亞米級管線位置數據采集與智能應用分析
——基礎探測與民用探測的構想

王向坤

(保定金迪地下管線探測工程有限公司，河北保定071051)

一、引 言

本文探討一種簡便易行的管線位置數據采集及數據集成應用方式的可行性。習慣上，管線探測就是管線數據采集，但管線數據采集不只有管線探測，管線探測就是為了確定管線位置、坐標及附帶靜態(tài)屬性信息，因此，用管線位置數據采集來描述，其功用就是通過地圖來實現。不管是紙質地圖，還是電子地圖，亦或是數字地圖，以及更具體的專題地圖，其目的是一樣的，只是形式不同而已。

城市管線探測工作已經開展了20年，服務的對象幾乎涵蓋了所有行業(yè)客戶。凡是存在生產、生活活動，具備一定的區(qū)域范圍，存在管理組織，它就存在管線探測的可能。管線探測目標之一就是提高、保證探測的精度，使之滿足規(guī)程的規(guī)定，精度取決于具體的設備、技術、方法、工藝及人員素質等因素。高精度是高質量的首要條件，更是探測成果的必要條件。探測成果已經提交客戶，就進入了用戶管理和動態(tài)更新的階段。

二、動態(tài)更新的現實問題

隨著管線探測的不斷發(fā)展，用戶在管線管理、動態(tài)更新方面作了大量工作，但效果參差不齊。究其原因，存在著資金、組織、技術、資源等方面的問題，這里重點分析技術方面的原因。管線探測是一個有著理論依據、專業(yè)性強、集成多學科技術的專業(yè)化工作，其工業(yè)化的特征，要求有一個組織來協(xié)同完成這個工作。

許多用戶在這方面做了大量工作，投入了人員、設備、技術，制定了數據標準，開發(fā)了數據檢查、入庫工具。但是，產生的數據前后差別依然很大，表現在數據的精度、完整性、一致性等多方面的問題。

繼續(xù)委托專業(yè)管線探測單位定期進行管線的增補測，是一種可以考慮的辦法，當然還有其他辦法，但是不靈活，不能及時作到數據更新。即使采用委托的辦法，也只有少部分單位能夠做到。

再回到技術原因分析上面，制約動態(tài)更新的一個重要因素是坐標，國內管線探測基本上采用國家或地方坐標系。理解它需要測量方面的專業(yè)知識，獲取它需要專業(yè)的設備、人員和技術。管線數據屬于GIS數據的一個具體要素，GIS區(qū)別于其他MIS等信息系統(tǒng)的標志就是數據，GIS需要在建立系統(tǒng)的同時，建立數據，否則系統(tǒng)就沒有任何用處。

三、管線探測分級的探討

用戶所在行業(yè)的不同，對坐標的敏感性、要求就不同。一般城市規(guī)劃等部門需要高精度的坐標，用于處理管線位置的規(guī)劃管理，專業(yè)管線對坐標的感覺就不直觀。而管線探測采用了相同的規(guī)程、標準，在應對不同類型用戶的需求時難度較大。不妨把用戶分為政府級的基礎探測和權屬級的民用探測(或叫應用探測等其他名字)兩個類型，想當然的區(qū)別為兩個市場、兩類地圖，依此分析如何解決這個問題的方法。

在分析民用探測之前，先參考一下互聯網導航地圖。導航地圖由專業(yè)單位制作、發(fā)布，無償供用戶使用，因其便利性、快捷性，是人們日常離不開的工具。借助互聯互通，導航地圖進入到桌面辦公、移動應用等多個領域，雖然時間有滯后，精度不是很高，但是人們仍然廣泛使用它。這個地圖與管線探測地圖是隔離的，不僅是坐標系的不一致，還有相關法規(guī)制度的制約。管線探測單位確實做不到自己的地圖，因為前面已經講過，管線是有權屬的，除他自己之外，別人是不用的，只能為用戶建立地圖。再做一步分析，城市規(guī)劃部門也不用導航地圖作規(guī)劃，它仍然要使用基礎探測地圖。下面就借助導航地圖，來談談民用探測地圖的制作與管理。

不妨把民用探測地圖叫做民用探測導航地圖，既然借助導航地圖，那就可以把導航地圖作為地形背景使用，想辦法把管線疊加上去，就像把車輛軌跡導入進去一樣。導航、LBS位置服務等屬于GIS的范疇，但面向最終用戶，它就是一個簡單的地圖概念，圖商等后臺支持單位沒有特意標榜它的專業(yè)性和高深度。也正是如此，才以很自然的方式進入人們的視野，融入人們的生活。反觀管線探測，始終處在一個非常專業(yè)的圈子里，自己不僅要全方位從理論、技術、方法、設備等方面系統(tǒng)掌握，還把這個要求延伸到客戶層面，這就是實施管線探測以后，動態(tài)更新不能搞好的根本技術原因。即便是客戶配備了相應資源，但面對有限的地域，實際的工作量不足以養(yǎng)活這個隊伍。

