MAPGIS在城鎮(zhèn)地下綜合管線信息系統(tǒng)建庫中的應(yīng)用

付和　王洪林　賈運(yùn)生

【摘要】城市地下管線管理信息系統(tǒng)依賴于城市的建設(shè)發(fā)展，數(shù)字城市是城市信息化戰(zhàn)略中的重要組成部分，也是信息化戰(zhàn)略得以順利實現(xiàn)的重要保障。所以需要加大力度進(jìn)行城市信息化的進(jìn)程，進(jìn)行城市基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的采集收集，在數(shù)據(jù)采集、自動化入庫、動態(tài)更新數(shù)據(jù)庫一整套有效措施和手段的基礎(chǔ)上，研究和建立集空間異質(zhì)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、三維標(biāo)度和海量數(shù)據(jù)的綜合管線信息系統(tǒng)，不但對于城市地下管線的科學(xué)化管理，保證城市的可持續(xù)發(fā)展有著現(xiàn)實和深遠(yuǎn)的意義，本文介紹了燕郊城鎮(zhèn)地下綜合管線信息管理系統(tǒng)的構(gòu)建，采用MAPGIS作為平臺，使得地下管線管理信息系統(tǒng)實現(xiàn)了地下管線信息數(shù)據(jù)的共享和集成，易于數(shù)據(jù)管理和調(diào)用，為以后的中小城市綜合管線管理實踐提供一個典例，使管線修測工作向更快、更好的方向發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】 地下管線；探測；數(shù)據(jù)采集

【Abstract】This article introduced a technology of Underground Pipeline work，the organize of relief map and Underground Pipeline map，the Establishment of Management Information System in Yanjiao city. Exemple of Underground Pipeline work in fact，making Underground Pipeline work even more rapidness、even better direction in the middle small city.

【Key words】Underground Pipeline； Surveying； Data Collection

1. 概述

（1）燕郊經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)地處三河市域最西部，隔潮白河與北京通州區(qū)相望，距天安門30公里；東距唐山144.3公里，距秦皇島260公里；北至首都機(jī)場30公里；南距天津121公里；京秦電氣化鐵路和102國道穿區(qū)而過，總規(guī)劃面積30平方公里。

（2）由于歷史和現(xiàn)實的各種原因，燕郊地下管網(wǎng)建設(shè)及其管理滯后于其發(fā)展，沒有建立起完備的管線資料。原有地下管網(wǎng)鋪設(shè)時間長，構(gòu)成復(fù)雜，過去只憑人記憶，口頭傳述有失準(zhǔn)確。即使有一些檔案記載，也因管理不科學(xué)和管理人員變更而流失致使資料殘缺不全。新建建筑物時，有關(guān)部門也沒有對地下管線足夠重視，忽視了地下管線的系統(tǒng)管理。此外，地下管線的設(shè)計、施工、測繪等部門協(xié)調(diào)管理不夠，造成地下管線資料不現(xiàn)狀，設(shè)計部門已廢除的舊管道沒有及時通知測繪部門更改圖紙；施工部門只進(jìn)行管線施工，不進(jìn)行管線竣工測量，測繪部門不能及時了解管線施工狀況并及時進(jìn)行管線竣工測量和展繪管線圖，使管線資料失去現(xiàn)勢性和利用價值，給地區(qū)發(fā)展帶來了很多不利因素。隨著燕郊經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)現(xiàn)代化建設(shè)的迅速發(fā)展，城市中心范圍的不斷擴(kuò)大，對地上和地下空間合理的開發(fā)利用建立科學(xué)、完整、功能強(qiáng)大、分析查詢迅速的地下管線信息管理系統(tǒng)已是勢在必行。

