基于ArcGIS的地下金屬管線總體規劃圖編制方法研究

王君艷

（甘肅省基礎地理信息中心，甘肅 蘭州 730100）

近些年來，隨著城市化進程的加快，地下金屬管線網在城市中的重要性逐漸凸顯。作為城市生活中一項重要基礎設施，其與城市居民生活、工業發展都有著密切聯系，對于城市生產、生活，以及各種活動的正常開展都至關重要[1]。但是，由于地下金屬管線埋于地下的特點，導致其具有不可直觀進行觀察的特性，并且，就管線的鋪設工作而言，結構相對復雜，排布縱橫交錯，對于其管理帶來了一定困難。同時，城市面積的擴大，地下金屬管線網的鋪設面積與規模都呈現出逐年增加的趨勢[2]，傳統人工管理存在的效率低下問題日益凸顯，已經無法滿足現階段的水電供應企業的服務要求，因此建立科學、準確、的城市地下金屬管線規劃圖，提高水電供應企業的工作效率和管理水平，已成為很多企業的發展所面臨的主要任務[3]。

基于此，本文提出基于ArcGIS的地下金屬管線總體規劃圖編制方法研究。在對地下金屬管線總體規劃數據分析整合的基礎上，通過ArcGIS軟件，實現對規劃圖的合理繪制，提高其使用過程中的可利用性。通過該研究，以期為相關領域的工作開展提供有價值的參考。

1 地下金屬管線總體規劃數據整合

1.1 數據準備與分析

在對地下金屬管線規劃圖進行編制之前，首先對規劃數據進行分析與整理，主要對地下金屬管線現狀、上一輪規劃實施結果、對于管線的基本應用需求、區域開發整理規劃等數據信息的完整性，以及對應的信息要素進行分層檢查，確保信息要素的完整性。對于同類信息，統計其要素分布的圖層、格式、屬性是否一致。同時，檢查規劃數據中的數據信息標準，對其坐標體系進行分析，確保其與實際的地理位置保持一致。

在此基礎上，根據數據分析結果，對規劃數據進行整理，確保相同類別的數據要素分布圖層一致，并且格式與參數相同。并按照相應的資源信息化標準，對各數據要素進行編碼，為下一階段數據轉換、數據分層、屬性配賦等工作提供良好基礎。

1.2 數據轉換

在上述分析基礎上，對于存在數據信息標準不一致，數據格式、坐標系存在差異的數據，本文采用ArcGIS文件轉換模塊對其格式、坐標進行轉換。

首先，對數據格式進行統一。通過數據格式轉換模型，首先將全部數據轉換成單一格式，再進行集成管理。數據交換方式分為兩種，包括直接數據交換和間接數據交換。本文采用間接數據交換方式，指通過ArcGIS文件轉換模塊進行轉換，通過VCT數據交換格式，實現數據格式的轉換。

其次，對數據坐標系進行統一。本文以金屬管線排布區域的土地環境的坐標為標準，對數據坐標進行轉換。在轉換過程中，換帶操作會引起坐標數據產生誤差，因此，要注意盡量使誤差最小化。在金屬管線排布區域范圍內，出現涉及兩個甚至多個投影帶的情況時有發生，在這種情況下，本文主要采用將不同投影帶中的數據，轉換到同一投影帶中的方式進行數據轉化。為了降低由于換帶引起的誤差，本文使用ArcGIS軟件進行坐標換帶操作。首先，將去除坐標中的帶號，在輸入編輯模塊的“整圖變換”中，將整個數據坐標進行平移操作，在此基礎上，再進行投影變換，在投影變換模塊的“工作區直接投影變換”中，變換數據投影方式，以中央子午線為變換界限。

