城市地下管線數據動態更新方法探討

高遠，范咪娜

(山東正元數字城市建設有限公司，山東 煙臺 264670)

1 引 言

地下管線是現代化城市運轉的動脈，擔負著城市的物質傳輸，信息共享，抗旱排澇等功能，直接影響著經濟和社會的發展。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，并建立了相應的地下管線信息管理系統對綜合管線數據庫進行管理和使用。近幾年隨著基礎建設或者功能調整，新增或者改擴建的管線不斷增多，傳統的管線普查方式已不能滿足業務部門對管線數據的現勢性和準確性的要求，需要探索一種完善的地下管線數據動態更新方法。

2 動態更新內容及特點

城市地下管線數據動態更新的主要內容包括，新增管線和變化管線的探查，修補測更新的管線與原有管線的接邊、替換、刪除，多源數據的整合、核查，地下管線數據庫的建立與更新，信息管理系統的數據更新與共享[1]。

總體業務流程是圍繞管線數據庫的全生命周期來開展的，數據更新主要是從外業巡查更新、規劃用圖更新、工程改造圖更新、竣工測量數據更新等多方面來開展，通過多源數據整合，保證管線數據庫的時效性，方便城市的規劃發展和工程建設。

地下管線數據動態更新有別于管線普查的特點有：

(1)地下管線涉及權屬部門眾多，各權屬部門由于業務分工不同，往往根據各自需要進行管線的新建或改造，各自留存的資料規格不統一或者資料不完整，使得管線變化區域需要逐一整理核實，形成的規劃用圖、工程改造圖、竣工測量圖等多源數據格式結構與綜合管線數據庫存在差異，不能直接進行數據更新。

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

(3)原綜合管線數據庫的更新需要經過新增、查漏、核實、刪改、接邊、檢查等工作流程，工序復雜，容易錯漏。

3 動態更新工作流程

地下管線數據的動態更新首先是多途徑準確掌握管線的變化信息，確定修補測的工作范圍，再通過外業實地開展修補測工作，獲取準確的管線數據，同時，對于多部門掌握的多源數據進行分析整合，補充完善，從而形成完備、準確、現勢性強的地下管線數據庫。動態更新流程如圖1所示。

圖1 動態更新流程

3.1 確定修補測范圍

協調各管線權屬單位的相關資料是開展管線修補測工作的重要一環，管線權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，由建設單位、權屬單位、作業單位三方到現場踏勘解決，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管線的變動情況。

外業巡查是全區域性的，通過外業巡查可以對城市各區域的管線變動情況進行跟蹤記錄，確定數據更新范圍。

(1)對于巡查發現的已施工完成的管線變化區域，做好記錄，方便開展探測工作。

(2)對于完成管線埋設尚未覆土若的情況，按照作業要求現場進行修補測。

(3)對于道路整體翻修，原有管線全部破壞的，做好記錄，在數據庫中進行刪除；對于道路擴建導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，進行數據更新。

3.2 地下管線修補測

地下管線修補測是數據動態更新的最重要方式，要保證數據標準、坐標系統與原綜合管線數據一致。控制測量可以借助省CORS系統，GPS-RTK可直接用于管線點和附屬設施的測量，也可以通過等級控制點布設圖根點的方式進行測量，使更新的管線數據能夠與多源地理信息數據保持一致[2]。

地下管線的探查分為管線調查和儀器探測，在實際作業過程中需要將兩種方式相互結合使用。調查能查明的是管線類型、管徑規格、材質、附屬物、建(構)筑物、功能、施工方式、線纜條數等；儀器探測的是管線的鋪設情況、管線方向、埋深等，根據不同的地理環境選用不同的探測方法，以保證管線探測的準確性[3]。明顯管線點需要實地進行詳細踏勘，打開檢修井進行量測，現場記錄管線的屬性數據，繪制管線連接關系的草圖，確定需要儀器探測的范圍[4]。對于實地調查無法確定的隱蔽管線點需要采用物探的方式進行探測，在進行地下管線探測時，采用何種探測方法對探測的結果和精度會產生很大的影響，因此對于不同的管線類型、不同的管線材質，需要采用不同的探測方法。地下管線修補測不同于全面普查，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，作為區域管線更新的起始點和最終點，存有異議時，需要與權屬單位人員進行現場研究，用綜合的方法進行探測，以保證管線探測的準確性。