（3）本次開發(fā)區(qū)管線調(diào)查總面積約51平方公里，東至東外環(huán)路，西至潮白河?xùn)|岸，南至冶金路，北至北外環(huán)路。包括生活區(qū)與工業(yè)園區(qū)在內(nèi)的所有符合此次管線探測取舍標(biāo)準(zhǔn)的所有管線.探測作業(yè)從2005年9月至2006年1月底全面完成了各項任務(wù)，達(dá)到了預(yù)期的工作目的。地下管線探測共探測管線點(diǎn)24569個，調(diào)查管線總長度667.744公里，繪制1：1000綜合地下管線圖157幅。地上管線測量點(diǎn)數(shù)為982個，測量管線總長度232公里，繪制1：1000綜合地上管線圖178幅。資料齊全、詳盡，能夠滿足建庫要求。

2. 平臺選擇

通過考察GIS 平臺分析，我們認(rèn)為MAPGIS 比較適合燕郊的實際情況，MAPGIS是武漢中地信息工程公司開發(fā)的GIS平臺軟件，也是國產(chǎn)GIS基礎(chǔ)軟件中產(chǎn)品化程度較高，應(yīng)用較廣的系統(tǒng)。相對于國內(nèi)外其它產(chǎn)品，MAPGIS作為GIS開發(fā)平臺，對于管網(wǎng)信息系統(tǒng)的開發(fā)具有獨(dú)特優(yōu)勢。理由如下：

2.1 性能價格比較好：ARC/INFO 工作站版非常成熟、穩(wěn)定，且微機(jī)版也繼承了其優(yōu)點(diǎn)，但投資較大，GENAMAP 雖有比較有經(jīng)驗的應(yīng)用開發(fā)商，但價格也較高。MAPGIS 在三個平臺中，性能和ARC/INFO 的工作站版本相當(dāng)，且其價格最低，具有最佳的性能價格比。

2.2 MAPGIS 由于是國產(chǎn)平臺，其應(yīng)用開發(fā)商亦為生產(chǎn)平臺的開發(fā)商，技術(shù)支持能力是顯而易見的。由于開發(fā)商為國家重點(diǎn)大學(xué)的校辦高新企業(yè)，能夠摒棄純學(xué)術(shù)性科研的弊端，其開發(fā)人員素質(zhì)較高，隊伍穩(wěn)定，更重要的是，1997 年已在該平臺上開發(fā)了地籍管理系統(tǒng)，可以用數(shù)據(jù)現(xiàn)場測試并很快投入使用。MAPGIS 以后有可能成為首選的推廣平臺，其技術(shù)支持也將是最好的。

2.3 符合燕郊的實際情況：經(jīng)過一年多的調(diào)查了解，我們認(rèn)為選用國外平臺開發(fā)地下管線信息管理系統(tǒng)存在投入大，見效慢，開發(fā)時間長，后勁不足等問題。作為一個中小城市的管線信息管理，需要的是投入少，見效快，技術(shù)支持有保證，同時，能適應(yīng)今后發(fā)展需要的管線管理系統(tǒng)開發(fā)平臺，目前看來，選用MAPGIS 能夠達(dá)到這一目標(biāo)，在一年的時間內(nèi)可以達(dá)到實際應(yīng)用的目的。

3. 地下管線建庫概述及基本要求

3.1 本次地下管線建庫的管類有：給水、雨水、燃?xì)?、熱力、電力、路燈、電信（網(wǎng)通、聯(lián)通、移動、天童）、有線電視八大類。主要查明它們的平面位置、走向、埋深、材質(zhì)、性質(zhì)、規(guī)格、埋設(shè)年代和權(quán)屬單位等內(nèi)容。通過測繪作業(yè)，并用計算機(jī)對上述地下管線相關(guān)信息進(jìn)行編輯和處理，建立地下管線信息管理系統(tǒng)，為城市的規(guī)劃、建設(shè)和管理服務(wù)。

