北京市地下管線信息多源數據整合研究

孟志義

(北京測繪設計研究院，北京100038)

北京市地下管線信息多源數據整合研究

孟志義

(北京測繪設計研究院，北京100038)

分析北京市現有地下管線數據的特點。以給水管線為例，將自來水公司和測繪院的數據進行詳細比對、核查分析，并在此基礎上提出給水管線數據整合方法，同時將上述方法推廣到其他種類管線的數據整合和補測補繪中。最后對管線數據整合效果進行總結和評價，提出存在的問題和建議。

地下管線;多源數據整合;管線分類

一、引 言

北京市的城市地下管線分屬不同單位建設和管理，資料分散分布在不同的城市部門。由于各管線權屬單位獲取和存儲地下管線信息的方式不同，其信息化建設工作程度也不均衡。因此地下管線資料具有多源性、多樣性、離散性和時空性等特點。

1)多源性:是指地下管線信息獲取的方式不同，如野外調查、管線探測、竣工測量或由已有竣工資料數字化等。

2)多樣性:是指地下管線的類型多種多樣，包括給水、排水、燃氣、熱力、電信、電力、工業和綜合管溝(廊)8大類管線;地下管線資料的介質類型、數據格式和存儲方式多樣，從其存儲的介質類型可劃分為紙介質資料和電子數字資料。

3)離散性:是指地下管線信息分散存儲在城市規劃、建設、市政、城建檔案、管線權屬單位以及各企事業單位等部門。

4)時空性:是指隨著城市建設的發展和時間的推移，城市地下管線信息會發生變更，需要對城市地下空間的變更信息進行管理，以保證其現勢性。

地下管線信息的離散性決定了各建設單位利用地下管線信息時，要到多個管線權屬單位查詢。而地下管線信息的其他3個特性，又會導致多方式獲取的資料在完整性、準確性、現勢性方面存在問題。

各家權屬單位存儲的地下管線范圍、數據精度、數據內容、數據格式等都有差異。因此，城市地下管線信息化建設工作首先要對各家存儲的數據進行評估，從中提取符合標準要求的數據，提出需要進行補測補繪的數據。

本文在對北京市給水管線數據進行調研、收集、分析、提取和整合的基礎上，探索出了北京市地下管線數據整合和綜合的技術路線。

二、給水管線數據整合方法

給水管線數據整合方法如下:

1)根據《北京市地下管線探測技術規程》(DB11/T 316—2005)的技術要求，通過查閱技術報告和工程檔案的方式，對北京市測繪設計研究院(以下簡稱“測繪院”)和北京市自來水集團公司(以下簡稱“自來水公司”)的地下管線現狀資料進行詳細調研，獲得其地下管線資料的空間精度和屬性項內容等信息。

2)按照《北京市地下管線探測技術規程》(DB11/T 316—2005)規定的數據交換格式，將收集的已有地下管線數據轉換到統一的數據格式。

3)將測繪院和自來水公司的地下管線數據進行比對分析。

4)對于比對分析的結果(給水管線)，按以下情況處理。

c.對于管線權屬單位資料中獨有的管線，查看其資料的形成年代或來源方式。如是通過竣工測量方式獲得的數據，且有相關的檢查驗收證據，可直接作為入庫數據;如不是，或者雖然數據是通過竣工測量方式獲得，但無相關的檢查驗收證據，則列入今后的補測補繪工作計劃。

d.對于測繪院獨有的管線，繪制1∶2 000管線圖，由自來水公司進行審圖，確認管線的使用情況，并通過今后的補測補繪工作，對管線的走向進行核實。

e.所有數據應該通過今后的補測補繪工作，來采集“材質”和“埋設年代”等在現狀管線資料中缺失的屬性信息。

三、給水管線數據現狀與存在問題

自來水公司管線數據管線總長為6 530 km;測繪院給水管線數據管線總長為3 490.2 km。對于“管徑≥75 mm”和“管線在6 m寬以上道路上”的管線數據，測繪院符合要求的管線長度為2 930.5 km，占其總長度的84%;自來水公司符合要求的管線長度為3 062.1 km，占其總長度的46.9%。

