流水號”，編號需要保證唯一性。管線點標(biāo)志設(shè)置完成之后，需要盡快開展管線點的測量收點工作，設(shè)置時間短，點號清晰，作業(yè)員記憶清晰，有利于保證測量管線點的完整性和準(zhǔn)確性，避免出現(xiàn)錯漏。

利用專業(yè)的地下管線數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，按照原綜合管線數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，將物探數(shù)據(jù)庫和測量數(shù)據(jù)庫整合，以mdb數(shù)據(jù)庫的格式進(jìn)行存儲。數(shù)據(jù)庫文件是以測區(qū)為單位，其命名規(guī)則為“測區(qū)名+分區(qū)號”，方便綜合管線數(shù)據(jù)庫的統(tǒng)一更新。

3.3 多源數(shù)據(jù)整合

多源數(shù)據(jù)的整合是管線數(shù)據(jù)更新入庫的關(guān)鍵步驟，直接關(guān)系到管線數(shù)據(jù)更新的準(zhǔn)確性，其主要包括規(guī)劃用圖、工程改造圖、竣工測量圖、修補(bǔ)測的數(shù)據(jù)、原綜合管線數(shù)據(jù)庫等。多源數(shù)據(jù)的整合，首先需要進(jìn)行精度驗證、數(shù)據(jù)格式與屬性分析、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換等預(yù)處理過程，之后進(jìn)行人工判斷數(shù)據(jù)接邊工作，再通過數(shù)據(jù)查錯與更正完成整合過程。

(1)多源數(shù)據(jù)預(yù)處理

多源數(shù)據(jù)的精度是融合使用的關(guān)鍵，在使用之前需要以原綜合管線數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)進(jìn)行外業(yè)精度核查，按比例驗證明顯點與隱蔽點的可靠性。對于重復(fù)性的數(shù)據(jù)先進(jìn)行內(nèi)業(yè)綜合分析，外業(yè)驗證精度之后，再采用現(xiàn)勢性強(qiáng)的數(shù)據(jù)。對于精度不符合要求的數(shù)據(jù)，不可直接進(jìn)行數(shù)據(jù)融合使用，可以作為外業(yè)探查的輔助底圖，實地數(shù)據(jù)需要重新探測。

規(guī)劃用圖、工程改造圖、竣工測量圖等數(shù)據(jù)由于提供數(shù)據(jù)的權(quán)屬單位不同，往往存在多種數(shù)據(jù)存儲格式和不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，需要按照原綜合管線數(shù)據(jù)庫的屬性結(jié)構(gòu)和存儲方式對提供的資料進(jìn)行判讀，對于符合條件的數(shù)據(jù)資料，可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的預(yù)處理開展后續(xù)的處理工作；對于不符合條件的數(shù)據(jù)資料，需要與權(quán)屬單位對接，進(jìn)行數(shù)據(jù)的格式轉(zhuǎn)換，達(dá)到要求后進(jìn)行后續(xù)入庫和接邊流程。

規(guī)劃用圖、工程改造圖、竣工測量圖等數(shù)據(jù)采用的坐標(biāo)系統(tǒng)與原綜合管線數(shù)據(jù)庫不一致的，需要按照國家統(tǒng)一要求，轉(zhuǎn)換至2000國家大地坐標(biāo)系，建立坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換關(guān)系，使得地下管線數(shù)據(jù)庫具有國家統(tǒng)一的坐標(biāo)系統(tǒng)。

修補(bǔ)測的數(shù)據(jù)按照原綜合管線數(shù)據(jù)庫的格式、屬性結(jié)構(gòu)和坐標(biāo)系統(tǒng)建庫，可以直接開展后續(xù)的接邊處理工作。

(2)管線數(shù)據(jù)接邊

數(shù)據(jù)接邊主要難點有新增管線的接入和變化管線的刪除，接邊的要求是無縫接邊，相鄰的管線走向和屬性是一致的，利用軟件成圖和切邊后，應(yīng)不存在誤差[5]。多源管線數(shù)據(jù)進(jìn)行接邊時，需要先對各種數(shù)據(jù)的來源和數(shù)據(jù)形式進(jìn)行綜合的分析，明確接邊區(qū)域的管線種類和走向特征，同時要對新增和刪改的數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)記錄[6]。

在多源數(shù)據(jù)的內(nèi)業(yè)接邊工作中，需要用新實測的管線數(shù)據(jù)對原綜合管線數(shù)據(jù)庫進(jìn)行修改；新增或刪改管線數(shù)據(jù)，必須以實地情況為準(zhǔn)，按照原綜合管線數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)開展；在新舊管線交叉內(nèi)業(yè)無法判斷節(jié)點時，需要在異議處標(biāo)注，外業(yè)進(jìn)行實地核實；由于地下管線具有不可見性，不同管種的地下布設(shè)具有一定的規(guī)律，在進(jìn)行數(shù)據(jù)整合時，可以依據(jù)不同管種的布設(shè)特點來進(jìn)行綜合性的判斷。

(3)數(shù)據(jù)庫檢查與更正

數(shù)據(jù)庫查錯是運(yùn)用查錯程序進(jìn)行數(shù)據(jù)校對，根據(jù)預(yù)設(shè)條件，查找數(shù)據(jù)庫中邏輯、拓?fù)洹⑦z漏等數(shù)據(jù)錯誤，同時也可以查找類似管線編碼、格式錯誤的數(shù)據(jù)錯誤，經(jīng)過數(shù)據(jù)查錯的數(shù)據(jù)庫需要既符合實際情況，又可以滿足數(shù)據(jù)在信息系統(tǒng)中的穩(wěn)定運(yùn)行[7]。

數(shù)據(jù)查錯在城市地下管線普查工作中是非常重要的一部分，其質(zhì)量直接關(guān)系到管線普查成果資料的數(shù)據(jù)可靠性。數(shù)據(jù)查錯是項目生產(chǎn)單位質(zhì)量檢查的關(guān)鍵一環(huán)，分為內(nèi)業(yè)檢查與外業(yè)檢查，內(nèi)業(yè)檢查主要是數(shù)據(jù)庫查錯，結(jié)果需要重新反饋到外業(yè)核實；外業(yè)檢查是實地驗證，抽查管線點和接邊情況，發(fā)現(xiàn)問題需要及時更正，以保證綜合管線數(shù)據(jù)庫的準(zhǔn)確性。

4 結(jié) 語

城市地下管線數(shù)據(jù)動態(tài)更新工作是保證地下管線數(shù)據(jù)時效性和準(zhǔn)確性的重要方式，與綜合管線普查相比，具有長期性、復(fù)雜性、多面性等特點，本文通過管線動態(tài)修補(bǔ)測和多源數(shù)據(jù)整合的方式實現(xiàn)了地下管線綜合數(shù)據(jù)庫的更新，提高了動態(tài)更新的效率和質(zhì)量。隨著城市建設(shè)的發(fā)展，地下管線數(shù)據(jù)更新勢在必行，合理的作業(yè)流程既可以在保證地下管線數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)上，提高工作效率，也可以使有現(xiàn)勢性的地下管線數(shù)據(jù)對基礎(chǔ)建設(shè)方面的發(fā)揮支持作用。