3.2 為適應(yīng)城市發(fā)展建設(shè)的各項需要，該系統(tǒng)應(yīng)具有七大類管線管理子系統(tǒng)的基本功能，并由這七個子系統(tǒng)構(gòu)成綜合的城市地下管網(wǎng)管理信息總系統(tǒng)，其具體組成圖示如圖1：

4. 信息管理系統(tǒng)的構(gòu)建

燕郊開發(fā)區(qū)管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)以MAPGIS 為開發(fā)平臺，在WindowsXP環(huán)境下，采用Visual Basic 6.0及SQL語言開發(fā)而成。它是利用計算機(jī)強(qiáng)大的存儲、計算、分析及管理功能構(gòu)建的專業(yè)信息管理系統(tǒng)，可以對整個城區(qū)內(nèi)的地形信息及管線信息進(jìn)行綜合管理。該系統(tǒng)的建成及使用極大地提高了工作效率，實現(xiàn)了城區(qū)地下管線管理的現(xiàn)代化。

4.1 地形信息入庫。地形圖是管線的背景圖，為此要對地形信息進(jìn)行數(shù)據(jù)入庫，本次錄入的1：1000的地形圖共有153幅，面積為50平方公里。

4.1.1 地形圖入庫的具體內(nèi)容如下：

（1）房屋建筑及注記；

（2）道路及道路注記；

（3）植被（綠化帶）及注記；

（4）水系及注記；

（5）其他地形，如溝、坎、圍墻、欄桿等。

以上圖層轉(zhuǎn)入信息系統(tǒng)后，均為GXDX層。

4.1.2 運(yùn)行地形入庫專用程序進(jìn)行數(shù)據(jù)入庫。測繪中心軟件研究所為這次地形數(shù)據(jù)入庫編制了入庫程序，運(yùn)行此程序，將上述圖層自動轉(zhuǎn)入為對應(yīng)MAPGIS點(diǎn)表、線表文件，并自動賦予地物的各種屬性值。

4.1.3 對入庫數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查如圖2：

4.2 管線信息入庫。

（1）管線圖是在綜合管網(wǎng)信息系統(tǒng)下生成并編輯，形成的數(shù)據(jù)文件格式已經(jīng)基本符合信息系統(tǒng)的要求，然后再做適當(dāng)?shù)奶幚怼?/p>

（2）數(shù)據(jù)庫的設(shè)計與建立是系統(tǒng)建設(shè)的一項最基本和最重要的任務(wù)。根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計的目標(biāo)和要求，該數(shù)據(jù)庫設(shè)計包括數(shù)據(jù)分類、數(shù)據(jù)錄入等，它的整個數(shù)據(jù)處理流程見圖3：

4.2.1 數(shù)據(jù)分類。建立系統(tǒng)所需的數(shù)據(jù)類型有兩大類：空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)?？臻g數(shù)據(jù)主要包括圖件資料，如地形圖、建筑物位置分布圖、道路干線圖、專業(yè)管線圖、管線管轄單位分布圖等。屬性數(shù)據(jù)主要為各圖件的屬性文本資料，如管線的類型、材質(zhì)、長度、管徑、埋設(shè)日期、閥門數(shù)等信息資料。數(shù)據(jù)的來源主要是管線的探測資料。

4.2.2 管網(wǎng)數(shù)據(jù)的輸入。數(shù)據(jù)輸入是建立系統(tǒng)最重要也是最艱巨的工作。該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)有三大類，這三大類數(shù)據(jù)分別為：背景地圖數(shù)據(jù)、管線管點(diǎn)的空間位置數(shù)據(jù)、管線管點(diǎn)的屬性數(shù)據(jù)。

4.2.2.1 背景地圖數(shù)據(jù)的輸入。為了使背景地圖準(zhǔn)確、完整，要選用1：1000的燕郊開發(fā)區(qū)分幅地形圖AutoCAD 2004的DXF數(shù)據(jù)文件，再用AutoCAD對圖形進(jìn)行編輯，尤其要對管線、管線點(diǎn)、管線附屬物仔細(xì)檢查。最后將編輯、檢查、整飾后的DXF數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為MAPGIS數(shù)據(jù)文件，從而獲得全區(qū)完整的地圖數(shù)據(jù)。