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置管線點標志，方便后期收點測量。管線點的編號規則為“作業組號+管線類別代號+外業流水號”或者“測區號+管線類別代號+外業流水號”，編號需要保證唯一性。管線點標志設置完成之后，需要盡快開展管線點的測量收點工作，設置時間短，點號清晰，作業員記憶清晰，有利于保證測量管線點的完整性和準確性，避免出現錯漏。

利用專業的地下管線數據處理系統，按照原綜合管線數據庫的數據結構，將物探數據庫和測量數據庫整合，以mdb數據庫的格式進行存儲。數據庫文件是以測區為單位，其命名規則為“測區名+分區號”，方便綜合管線數據庫的統一更新。

3.3 多源數據整合

多源數據的整合是管線數據更新入庫的關鍵步驟，直接關系到管線數據更新的準確性，其主要包括規劃用圖、工程改造圖、竣工測量圖、修補測的數據、原綜合管線數據庫等。多源數據的整合，首先需要進行精度驗證、數據格式與屬性分析、數據格式轉換、坐標轉換等預處理過程，之后進行人工判斷數據接邊工作，再通過數據查錯與更正完成整合過程。

(1)多源數據預處理

多源數據的精度是融合使用的關鍵，在使用之前需要以原綜合管線數據庫為基礎進行外業精度核查，按比例驗證明顯點與隱蔽點的可靠性。對于重復性的數據先進行內業綜合分析，外業驗證精度之后，再采用現勢性強的數據。對于精度不符合要求的數據，不可直接進行數據融合使用，可以作為外業探查的輔助底圖，實地數據需要重新探測。

規劃用圖、工程改造圖、竣工測量圖等數據由于提供數據的權屬單位不同，往往存在多種數據存儲格式和不同的數據結構，需要按照原綜合管線數據庫的屬性結構和存儲方式對提供的資料進行判讀，對于符合條件的數據資料，可以進行數據的預處理開展后續的處理工作；對于不符合條件的數據資料，需要與權屬單位對接，進行數據的格式轉換，達到要求后進行后續入庫和接邊流程。

規劃用圖、工程改造圖、竣工測量圖等數據采用的坐標系統與原綜合管線數據庫不一致的，需要按照國家統一要求，轉換至2000國家大地坐標系，建立坐標系轉換關系，使得地下管線數據庫具有國家統一的坐標系統。

修補測的數據按照原綜合管線數據庫的格式、屬性結構和坐標系統建庫，可以直接開展后續的接邊處理工作。

(2)管線數據接邊

數據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，應不存在誤差[5]。多源管線數據進行接邊時，需要先對各種數據的來源和數據形式進行綜合的分析，明確接邊區域的管線種類和走向特征，同時要對新增和刪改的數據進行詳細記錄[6]。

在多源數據的內業接邊工作中，需要用新實測的管線數據對原綜合管線數據庫進行修改；新增或刪改管線數據，必須以實地情況為準，按照原綜合管線數據庫標準開展；在新舊管線交叉內業無法判斷節點時，需要在異議處標注，外業進行實地核實；由于地下管線具有不可見性，不同管種的地下布設具有一定的規律，在進行數據整合時，可以依據不同管種的布設特點來進行綜合性的判斷。

(3)數據庫檢查與更正

數據庫查錯是運用查錯程序進行數據校對，根據預設條件，查找數據庫中邏輯、拓撲、遺漏等數據錯誤，同時也可以查找類似管線編碼、格式錯誤的數據錯誤，經過數據查錯的數據庫需要既符合實際情況，又可以滿足數據在信息系統中的穩定運行[7]。

數據查錯在城市地下管線普查工作中是非常重要的一部分，其質量直接關系到管線普查成果資料的數據可靠性。數據查錯是項目生產單位質量檢查的關鍵一環，分為內業檢查與外業檢查，內業檢查主要是數據庫查錯，結果需要重新反饋到外業核實；外業檢查是實地驗證，抽查管線點和接邊情況，發現問題需要及時更正，以保證綜合管線數據庫的準確性。

4 結 語

城市地下管線數據動態更新工作是保證地下管線數據時效性和準確性的重要方式，與綜合管線普查相比，具有長期性、復雜性、多面性等特點，本文通過管線動態修補測和多源數據整合的方式實現了地下管線綜合數據庫的更新，提高了動態更新的效率和質量。隨著城市建設的發展，地下管線數據更新勢在必行，合理的作業流程既可以在保證地下管線數據準確性的基礎上，提高工作效率，也可以使有現勢性的地下管線數據對基礎建設方面的發揮支持作用。