城市地下管線探測與數據庫的建立★

張鴻飛

(上海市政工程勘察設計有限公司，上海 200000)

0 引言

隨著經濟社會的發展及城市的擴建，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:1)由于早期設計及管線老化問題，城市雨污排水系統逐漸不能適應城市的快速發展，甚至在主汛期造成局部洪澇，威脅到城市的安全;2)管線形式復雜，各個權屬單位綜合管理困難，甚至會在管線的日常維護和鋪設時出現事故;3)原有的地下管線管理方法信息現勢性不強，嚴重制約了城市經濟發展。因此，為適應城市建設的發展，采用新的技術手段管理城市地下管網有利于實現城市建設信息化和可持續發展。本文以上海市某區地下空間數據探測項目為例，詳細論述了城市地下管線探測的技術流程，并給出數據質量檢查與入庫成圖的主要方法。

1 數據采集

1.1 技術指標

地下管線普查是一項技術性強、牽涉面廣、工作量大的系統性工作。DGJ-85-2000地下管線測量規范對各工序的技術精度指標有明確規定，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

1.2.1 平面控制

本工程平面控制利用上海虛擬基準站VRS(Virtual Reference Stations)技術布設。為提高成果質量，GPS-VRS測量原則遵守如下規則:為提高GPS-VRS測量成果質量在具體作業時嚴格遵守以下規則:

1)選用精度較好、穩定性較高、初始化能力強的 Leica RX1250系列機型執行;2)選擇良好時段進行GPS-VRS測量;3)對同一個控制點按多個不同時段觀測解算。

表1 地下管線探查測量定位精度要求 cm

1.2.2 高程控制

本工程高程控制測量采用GPS-VRS結合動態GPS-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又很小的特點，采用GPS-VRS的方式傳遞高程速度快，操作方便。但是GPS-VRS信號以及GPS衛星信號的強弱有局限性，所以配合動態的GPS-RTK將GPS-VRS無信號的范圍使用GPSRTK進行覆蓋，做到工程全范圍內均可進行控制點的施測。

1.3 作業流程

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

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

2)管線測量。管線測量任務主要包括圖根控制測量、管線點數據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，利用上海虛擬基準站VRS(Virtual Reference Stations)技術。衛星信號較差的位置，采用全站儀加密圖根控制點。管線的測量在衛星信號較好的地點，直接利用VRS采集管線點的平面坐標與高程數據;信號較差位置，運用全站儀極坐標法采集平面坐標，三角高程法獲取高程數據。地形圖修測主要是對地下管線周邊的地物進行重新測量與調繪，需使其數據滿足1∶500地形圖成圖要求。

1.4 質量控制

采取兩級檢查一級驗收的方式進行。關鍵成果質量可通過以下幾方面精度指標作衡量:

明顯管線點埋深重復探查中誤差:

其中，Δdi為重復探查點埋深較差;n為參與計算的重復探查點數。

隱蔽管線點重復探查的平面位置中誤差ms與埋深中誤差mh的計算公式為:

其中，Δsi，Δhi均為重復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:

其中，Δxi，Δyi分別為重復觀測點的 x，y坐標較差;Δhi為重復觀測點高程較差。

表2 各類地下管線數據表名稱

2 地下管線數據建庫

地下管線數據主要包含空間數據和屬性數據，空間數據用于表達管網的空間分布、管線與周邊地物間的空間關系;屬性數據用來描述各類管線及其附屬物的特征信息。各類管線數據庫主要由管線點、管線及管線附屬面數據表組成。表2以給水管線為例給出管線數據表編碼。數據表用于描述識別管線及其特征點的地理位置與相關屬性，以線表為例，其數據表結構如表3所示。

表3 地下管線表基本結構

將采集的管線空間數據及探查的屬性數據錄入到數據庫中，經檢查無誤后，將數據庫數據與圖形數據分別轉存為與Access文件和AutoCAD的dwg文件，作為正式提交成果。

3 結語

建立科學完善的城市地下管線數據管理體系對城市地下管線的安全運行具有重要意義，本文結合上海某區地下空間數據探測項目，詳細探討了地下管線探測的技術要求與作業流程，并對測量數據質量控制及管線數據庫建立的方法作了闡述。地下管線現已成為城市經濟發展與居民生活的生命線，其新建與改造規模正日益擴大，今后有必要進行地下管線的動態管理，定期探查變化，及時更新數據，以確保信息具有較強的現勢性，為城市合理規劃建設提供依據。

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