城市地下管線數(shù)據(jù)動(dòng)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(tái) 264670)

1 引 言

地下管線是現(xiàn)代化城市運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)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(huì)的發(fā)展。至2015年底，全國(guó)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(duì)綜合管線數(shù)據(jù)庫(kù)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(duì)管線數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢(shì)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(dòng)態(tài)更新方法。

2 動(dòng)態(tài)更新內(nèi)容及特點(diǎn)

城市地下管線數(shù)據(jù)動(dòng)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(cè)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(kù)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(kù)的全生命周期來(lái)開(kāi)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(cè)量數(shù)據(jù)更新等多方面來(lái)開(kāi)展，通過(guò)多源數(shù)據(jù)整合，保證管線數(shù)據(jù)庫(kù)的時(shí)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(dòng)態(tài)更新有別于管線普查的特點(diǎn)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(shí)，形成的規(guī)劃用圖、工程改造圖、竣工測(cè)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(kù)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(gè)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(kù)的更新需要經(jīng)過(guò)新增、查漏、核實(shí)、刪改、接邊、檢查等工作流程，工序復(fù)雜，容易錯(cuò)漏。

3 動(dòng)態(tài)更新工作流程

地下管線數(shù)據(jù)的動(dòng)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(cè)的工作范圍，再通過(guò)外業(yè)實(shí)地開(kāi)展修補(bǔ)測(cè)工作，獲取準(zhǔn)確的管線數(shù)據(jù)，同時(shí)，對(duì)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(shì)性強(qiáng)的地下管線數(shù)據(jù)庫(kù)。動(dòng)態(tài)更新流程如圖1所示。

圖1 動(dòng)態(tài)更新流程

3.1 確定修補(bǔ)測(cè)范圍

協(xié)調(diào)各管線權(quán)屬單位的相關(guān)資料是開(kāi)展管線修補(bǔ)測(cè)工作的重要一環(huán)，管線權(quán)屬單位主要提供竣工測(cè)量資料、管線工程施工資料、管線變動(dòng)資料，對(duì)于疑難問(wèn)題，由建設(shè)單位、權(quán)屬單位、作業(yè)單位三方到現(xiàn)場(chǎng)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(shí)間段內(nèi)管線的變動(dòng)情況。

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

(1)對(duì)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(kāi)展探測(cè)工作。

(2)對(duì)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(chǎng)進(jìn)行修補(bǔ)測(cè)。

(3)對(duì)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(kù)中進(jìn)行刪除；對(duì)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(cè)更新；對(duì)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(cè)

地下管線修補(bǔ)測(cè)是數(shù)據(jù)動(dòng)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。控制測(cè)量可以借助省CORS系統(tǒng)，GPS-RTK可直接用于管線點(diǎn)和附屬設(shè)施的測(cè)量，也可以通過(guò)等級(jí)控制點(diǎn)布設(shè)圖根點(diǎn)的方式進(jìn)行測(cè)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(cè)，在實(shí)際作業(yè)過(guò)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(cè)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(cè)方法，以保證管線探測(cè)的準(zhǔn)確性[3]。明顯管線點(diǎn)需要實(shí)地進(jìn)行詳細(xì)踏勘，打開(kāi)檢修井進(jìn)行量測(cè)，現(xiàn)場(chǎng)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(cè)的范圍[4]。對(duì)于實(shí)地調(diào)查無(wú)法確定的隱蔽管線點(diǎn)需要采用物探的方式進(jìn)行探測(cè)，在進(jìn)行地下管線探測(cè)時(shí)，采用何種探測(cè)方法對(duì)探測(cè)的結(jié)果和精度會(huì)產(chǎn)生很大的影響，因此對(duì)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(cè)方法。地下管線修補(bǔ)測(cè)不同于全面普查，在多種管線空間重疊的情況下需要對(duì)新舊管線進(jìn)行分辨，明確新舊管線的交接位置，著重探測(cè)新舊管線的連接點(diǎn)，作為區(qū)域管線更新的起始點(diǎn)和最終點(diǎn)，存有異議時(shí)，需要與權(quán)屬單位人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)研究，用綜合的方法進(jìn)行探測(cè)，以保證管線探測(cè)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(diǎn)標(biāo)志，方便后期收點(diǎn)測(cè)量。管線點(diǎn)的編號(hào)規(guī)則為“作業(yè)組號(hào)+管線類別代號(hào)+外業(yè)流水號(hào)”或者“測(cè)區(qū)號(hào)+管線類別代號(hào)+外業(yè)流水號(hào)”，編號(hào)需要保證唯一性。管線點(diǎn)標(biāo)志設(shè)置完成之后，需要盡快開(kāi)展管線點(diǎn)的測(cè)量收點(diǎn)工作，設(shè)置時(shí)間短，點(diǎn)號(hào)清晰，作業(yè)員記憶清晰，有利于保證測(cè)量管線點(diǎn)的完整性和準(zhǔn)確性，避免出現(xiàn)錯(cuò)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(kù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，將物探數(shù)據(jù)庫(kù)和測(cè)量數(shù)據(jù)庫(kù)整合，以mdb數(shù)據(jù)庫(kù)的格式進(jìn)行存儲(chǔ)。數(shù)據(jù)庫(kù)文件是以測(cè)區(qū)為單位，其命名規(guī)則為“測(cè)區(qū)名+分區(qū)號(hào)”，方便綜合管線數(shù)據(jù)庫(kù)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(kù)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(cè)量圖、修補(bǔ)測(cè)的數(shù)據(jù)、原綜合管線數(shù)據(jù)庫(kù)等。多源數(shù)據(jù)的整合，首先需要進(jìn)行精度驗(yàn)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(guò)程，之后進(jìn)行人工判斷數(shù)據(jù)接邊工作，再通過(guò)數(shù)據(jù)查錯(cuò)與更正完成整合過(guò)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(kù)為基礎(chǔ)進(jìn)行外業(yè)精度核查，按比例驗(yàn)證明顯點(diǎn)與隱蔽點(diǎn)的可靠性。對(duì)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(yàn)證精度之后，再采用現(xiàn)勢(shì)性強(qiáng)的數(shù)據(jù)。對(duì)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(shí)地?cái)?shù)據(jù)需要重新探測(cè)。