基礎探測可以定期實施，但民用探測需要及時更新，否則不能滿足用戶管理的需要。因此，假設將管線探測分出等級，就是上面提到的基礎探測和民用探測。基礎探測繼續(xù)遵循現有規(guī)則，民用探測降低要求，借助現有設備、技術的水平，不僅專業(yè)單位能夠實現，而且客戶也能勝任。其實就是精度的降低，目前市場上亞米級測量設備比較普遍，技術要求不高，操作簡單。如果這個精度能夠滿足管理的需要，那就需要突破這個鴻溝。對于客戶來說，能夠及時進行竣工測量，因為現場比較清晰，又有設計圖等參考資料，基本不需要物探技術來查找管線，直接可以進行測量，完成數據采集。再加上測量的便利性，實現動態(tài)更新是可行的。

四、管線導航地圖架構與智能應用分析

用于導航、LBS位置服務的互聯網地圖很多，這些圖商出于競爭的考慮，都在努力完善、及時更新著自己的地圖，大量的應用基于互聯網地圖開展，使用和操作又非常簡便。它封裝了高技術、高投入的制作過程，呈現出來的是無需專業(yè)知識、無需培訓就能直接使用或再開發(fā)的成果。因此，不得不研究將民用探測與互聯網地圖進行融合的課題。其實對于用戶來說，要求很簡單，一個工作人員利用智能手機隨時可以定位自己，他想看到周圍地下自己的管線，因此，想辦法把管線錄入進去就可以了。

我們設想一種架構，企業(yè)建立內網，并通過路由器、防火墻等與互聯網相連。內網建立管線服務，它包括管線資料的存儲和地圖的發(fā)布，另建立集成應用服務，把內網管線服務與互聯網地圖服務集成在一起，內網用戶就可以瀏覽查詢基于互聯網地圖的管線數據。如果企業(yè)申請與電信部門的出口，通過硬件ID、身份識別、認證等授權方式，企業(yè)人員就可以利用互聯網在線訪問管線服務，包括定位、巡線、導航、采集業(yè)務就可以開展，甚至可以開展在線數據的竣工采集更新。

互聯網地圖發(fā)布有著嚴格的法律制約，需要相應的資質。民用探測管線是為了解決企業(yè)在建立、管理自身管線數據的需要，和互聯網地圖融合在了一起，但不等同于互聯網地圖發(fā)布，它主要是滿足企業(yè)內部管理，在企業(yè)內部運轉。部分業(yè)務利用互聯網實現移動應用，仍然要增加身份識別、認證等授權方式，且管線資料為自身財產，自然不愿意共享。所以，從內部主觀意愿及外部客觀條件限制來講，民用探測管線發(fā)布服務是可控的。這個服務被嚴格限制在了一個有限的范圍內，從管理上來說是可行的。

為了進一步控制，可以把管線服務分為內網服務與外網服務，內網服務直接使用民用探測數據，外網服務必須至少采用GCJ-02對地理位置進行首次加密。這項工作可以由服務方案提供商處理，這一點可以作為項目驗收的一項前提條件，并作備案處理。

為了避開坐標系轉換的難點，可以采用國際WGS-84坐標。GPS等設備采集的數據可以直接使用，而無需轉換。

這樣，民用探測借助互聯網地圖進入了一個廣闊的空間。這項工作中，管線服務方案、亞米級測量設備、移動應用封裝了高技術制作過程，把一個簡易的操作和使用留給了企業(yè)用戶。企業(yè)用戶無需花費太多精力和費用，就能完成自己管線的采集、發(fā)布，騰出時間和精力、費用去設計、建立適合自己的企業(yè)地圖和應用，從而進入智能應用的范疇。畢竟管線位置數據仍是一個基礎的東西，管線的安全、經濟、合理運行才是用戶最終關注的內容。借助完整的管線網絡，基于物聯網的動態(tài)監(jiān)測數據才能在調度、規(guī)劃、安全預警、搶險等方面發(fā)揮更大的作用。借助互聯網地圖，才能及時反映民眾對管線運行問題的報警、處理反饋，才能形成互動，促進管線的科學管理。

沒有了坐標系、投影、轉換、GIS等這些專業(yè)困擾，在行走之間即可輕松完成原本復雜的工作。這本來很簡單，無需為工作過程炫技，炫技是設備、方案服務提供商為了博取用戶青睞采用的一種手段。這好比一部手機不管制作過程如何復雜，集成、創(chuàng)新了多少新技術、新應用，都不是用戶關心的，用戶關心的是是否適合自己，性價比是否高。如果這部手機的使用還需要高深的理論和技術，那簡直不可想象。

其實這就是一種觀念的改變，工作方法隨著基礎探測的多年實踐已經成熟，設備、技術也已具備條件，互聯網地圖大環(huán)境的發(fā)展趨勢迫使我們不得不做出變革，掙脫束縛的窠臼，迎來更廣闊的空間，管線移動導航地圖才能真正建立和發(fā)展。

當然，將來的實現還需要相關標準、制度的擴充和改變，才能使設想有法可依，有理可據。

略)