地下管線數據質量檢查方法的研究與實現

辛全波 畢金強 尚東方 王瑞璽

【摘要】 質量檢查是管線信息系統建設的重要環節，管線數據因其特有的數據特征和應用特點，質檢的規則也極其復雜。本文在分析管線數據的基礎上，對數據質檢規則進行歸納總結，并從通用性、可定制、可擴展的原則出發分析質檢規則實現方法，采用模板自動匹配和插件式開發方法完成管線質檢平臺的開發。

【關鍵詞】 地下管線 數據質檢 插件式

一、前言

地下管線是城市基礎設施的重要組成部分，是城市安全高效運行的“生命線”。建立功能完善的地下管線信息管理系統作為一項基礎工作，在城市規劃、設計、施工和管理中發揮的作用越來越被重視。數據作為地下管線信息系統的核心，其數據質量的優劣，直接關系到管線的分析應用。所以，充分了解管線數據的特征，分析管線質量要求，采取科學、有效的手段和措施，對入庫的數據成果進行質量檢查變得至關重要。

管線數據因其自身的數據特征和應用特點，與一般測繪數據相比，數據質量有更嚴格的要求，對于數據存在問題需要更細致的檢查；因其獲取來源、采集方式、參照標準不同，在數據的完整性、準確性等方面存在很大差異，對于數據的檢查需要靈活適用多種應用場景。本文在分析管線入庫數據的基礎上，對數據質量的內容和方法進行深入分析，歸納總結管線數據質檢規則，基于ArcGIS和.NET平臺，應用插件化開發方法，設計開發管線數據質量檢查系統。

二、管線數據特點

地下管線數據分為普查和修測數據，有物探、測量、竣工圖等多種來源，按照類型可分為電力、給水、排水、燃氣、熱力、通信、工業等，提交的成果數據有二維表、文本、SHP、CAD等多種數據格式。

管線數據一般分為管點和管線數據組成，管點和管線除了具有相應的屬性信息之外，還具有嚴格的空間拓撲關系，且不同類型的數據有不同的數據要求。

這些特征要求對管線的質檢規則不是一成不變的，它會因數據類型、地方標準、適用場景的不同而發生變化。

三、數據質檢內容

3.1屬性檢查

我國針對地下管線行業制定了相應的行業標準規范用于指導地下管線管理工作。地方參照國家規范，結合自身實際，制定了各自的地下管線管理標準規范，這導致管線數據在數據格式、數據分類、屬性字段、數據精度等方面存在很大差異。針對這種情況，本文定義了靈活可配的規則對數據完整性、一致性、準確性進行檢查。

3.2空間關系

管線數據由管點和管線組成，管點數據一般由物探點號唯一標識，管線數據由起始管點和終止管點連接而成，且具有方向性。管點可連接多條管線，如三通、四通、三分支、四分支等。這種拓撲關系對管線分析統計非常關鍵。

3.3特殊檢查

針對管線數據特有的應用需求進行檢查：借助管段兩端點的管底高程差來檢查排水流向是否正確；根據標準規范對超長管段進行檢查；計算水平凈距和垂直凈距來檢查管線的布設是否符合標準規范的要求。

基于以上分析，本文對管線質量檢查規則進行了歸納抽象，基于.NET和ArcGIS平臺進行開發，運用軟件設計方法進行封裝，形成插件式、可配置的組件庫，靈活適用于不同場景。

具體流程如下

3.4數據檢查規則

通過對檢查規則進行歸納梳理，分析出的數據質檢規則如下：

3.4.1數據完整性

對提交的數據成果進行文件命名、格式、表結構、屬性結構進行檢查。

3.4.2屬性值域檢查

非空字段檢查、數值范圍檢查、非法字符檢查、字段長度檢查、書寫格式檢查等。

3.4.3類型編碼檢查

針對某些字段取值是特定的，如管線材質要滿足材質代碼表、附屬物只能填預留口、非普查區、消防栓等信息，特征只能填直通、彎頭、三通、四通等信息。

3.4.4空間位置檢查

坐標范圍是否符合要求、XY坐標與管點實際位置是否一致、所在圖幅與實際位置是否匹配等。

3.4.5拓撲關系檢查

是否存在重復管點管線、是否存在孤立點、管點和管線關聯是否正確、連接管段數檢查、管線斷點檢查。

3.4.6邏輯檢查

流向檢查、管線長度檢查、屬性一致檢查、高程埋深檢查、電纜條數檢查等。

3.4.7凈距檢查

管線是否發生碰撞、管線間距是否符合標準規范的要求。

四、設計實現

4.1模板自動匹配

針對管線數據的特點，基于以上質檢規則的分析，本文采用模板自動匹配方法，以不同類型、不同時期、不同機構的標準規范為準則，制作相應的模板，并給模板不同的細節解釋，提供不同的檢查參數，達到在不同質檢系統應用的目的，最終確保系統的通用性。模板內容包括命名規范、數據格式、存在表結構、屬性字段、字段類型和值域范圍、關鍵字段配置。

4.2插件式開發

管線質檢規則繁多且會發生變化，為了實現更靈活的應用，本文基于組件設計思想，對上述規則實現進行封裝，提供規則參數的修改。同時，以SQL語句的形式為用戶提供自定義接口，用戶可根據實際需求自定義質檢規則。對于特殊的質檢規則，如凈距檢查涉及空間分析，且不同地區標準在檢查內容、檢查參數存在差別，本文將管線凈距標準抽象封裝成多個二維關系表，以插件的形式嵌入到質檢系統中。通過以上方法，更好地保證了質檢規則的可定制、可擴展。

五、結語

本文從分析管線數據和質檢規則入手，針對特有的管線數據特征和應用特點，采用模板自定匹配和插件化開發方法，開發管線質檢平臺。該方法已在實際工作進行了應用，提高了管線數據質檢的效率。

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