給水管線數據存在問題敘述如下:

(1)數據范圍問題

在自來水公司的管線數據中，有一些管線不在要求范圍(五環路范圍)之內，或雖在范圍內，但不符合相應的取舍標準(管徑≥75 mm)或管線不在規定的道路上;測繪院的管線基本位于城市主干道路、次干道路、城市支路、社區支路和城市廣場范圍內，管線的取舍基本符合規定要求。

(2)高程缺失問題

自來水公司管線點約有80%沒有高程數據;測繪院管線點都有高程數據。

(3)屬性數據缺失問題

自來水公司數據只有1.3%的管線點有“埋設年代”信息，所有管線點均無“材質”信息;測繪院數據無“材質”、“埋設年代”、“權屬單位”等信息。

四、給水管線數據比對分析與核查分析

(1)比對分析

經比對分析，對于“管徑≥75 mm”的管線數據，兩家數據基本重疊的管線長度為2 128.3 km，較差小于或等于0.2 m的管線長度為1 520 km，占基本重疊管線總長的71.4%，說明兩家給水管線數據的重合性較好。對于管徑600 mm以上的數據，兩家數據基本重疊的管線長度為887.7 km，較差小于或等于0.3 m的管線長度為783 km，占基本重疊管線總長的88.3%;走向一致、重疊不好(0.3 m以上)的管線長度為104.4 km;走向、位置都不一致的管線長度為167.8 km。

(2)核查分析

本次主要對管徑≥600 mm的給水管線進行了外業實地核查。對于不重合且較差大于0.3 m的管線，以及自來水公司獨有的管線，分別提取樣本，對樣本采用地下管線核查、探查、測量的手段進行外業實地測繪、數據處理，對質量評定合格的核查數據直接入庫。對測繪院獨有的管線提取樣本，采用地下管線探測儀器核查管線在實地是否存在。

對自來水公司獨有管線數據的核查表明，自來水公司管線數據的平面位置可利用性較好，未發現有大的偏差。但存在高程數據不全、數據表現不合理和附屬設施描述不夠詳盡和準確等問題，如圖1～圖3所示。

圖1 數據表現的不合理性問題

圖2 自來水公司提供的管線圖

圖3 核查后的管線圖

與核查數據相比，測繪院管線數據沒有大的位置偏差，但存在部分窨井位置與資料不符、管線資料未反映管線改建情況、部分管線附屬設施在實地不存在、實地新增附屬設施在資料中未反映等問題。問題源于管線改建后未進行竣工測量。

對于較差大于0.3 m的管線，與核查數據相比，自來水公司的已有給水管線數據只有39.8%，測繪院已有給水管線數據平面位置較差在0.6 m以內的占91.5%，測繪院管線數據的平面位置精度明顯高于自來水公司的管線數據。在本次核查的測繪院給水管線數據中，較差大于0.6 m的管線點共計19個，所占比例為8.5%。其原因有竣工測量錯誤、兩次測量的位置不同、管線已改建和管線有偏距等因素。

五、管線數據整合

給水管線數據整合是基于下列原則進行，首先從自來水公司和測繪院的給水管線數據中，對道路寬度大于6 m、且管徑大于或等于75 mm的給水管線數據進行重合度比對分析，對于兩家偏差小于0.2 m的管線直接入庫測繪院數據。外業核查的數據采用外業核查數據和測繪院給水管線隱蔽管線點數據整合入庫。

基于測繪院的已有管線數據在空間位置上具有很好的可利用性和給水管線試驗結果，在對其他管線進行數據整合和補測補繪時，可采取以下技術路線。

(1)數據收集

收集需要進行數據整合的某種管線數據。

(2)數據格式轉換

按照《北京市地下管線探測技術規程》(DB11/T 316—2005)規定的數據交換格式，將收集的已有地下管線數據轉換到統一的數據格式。

(3)數據提取

根據《北京市地下管線探測技術規程》(DB11/T 316—2005)，抽取規定范圍內的、符合管線取舍要求的、埋設在城市主干道路、次干道路、城市支路、社區支路和城市廣場范圍內的已有管線數據。

