城市地下管線數據采集一體化研究與實現

摘""要：隨著移動終端智能設備的發展，外業人員借助于具有專業功能、便攜的移動終端設備進行地下管線信息的外業采集已成為一種趨勢。因此，基于Android平臺，研究了地下管線外業采集的無紙化作業模式，實現了采集成果的電子化，與傳統繪制草圖、紙質記錄作業手段相比，能顯著提高整體作業效率，減少數據出錯率，增強內外業一體化的銜接，大大提高了管線信息采集的工作效率及成果質量。

關鍵詞：地下管線"數據采集"一體化""Android平臺

中圖分類號：P208;TU990.3

Research"and"Implementation"of"Integrated"Data"Collection"for

Urban"Underground"Pipelines

SUN"Ruimin""FANG"Kan""ZHAO"Deyi""ZHOU"Wan

Jiangsu"Province"Engineering"Investigation"and"Research"Institute"Co.，Ltd.，"Yangzhou，Jiangsu"Province，"225002"China

Abstract："With"the"development"of"mobile"terminal"intelligent"devices，"it"has"become"a"trend"for"field"personnel"to"collect"underground"pipeline"information"through"professional"and"portable"mobile"terminal"devices."Therefore，"based"on"the"Android"platform，"a"paperless"operation"mode"for"underground"pipeline"field"collection"is"studied，"and"the"electronic"collection"results"are"achieved."Compared"with"traditional"sketching"and"paper"recording"methods，"it"can"significantly"improve"the"overall"operation"efficiency，"reduce"the"probability"of"data"errors，"enhance"the"integration"of"internal"and"external"work，"greatly"improving"the"efficiency"and"quality"of"pipeline"information"collection.

Key"Words："Underground"pipelines;"Data"collection;"Integration;"Android"platform

城市地下管線是城市的重要基礎設施，是城市規劃、設計、施工、和管理的重要依據。查清地下管線埋設現狀并將其數據入庫進行信息化處理，做到一圖多用，信息共享，可以為城市帶來巨大的經濟效益和社會效益。

截至目前，仍有大部分作業單位采用傳統的管線探測方法[1-4]，外業通過手工繪制草圖及紙質的表格記錄管線的屬性信息，內業再根據外業草圖、表格等資料重新錄入、成圖、入庫等。這種傳統的作業方式自動化程度低，內外業無法形成無縫銜接[5]，效率低且出錯率高等缺點。隨著互聯網、移動通信、測繪地理信息等技術的飛速發展，地下管線數據采集內外業一體化已成為一種趨勢[6-9]。因此，本文基于Android平臺，研究利用移動設備進行管線信息的采集錄入，很大程度上提高了外業數據采集的工作效率，同時內業實時同步地獲取外業采集到的數據，減少了內業重復錄入的工作量，實現了內外業一體化的作業模式。

1"管線數據采集內外業一體化作業流程

地下管線數據采集內外業一體化作業流程如圖1所示。

（1）底圖準備：不再是傳統的紙質底圖或者是打印出來的電子草圖，而是直接利用在線的電子地圖及CAD電子圖作為底圖直接加載到移動設備內。（2）外業探查：主要采集管點管線的各種屬性信息（包括管點的類別、材質、埋深等），并同步到服務器中。（3）外業測量：主要通過RTK或者全站儀采集管線點的空間坐標，并同步到服務器中。（4）數據處理：不再需要手動繪制草圖（各個點之間的連接與方向），移動端依據采集的管點空間和屬性信息自動進行解算，完成圖屬信息的匹配，每段管線的連接則依據解算的起始點方向自動連接成圖。（5）質量檢查：外業采集的數據信息可實時同步到內業，內業人員可對采集到的數據進行數據分析及質量檢查，發現問題可及時通知外業人員修正。（6）成果提交：質量檢查通過后，進行相關的圖面整飾、接邊等工作，并最終形成成果圖及數據庫。

2管線數據采集內外業一體化的總體設計

管線數據采集內外業一體化的總體設計如圖2所示，總體設計主要由運行支撐層、應用層、服務層以及數據層4個部分組成。

（1）運行支撐層：該設計主要運行于支持安卓系統（Android"8.0以上）的，鴻蒙系統的智能手機與平板等移動設備。（2）應用層：應用層是用戶對該設計的一種直觀的操作體驗，包含各式各樣的功能，如地圖操作、數據采集、數據導出等。（3）服務層：服務層是該設計的技術支撐，提供滿足于數據采集需求的各種功能，包括地圖操作的API、數據存儲的數據庫、支持數據編輯的SDK等。（4）數據層：數據層是該設計的基礎內容，為設計運行提供數據支撐，包括CAD底圖數據、在線電子影像、電子地圖數據以及管點管線照片等相關多媒體數據。