規(guī)劃用圖、工程改造圖、竣工測(cè)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(chǔ)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(kù)的屬性結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)方式對(duì)提供的資料進(jìn)行判讀，對(duì)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(kāi)展后續(xù)的處理工作；對(duì)于不符合條件的數(shù)據(jù)資料，需要與權(quán)屬單位對(duì)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(kù)和接邊流程。

規(guī)劃用圖、工程改造圖、竣工測(cè)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(kù)不一致的，需要按照國(guó)家統(tǒng)一要求，轉(zhuǎn)換至2000國(guó)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(kù)具有國(guó)家統(tǒng)一的坐標(biāo)系統(tǒng)。

修補(bǔ)測(cè)的數(shù)據(jù)按照原綜合管線數(shù)據(jù)庫(kù)的格式、屬性結(jié)構(gòu)和坐標(biāo)系統(tǒng)建庫(kù)，可以直接開(kāi)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(diǎn)有新增管線的接入和變化管線的刪除，接邊的要求是無(wú)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(shí)，需要先對(duì)各種數(shù)據(jù)的來(lái)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(shí)要對(duì)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(shí)測(cè)的管線數(shù)據(jù)對(duì)原綜合管線數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行修改；新增或刪改管線數(shù)據(jù)，必須以實(shí)地情況為準(zhǔn)，按照原綜合管線數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)展；在新舊管線交叉內(nèi)業(yè)無(wú)法判斷節(jié)點(diǎn)時(shí)，需要在異議處標(biāo)注，外業(yè)進(jìn)行實(shí)地核實(shí)；由于地下管線具有不可見(jiàn)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(shí)，可以依據(jù)不同管種的布設(shè)特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行綜合性的判斷。

(3)數(shù)據(jù)庫(kù)檢查與更正

數(shù)據(jù)庫(kù)查錯(cuò)是運(yùn)用查錯(cuò)程序進(jìn)行數(shù)據(jù)校對(duì)，根據(jù)預(yù)設(shè)條件，查找數(shù)據(jù)庫(kù)中邏輯、拓?fù)洹⑦z漏等數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，同時(shí)也可以查找類似管線編碼、格式錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)查錯(cuò)的數(shù)據(jù)庫(kù)需要既符合實(shí)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(cuò)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(cuò)是項(xiàng)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(kù)查錯(cuò)，結(jié)果需要重新反饋到外業(yè)核實(shí)；外業(yè)檢查是實(shí)地驗(yàn)證，抽查管線點(diǎn)和接邊情況，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題需要及時(shí)更正，以保證綜合管線數(shù)據(jù)庫(kù)的準(zhǔn)確性。

4 結(jié) 語(yǔ)

城市地下管線數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)更新工作是保證地下管線數(shù)據(jù)時(shí)效性和準(zhǔn)確性的重要方式，與綜合管線普查相比，具有長(zhǎng)期性、復(fù)雜性、多面性等特點(diǎn)，本文通過(guò)管線動(dòng)態(tài)修補(bǔ)測(cè)和多源數(shù)據(jù)整合的方式實(shí)現(xiàn)了地下管線綜合數(shù)據(jù)庫(kù)的更新，提高了動(dòng)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(shì)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(shì)性的地下管線數(shù)據(jù)對(duì)基礎(chǔ)建設(shè)方面的發(fā)揮支持作用。