基于GIS地下管線知識(shí)規(guī)則研究

狄福臣

摘 要：地下管線知識(shí)規(guī)則是地理信息系統(tǒng)對(duì)管線空間對(duì)象存儲(chǔ)和地下管線探測(cè)成果數(shù)據(jù)檢查的基礎(chǔ)，該文通過對(duì)地下管線對(duì)象的抽象描述，建立了各地下管線對(duì)象間的空間規(guī)則知識(shí)規(guī)則和屬性規(guī)則。

關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng)（GIS） 地下管線對(duì)象知識(shí)規(guī)則 空間關(guān)系

中圖分類號(hào)：TE973 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2013）03（a）-000-02

隨著城市信息化、地下空間的規(guī)劃與開發(fā)利用的進(jìn)行，我國(guó)大部分城市都建立了管線地理信息系統(tǒng)，而為了更好的解決管線對(duì)象空間信息的存儲(chǔ)和地下管線探測(cè)數(shù)據(jù)成果的檢查，該文將對(duì)地下管線的知識(shí)規(guī)則進(jìn)行深入的研究。

1 地下管線對(duì)象描述

城市地下管線種類眾多、錯(cuò)綜復(fù)雜，但一般可以把管線對(duì)象抽象成管線點(diǎn)對(duì)象、管線段對(duì)象、建（構(gòu)）筑物對(duì)象等[1]。

（1）管線點(diǎn)對(duì)象。地下管線的點(diǎn)對(duì)象包括各管線的特征點(diǎn)和附屬物。它是點(diǎn)要素，在空間中有確定位置，但是沒有長(zhǎng)度和面積的目標(biāo)。管線的特征點(diǎn)主要為管徑變化的點(diǎn)、進(jìn)出房點(diǎn)、管線交叉點(diǎn)等。附屬物即管線上的附屬設(shè)施，主要為各種窨井、各種裝置等。各類管線點(diǎn)實(shí)體對(duì)象如下表1所示。

（2）管線段對(duì)象。管線段是管線點(diǎn)與管線點(diǎn)之間連接的管線，它反映的是離散的管線點(diǎn)之間的連通關(guān)系。在地理要素集中管線段以線要素來(lái)表示。

（3）建（構(gòu)）筑物對(duì)象。建（構(gòu)）筑物種類繁多，包括民用建筑、工業(yè)廠房外，還包括電纜、上水和下水管道、道路、圍墻、土地以及各種工業(yè)設(shè)備等。該文所涉及的建構(gòu)筑物只是管線的建構(gòu)筑物。建構(gòu)筑物為面狀實(shí)體。在管線探測(cè)中，一般都要求建構(gòu)筑物必須要測(cè)量。各種管線的建構(gòu)筑物如表2。

2 管線對(duì)象的空間知識(shí)規(guī)則分析

空間關(guān)系是指各實(shí)體對(duì)象間的空間關(guān)系，要對(duì)空間關(guān)系給出一個(gè)明確而又嚴(yán)格的定義是非常困難的，目前還沒有一個(gè)統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)，但是目前為止，空間關(guān)系通常被分為三類基本關(guān)系：度量關(guān)系、順序關(guān)系和拓?fù)潢P(guān)系[2-5]。

地下管線對(duì)象的空間實(shí)體要素被抽象為點(diǎn)、線和面，而實(shí)際這些要素是帶有語(yǔ)義信息的，各實(shí)體間都蘊(yùn)含著空間知識(shí)規(guī)則。例如：在地下管線的鋪設(shè)工程中，兩跟平行布置的保溫管道的凈距必須要大于150 mm，這種就屬于兩條管線的度量關(guān)系；對(duì)于管線的鋪設(shè)順序也有相應(yīng)的規(guī)定。而在對(duì)象管線空間關(guān)系中拓?fù)潢P(guān)系體現(xiàn)的最為明顯，下面將重點(diǎn)闡述管線對(duì)象間的空間關(guān)系。

2.1 點(diǎn)要素的拓?fù)潢P(guān)系

（1）管線對(duì)象中點(diǎn)對(duì)象與點(diǎn)對(duì)象的拓?fù)湟?guī)則。一種管線的特征點(diǎn)或附屬物的點(diǎn)對(duì)象不能和另一種特征點(diǎn)或附屬物的點(diǎn)對(duì)象重合，例如在同一位置上不可能附屬物既是檢查井又是雨落口。（2）管線對(duì)象中點(diǎn)對(duì)象與線對(duì)象之間的拓?fù)湟?guī)則。點(diǎn)對(duì)象必須要被線對(duì)象的端點(diǎn)所覆蓋，但個(gè)別的孤立點(diǎn)除外。例如：特征點(diǎn)三通必須在管線段的端點(diǎn)上，當(dāng)然也有個(gè)別特殊的點(diǎn)不符合除外，如孤立的窨井，就不和任何管線段相連接。（3）管線對(duì)象中點(diǎn)對(duì)象與面對(duì)象之間的拓?fù)湟?guī)則。一類管線點(diǎn)對(duì)象必須在面對(duì)象中。例如：在表示排水泵站和它的建構(gòu)筑物范圍線時(shí)，排水泵站的排水設(shè)備是點(diǎn)對(duì)象而建構(gòu)筑物范圍線是面對(duì)象，排水泵站必須要在它的建構(gòu)筑物范圍之內(nèi)。

2.2 線要素的拓?fù)潢P(guān)系

（1）管線對(duì)象中線對(duì)象與線對(duì)象之間的拓?fù)湟?guī)則。兩條管線段對(duì)象不能重疊也不能相交。例如，在同一位置上，雨水管線和污水管線不可能是重疊在一起的；兩條管線段也不能空間相交，如果相交了就會(huì)發(fā)生管線碰撞。（2）管線對(duì)象中線對(duì)象與面對(duì)象之間的拓?fù)湟?guī)則。管線對(duì)象中的線對(duì)象端點(diǎn)必須被面對(duì)象的邊界所覆蓋。例如，排水管線的管線段的一個(gè)端點(diǎn)必須在排水泵站的建構(gòu)筑物范圍線的邊界上。

2.3 面要素的拓?fù)潢P(guān)系

管線對(duì)象的面對(duì)象一般就只有建構(gòu)筑物范圍線、大的井室邊界線。無(wú)論是建構(gòu)筑范圍線還是大井室范圍線都不能有重疊的部分。

（4）調(diào)查表的數(shù)據(jù)規(guī)則分析。地下管線成果庫(kù)中包含多個(gè)表，每各表都有規(guī)定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。調(diào)查表的數(shù)據(jù)規(guī)則主要檢查數(shù)據(jù)成果庫(kù)中的各表結(jié)構(gòu)是否符合規(guī)定，包括字段名稱及字段數(shù)量是否符合規(guī)定、字段類型是否正確、寬度是否符合要求等。

參考文獻(xiàn)

[1] KGX-2009.昆明市城市管線探測(cè)技術(shù)規(guī)程2009（試行）[S].

[2] 劉增寶.GIS的空間關(guān)系表達(dá)及計(jì)算研究綜述[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2009（5）：462-465.

[3] 瑪依拉.基于規(guī)則的空間拓?fù)潢P(guān)系檢查[D].西安：長(zhǎng)安大學(xué)，2009.

[4] 廖楚江，杜清運(yùn).GIS空間關(guān)系描述模型研究綜述[J].測(cè)繪科學(xué)，2004，29（4）：79-82.

[5] 陽(yáng)光，周廣華.城市綜合地下管線普查全過程監(jiān)理技術(shù)方法[J].測(cè)繪工程，2008，17（6）：50-52.