(4)平面位置限差(δts)的確定

采取外業實地抽樣核查的手段，獲得此類管線的平均埋深，計算其平面位置限差(δts)。

(5)數據比對分析

以測繪院的管線數據為基準，將收集的某種管線數據與其進行比對分析。

(6)數據整合入庫

參見本文第二章。

(7)管線補測補繪

下列管線需要采用補測補繪方式，以獲得相關的空間和屬性數據。

2)對于測繪院資料中獨有的管線，繪制1∶2 000管線圖，由管線權屬單位進行審圖，確認管線的使用情況，通過補測補繪工作，對管線的走向進行核實。

3)非竣工測量方式獲得的、管線權屬單位資料中獨有的管線。

4)所有管線數據應該通過今后的補測補繪工作，來采集“材質”和“埋設年代”等在現狀管線資料中缺失的屬性信息。

(8)管線補測補繪成果入庫

補測補繪的成果在入庫前，應與原有已入庫成果合并進行質量檢查、處理，必要時應進行實地再核查，確認沒有數據錯誤后方可入庫。

六、整合效果與建議

依據上述技術路線，對北京市的8大類地下管線進行了數據整合，整合管線長度達1.5萬千米，加上整合完成后通過管線竣工測量采集的新建管線2.1萬千米，目前北京市地下管線數據庫共有各類管線長度達3.6萬千米(如圖4所示)。數據整合成果在測繪院內地下管線管理和測繪生產中得到廣泛使用，發揮了重要作用。同時為北京市規劃委員會、北京市城市規劃設計研究院、北京市排水集團等部門提供了大量管線數據，為市重點工程、奧運工程提供了及時的管線數據服務。

圖4 北京市地下管線的長度及分類

隨著北京市地下管線綜合管線數據整合建庫的完成，現有的管理方式也發生變化:綜合管線資料由紙介質、手工管理轉變為信息化管理，實現了質的變化;同時服務方式也發生了變化，擺脫了原來復印圖紙、抄錄成果的狀況，提升了管線資料管理單位服務水平，方便了用戶。

盡管北京市地下管線綜合管線數據整合建庫的完成為規劃設計等工作提供了很大方便，但仍存在一些問題有待進一步解決:

1)成果數據在城市規劃、管理中應發揮更大的作用。目前的管線整合成果與北京市規劃委員會的規劃審批系統“規管2000”還存在銜接問題。

2)新建管線有些未按規定進行竣工測量，測繪院不掌握這部分信息，造成信息不全。

3)管線改建時測繪院得不到相關信息，廢棄管線在整合數據庫中不能及時刪除，不能完全反映現狀。

為此，筆者提出以下建議:

1)建立市政(線性)工程規劃核驗管理系統，并與“規管2000”實現掛接，為規劃審批提供準確依據，實現市政工程規劃審批及驗收的信息化管理。

2)完善市政工程規劃驗收機制，確保市政工程驗收的完成以及檔案收集和信息數據采集。

3)推動與相關管線權屬部門的合作，互通信息，共建共享。

4)開展有針對性的管線普查，全面更新補充管線信息。

［1］ 楊伯鋼.北京市地下管線信息共享有關問題研究［D］.北京:北京大學，2009.

［2］ 中華人民共和國建設部.CJJ 61—2003城市地下管線探測技術規程［S］.北京:中國建筑工業出版社，2003.

［3］ 北京市質量技術監督局.DB11/T 316—2005北京市地下管線探測技術規程［S］.北京:北京市質量技術監督局，2005.

Research on Multi-source Data Integration of Underground Pipeline

MENG Zhiyi

0494-0911(2011)10-0056-04

P208

B

2011-08-29

孟志義(1960—)，男，北京人，高級工程師，主要從事城市地下管線工程，三維掃描工程及城市工程測量的研究及應用工作。