淺談地理信息系統(tǒng)在市政地下管線規(guī)劃及管理中的應(yīng)用

摘 要：城市市政地下管線是一個(gè)城市的“生命線”，也是城市規(guī)劃的重要組成部分，更是發(fā)揮城市功能、確保城市經(jīng)濟(jì)、社會(huì)健康、協(xié)調(diào)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。地理信息系統(tǒng)（GIS）能夠?qū)哂忻黠@空間特征的城市規(guī)劃建設(shè)信息進(jìn)行高效分析、利用和管理，使城市市政管線規(guī)劃與管理的實(shí)用性、可維護(hù)性及運(yùn)行速度都能得到很好的保證。

關(guān)鍵詞：城市市政地下管線 地理信息系統(tǒng)（GIS） 空間分析

中圖分類號：TU99文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）04（a）-0-01

城市市政工程管線是指埋設(shè)于下地的各種電力、通信、燃?xì)狻⒔o水、雨水和污水管線。它們是市政基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，時(shí)刻擔(dān)負(fù)著能源的輸送、信息的的傳輸及廢污的排放，它們是城市賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，被形象的稱為城市生命線。管線綜合規(guī)劃的任務(wù)是在滿足市政功能需求和專業(yè)技術(shù)要求的基礎(chǔ)上，經(jīng)濟(jì)合理的布置各類市政管線。筆者在這里簡述GIS技術(shù)在市政管線規(guī)劃設(shè)計(jì)及規(guī)劃管理上的應(yīng)用，與眾位業(yè)內(nèi)人士學(xué)習(xí)、探討，以便在城市規(guī)劃建設(shè)中，更為有效的利用城市地下空間，減少市政管道建設(shè)的盲目性、減少建設(shè)成本、便于規(guī)劃

管理部門系統(tǒng)管理城市地下管線和地下空間。

1 市政地下管線綜合規(guī)劃主要內(nèi)容

城市管線綜合規(guī)劃的主要特點(diǎn)是注重各類市政管線的系統(tǒng)性，充分利用現(xiàn)狀管線，將規(guī)劃管線與現(xiàn)狀管線有機(jī)結(jié)合，尊重地方習(xí)慣，注重可操作性，重視規(guī)范要求。市政管線綜合規(guī)劃的工作流程包括現(xiàn)狀調(diào)查、方案制定、部門意見征求等環(huán)節(jié)?，F(xiàn)狀調(diào)查包括現(xiàn)場踏查和資料收集，了解現(xiàn)狀地下管線的分布情況、道路周邊的地形情況和土地利用情況，明確管線所在道路的區(qū)位、道路寬度和路幅分配等；收集各類相關(guān)的市政專項(xiàng)規(guī)劃、專項(xiàng)研究、專題報(bào)告及立項(xiàng)批文；在詳細(xì)的現(xiàn)狀調(diào)查基礎(chǔ)上，根據(jù)城市功能需求，在滿足專業(yè)要求的基礎(chǔ)上規(guī)劃初步方案并征求各市政管線單位的意見；合理采納管線單位的意見，修改完善方案后即可報(bào)批。同時(shí)，在管線綜合規(guī)劃中，由于各類管線的性質(zhì)不同，管線埋深、環(huán)境措施、退讓距離也不盡相同，要求設(shè)計(jì)者在方案設(shè)計(jì)中多思考、多歸納、多比較，協(xié)調(diào)好地下管線與道路橋梁、建構(gòu)筑物

地下結(jié)構(gòu)及近遠(yuǎn)期結(jié)合等多方面的問題。

2 ArcGIS地理信息系統(tǒng)空間分析及數(shù)據(jù)管理

2.1 專業(yè)化的空間分析功能

GIS強(qiáng)大的空間分析、處理、輸出功能，針對城市市政管線隱蔽（埋設(shè)在地下）、復(fù)雜（種類多，縱橫交錯(cuò)，密如蛛網(wǎng)）、動(dòng)態(tài)（城市建設(shè)不斷擴(kuò)大，新管線不斷增加，舊管線也不斷在更換或廢棄）、信息量大等問題，可以迅速的獲取滿足應(yīng)用需要的相關(guān)地理信息，對多種因素進(jìn)行綜合分析，并以地圖、圖形或數(shù)據(jù)的形式直觀的表現(xiàn)處理結(jié)果。如：選址分析、負(fù)荷需求分析、管線

三維顯示等，具有輔助決策支持功能。

2.2 先進(jìn)的海量數(shù)據(jù)管理技術(shù)

GIS具有管理、顯示、分析和處理海量數(shù)據(jù)的能力。以GIS技術(shù)為核心，采用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和SOA框架，建立及OA、GIS與CAD互通技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)與一體的綜合業(yè)務(wù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)規(guī)劃管理信息化的高度集成和統(tǒng)一。系統(tǒng)的擴(kuò)充性、實(shí)用性、可維護(hù)性及運(yùn)行速度都能得到很好的保證，滿足各類人員的使用習(xí)慣及日常工作的需要，是“人 - 軟件 - 業(yè)務(wù)流程”的有機(jī)結(jié)合和統(tǒng)一。