3管線數據采集內外業一體化的關鍵技術

3．1"電子底圖的載入

直接加載天地圖的在線影像和在線電子地圖作為輔助層，電子CAD圖作為作業底圖，并且通過給每個圖層設置開關來控制其顯示與隱藏，使讀圖的靈活性大大增強。

3．2"數據字典的引入

在采集管點管線的屬性時，為提高采集人員的填寫效率，一些具有固定選項的屬性字段，會默認將這些選項形成數據字典，并以下拉框的形式讓外業人員進行選擇，這樣不僅提高了效率，還規范了填寫內容，減少了出錯率。

3．3"同名管點自動匹配

傳統的匹配工作是回到內業進行的，本設計則在現場就會解算管點信息，將同名管點的空間信息和屬性信息進行自動匹配。

3．4"草圖的自動繪制

傳統手工繪制時，當同一個管點有多個方向時，需要分別記錄各管線的信息，這種做法會導致數據在傳遞時容易出錯，且會存在數據重復。本設計中，只需要知道該段管線的起始點號，即可自動連線，同時相匹配的屬性會自動掛接進來，從而完成草圖的自動繪制。

3．5"內外業的同步性

傳統作業時，內業需要等待外業作業完成后才可進行內業處理。本設計為了解決這一問題，增加了服務器備份功能。即外業現場所采集到的信息，在保存至本機SQLite數據庫的同時，會實時地同時備份到內業的服務器（MySQL數據庫中），這樣不僅會防止因移動設備損壞時造成數據丟失，保證了數據安全；更增強了內外業的聯動性，保證了內外業一體化。

4"管線數據采集內外業一體化的實現

4．1"開發環境簡述

本設計結合公司實際需求，在Android"Studio開發工具下，采用JAVA開發語言，服務器數據庫選用成熟的商業關系型數據庫MySQL，以及ArcGIS"Runtime"API"for"Android等一系列強大的軟件開發包的技術支撐下開發而出的。

4．2"數據庫建設

數據庫內容包括人員信息、角色信息、系統信息、采集管點、管線等相關信息的數據字典，外業人員采集的數據必須符合數據類型，字段名稱、字段類型、長度必須符合相關規定。系統將根據自審規則對采集數據進行語法檢查和有效性驗證，并對出現錯誤的部分進行提示，以保證數據的準確性。

4．3"設計實現

為了驗證該設計的成果，以揚州某小區內的排水管線為測試對象，分別采用該設計以及傳統方式進行作業。實驗結果證明，在外業環節，兩種方式相差不是很大，但在內業環節的作業中，本設計的工作效率有明顯提升，且出錯率降低，本設計最明顯的一個優勢就是很大程度上解放了內業人員的工作量，并且數據安全也得到了有效保障，具有一定的實際意義。

5"結語

本文研究的地下管線數據采集一體化的作業模式，在現實工作中，相較于傳統模式，不但提高了整體的作業效率，還減少了內業人員的工作量，減少了內外業銜接的問題，同時還更好地保障了數據的安全性，取得了較好的效果，具有一定的實際意義。同時，本設計接下來還有一定的提升空間，目前只是完成了移動端的設計，后續會進一步完成PC端的設計，從而更大程度上提高地下管線調查這項工作的效率及實用性。

參考文獻

[1]"張志偉，衣鵬軍，趙也．基于ArcSDE的管線探測內外業一體化方法[J].北京測繪，2021，35（7）：986-990．

[2]"齊永良.地下管線采集編輯一體化技術研究與實現[J].北京測繪，2020，34（10）：1428-1431．

[3]"錢林，王星杰.城市地下管線采集處理一體化解決方案[J].北京測繪，2017（3）：42-45．

[4]"劉茂鎖，劉瑞明.供水管網內外業一體化采集質檢入庫系統設計與實現[J].經緯天地，2023（3）：86-89，97．

[5]"夏芳.基于EPS地下管線測量內外業一體化技術的研究[J].科技創新報，2020，17（9）：35，37．

[6]"陳鵬，葛如冰，潘譽，等．基于移動端管線內外業一體化數據采集整理系統研究[J]．測繪與空間地理信息，2024，47（6）：20-22．

[7]"向衛國，向紅梅.基于數據庫的地下管線探測內外業一體化和動態更新方法研究[J].城市勘測，2019"（2）：47-50．

[8]"范娟娟，鞠建榮．基于Android的管線移動采集更新系統設計與實現[J]．城市勘測，2016（1）：98-100．

[9]"郭鵬，夏吉祥，王超.基于Android平臺的地下管線數據移動采集軟件設計與實現[J].地理信息世界，2014（2）：82-85．