2 地下金屬管線總體規劃圖編制

2.1 建立規劃數據庫

在上述地下金屬管線總體規劃數據分析、整合基礎上，對地下金屬管線總體規劃圖進行編制。首先，根據地下金屬管線規劃的相關規定，制定相應的數據庫，包括符號庫、線型庫、圖案庫、顏色庫等，并綜合現狀和規劃參數，統一現狀和規劃庫于一個子集中，使其同時滿足現狀和規劃信息的同步需求。同時，在原現狀符號庫的基礎上，進行合理修改，調整現狀系統庫，增加規劃數據要素，使其與總體規劃數據相契合。需要特別注意的是，由于相關規范中規定的顏色采用的是RGB描述，在ArcGIS中進行顏色設定時，需要先將CMYK描述轉換為RGB，在此基礎上，進行正確的顏色設定。

2.2 圖例編制

在地下金屬管線規劃圖中，圖例是對地下金屬管線規劃分類情況和內容的重要說明，對于地下金屬管線規劃圖而言，地下金屬管線規劃基期信息和地下金屬管線規劃成果是其必須明確體現的信息，因此，本文兩類信息進行有機結合，以此將地下金屬管線狀況的現在和未來科學地反映出來，實現對金屬管線的排布與應用的直觀的指導。

對于基期信息的表達，本文對圖斑線、地類符號進行組合，利用其組合結構實現對基期現狀信息的表達。對于金屬管線應用分區要素的表達，本文采用對填充顏色和圖案進行區分的方式，實現對金屬管線用途分區信息的表達，如城鎮生活區和生產經營區等。圖1為本文設計的城鎮生活區管線設計區域。

圖1 城鎮生活區管線設計區域

除此之外，在相同的應用分區要素中，本文采用顏色不同的相同圖案對規劃階段進行表達，如城市建設區的金屬管線分布現狀、近期規劃和遠期規劃等。對于地下金屬管線活動要素和重點建設項目等規劃要素的表達，如管線改路、管線合并等本文對線的類型、線的顏色以及圖案顏色進行組合，以此實現對其的表達。

2.3 圖框編制

在完成上述工作之后，在ArcGIS軟件內進行添加規劃圖的主體、圖例、比例尺、指北針等基本信息，完成后，對規劃圖的圖框進行設定。使用ArcGIS軟件，確定規劃圖內框四個角點的坐標，在此的基礎上，生成標準圖框模塊，提供了圖框自動生成功能。自動生成的圖框可能存在不夠美觀的問題，因此在軟件生成的圖框上進行參數的設置，使生成的圖面更加協調。

3 試驗測試

為測試本人提出方法的應用性能，進行了試驗測試，分別采用本文方法作為實驗組，采用傳統方法作為對照組，進行試驗測試。

3.1 實驗環境

本文以某小區的地下金屬管線規劃圖為實驗對象，規劃圖內涉及規劃面積為606萬m2，共包含6個樓體建筑，每個樓體包含3個單元，地表包含2個供電主體設施，小區內共16個井口設計，地下金屬管線規劃是對水電資源的牽引作用。在上述實驗環境下，分別采用兩種方法對其地下金屬管線規劃圖進行編制，并分別以10人為一組，共設置5組，分別對編制出的地下金屬管線規劃圖進行信息搜索，對比其時間開銷。

3.2 實驗結果

通過對比5組實驗的結果，得到如表1所示的時間開銷對比表。

表1 不同編制方法下的地下金屬管線規劃圖信息查找的平均時間開銷/s

從表1中可以看出，對比本文方法與傳統方法，在信息查實過程中，本文方法的時間開銷明顯低于傳統方法，基本穩定在5s以內，具有較高的效率，對于實際工作具有較高的應用價值。這主要是因為本文方法采用ArcGIS軟件對地下金屬管線的排布地理位置信息標準進行統一，并根據應用分類，對圖標進行區分，提高的信息查找的效率。

4 結束語

地下金屬管線規劃圖件作為編制地下金屬管線規劃的重要組成部分，在對地下金屬管線規劃圖進行編制時，既要滿足對地下金屬管線規劃修編需求，又要保證制圖的科學性，避免規劃調整、指標統計和圖件編制之間矛盾。本文提出的基于ArcGIS的地下金屬管線總體規劃圖編制方法，在數據分析基礎上，采用ArcGIS編制了地下金屬管線規劃圖，實現了將地下金屬管線規劃特征直觀和準確地表達，有效提高了地下金屬管線規劃圖的科學性和應用效率。