3 應(yīng)用實(shí)例

3.1 北京市變電站空間布局分析

北京市電網(wǎng)變電站眾多，與各類建設(shè)用地關(guān)系復(fù)雜，在空間布局上將變電站用地落到實(shí)處較為困難，利用GIS的空間分析及數(shù)據(jù)處理功能，結(jié)合地區(qū)土地利用規(guī)劃，確定規(guī)劃變電站的位置及容量，有效解決以上問題。根據(jù)用電負(fù)荷預(yù)測值及城市空間發(fā)展戰(zhàn)略，將北京全市用地分為12個(gè)組團(tuán)進(jìn)行模型分析計(jì)算。在已知現(xiàn)有變電站情況的條件下，用建筑負(fù)荷指標(biāo)法計(jì)算出最大負(fù)荷出現(xiàn)時(shí)每個(gè)地塊的電力貢獻(xiàn)值；根據(jù)劃定的地理阻斷因素等約束條件，通過模型計(jì)算，確定各變電站供電范圍及變電站位置目標(biāo)；利用GIS疊加分析功能，分析出適合建設(shè)變電站的區(qū)域，再對區(qū)域與變電站坐標(biāo)進(jìn)行疊加，得到新建變電站的優(yōu)化站址，將計(jì)算結(jié)果輸出。這種計(jì)算方法結(jié)構(gòu)清晰，邏輯嚴(yán)密，接近實(shí)際建設(shè)模式，并且符合城市規(guī)劃管理人員決策思路，具有一定的實(shí)用價(jià)值。

3.2 北京市“地下管線綜合管理系統(tǒng)”

為了更好的進(jìn)行北京市地下管線管理工作，提高綜合協(xié)調(diào)、應(yīng)急指揮手段水平，解決以往地下管線實(shí)行分治管理造成的多家建設(shè)、多家負(fù)責(zé)、各自管理、數(shù)據(jù)分散、難以共享的現(xiàn)狀，北京市市政管委作為地下管線綜合協(xié)調(diào)單位，于2004年啟動(dòng)建設(shè)了“城市地下管線綜合管理信息系統(tǒng)”試點(diǎn)工程。北京市“地下管線綜合管理系統(tǒng)”整合了市測繪院的基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)，市信息資源中心的正射影像基礎(chǔ)參照數(shù)據(jù)，市自來水集團(tuán)、電力公司、電信、排水集團(tuán)、路燈管理處、燃?xì)饧瘓F(tuán)、熱力集團(tuán)、市政工程管理處等家9權(quán)屬單位的管線及其附屬設(shè)施數(shù)據(jù)，建立了綜合管網(wǎng)數(shù)據(jù)庫。通過這個(gè)市級地下管線綜合數(shù)據(jù)庫的搭建，系統(tǒng)將分散在各個(gè)部門且規(guī)格不統(tǒng)一的各類專業(yè)管線數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，應(yīng)用GIS技術(shù)將管線空間位置進(jìn)行地理坐標(biāo)定位，實(shí)現(xiàn)地下管線數(shù)據(jù)的信息化集中管理；通過建立各管線權(quán)屬單位的數(shù)據(jù)匯交和整合手段，實(shí)現(xiàn)地下管線數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)更新；通過搭建地下管線數(shù)據(jù)共享服務(wù)平臺，實(shí)現(xiàn)地下管線信息在各部門間的共享和傳遞，并利用空間信息技術(shù)，為各部門開展實(shí)用、便捷、安全、可靠的日常管理和應(yīng)急搶修相關(guān)業(yè)務(wù)協(xié)調(diào)提供信息支持，為形成地下管線管理的長效機(jī)制提供有效手段。在管線施工過程中經(jīng)常會(huì)造成的其他管線次生災(zāi)害往往對城市正常運(yùn)行帶來較大的危害，會(huì)造成重大經(jīng)濟(jì)損失及嚴(yán)重的社會(huì)影響，比如天然氣管道破裂造成的氣體泄露。有了綜合各類管線信息的管理系統(tǒng)，使得各專業(yè)管線之間可以進(jìn)行數(shù)據(jù)疊加分析，次生災(zāi)害得到了有效控制，群眾的日常工作和生活也有了保證，這將有利于北京市社會(huì)治安的穩(wěn)定和首都和諧社會(huì)的構(gòu)建。北京市“城市地下管線綜合管理信息系統(tǒng)”自建設(shè)與應(yīng)用以來，在數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)上達(dá)到了市區(qū)兩級地下管線數(shù)據(jù)的整合與共享、管線數(shù)據(jù)交換的無障礙化，建立了覆蓋市區(qū)兩級地下管線資源共享應(yīng)用的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系，形成了規(guī)范、科學(xué)、高效的市

區(qū)兩級地下管線資源管理和共享應(yīng)用模式。

4 結(jié)語

近年來，我國城市化進(jìn)程的快速發(fā)展對城市規(guī)劃理念、方法、和手段提出了更高的要求，在先進(jìn)技術(shù)的支撐下，充分利用信息化手段提高城市規(guī)劃的設(shè)計(jì)與管理水平已成為必然。地理信息系統(tǒng)的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，是城市規(guī)劃設(shè)計(jì)與城市建設(shè)管理更具統(tǒng)一性、實(shí)用性及可操作性，

為“陽光規(guī)劃”、“科學(xué)規(guī)劃”提供依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1]魏保軍.基于GIS空間分析的變電站空間布局規(guī)劃研究—以北京為例[J].城市規(guī)劃，2011（S1）：122-127.

[2]龔健雅，杜道生，李清泉，等.當(dāng)代地理信息技術(shù)[M].北京：科學(xué)出版社，2006.

[3]湯國安，楊昕.ArcGIS地理信息系統(tǒng)空間分析實(shí)驗(yàn)教程[M].北京：科學(xué)出版社，2011.