4.2.2.2 管線 管點(diǎn)空間數(shù)據(jù)的輸入。任何管線都要由三種要素組成，即管點(diǎn)、管段、管線。所以管線數(shù)據(jù)的輸入主要是管點(diǎn)位置坐標(biāo)的輸入以及由相關(guān)管點(diǎn)聯(lián)為管段、相同型管段聯(lián)成管線的問題。該數(shù)據(jù)的輸入可以根據(jù)原有管線圖用數(shù)字化儀跟蹤數(shù)字化輸入，也可直接用鍵盤輸入管點(diǎn)探測所得的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，還可以開發(fā)探測儀器記錄的數(shù)據(jù)格式和系統(tǒng)數(shù)據(jù)格式之間的轉(zhuǎn)換程序，將儀器探測數(shù)據(jù)聯(lián)機(jī)輸入計算機(jī)。

由于在探明地下管線空間位置時就已經(jīng)探明了管線材質(zhì)、管線埋深和管線直徑等屬性，在常規(guī)外業(yè)測量時，把各測點(diǎn)三維坐標(biāo)、埋深和專業(yè)屬性在筆記本電腦上實時輸入進(jìn)數(shù)據(jù)庫，同時輸入該測點(diǎn)是否和其他測點(diǎn)連接，和誰連接，此點(diǎn)是起始點(diǎn)或中間點(diǎn)或結(jié)束點(diǎn)等。表2～表6給出了空間數(shù)據(jù)輸入格式：

4.2.2.3 管線 管點(diǎn)屬性數(shù)據(jù)的輸入。管線屬性包括管點(diǎn)屬性、管段屬性和管線屬性。它們的輸入必須與所屬管線點(diǎn)、管線段、管線嚴(yán)格一一對應(yīng)，輸入的方法有鍵盤輸入和數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)入，用鍵盤直接輸入是在空間數(shù)據(jù)輸入的同時進(jìn)行的，如輸入一個管點(diǎn)的同時輸入其屬性，由數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)入時應(yīng)注意所利用的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)定義與該系統(tǒng)屬性庫的結(jié)構(gòu)定義完全一致，屬性輸入完后，應(yīng)與對應(yīng)的管點(diǎn)、管段、管和線作正確符合檢查。

全部數(shù)據(jù)輸入完成后，可通過抽查來檢驗數(shù)據(jù)輸入的正確性和準(zhǔn)確性。

屬性數(shù)據(jù)輸入格式可參考下面的格式（表7～表8）。

4.3 信息系統(tǒng)的運(yùn)行模式。管線數(shù)據(jù)及地形數(shù)據(jù)錄入信息系統(tǒng)后，即可對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合管理，其管理模式與實現(xiàn)形式如圖4：

4.4 燕郊開發(fā)區(qū)地下管網(wǎng)管理信息系統(tǒng)所完成的功能結(jié)構(gòu)框架圖示如圖5：

以上完成的系統(tǒng)功能基本上滿足管網(wǎng)管理的全部要求，使燕郊開發(fā)區(qū)的地下管網(wǎng)得到科學(xué)有效的管理。

5. 應(yīng)用及拓展應(yīng)用

5.1 將城市所有的地下管線以動態(tài)方式管理起來，使數(shù)據(jù)始終反映最新的現(xiàn)狀，可為城市規(guī)劃、消防、電信、供電等部門提供大量的信息，同時為政府決策提供可靠的依據(jù)。

5.2 將擬建建議工程與已建管線疊加，可避免占壓地下管線。

5.3 可準(zhǔn)確地查詢出管線的性質(zhì)、位置、材質(zhì)、附件名稱（如閥門、消火栓等）、管徑等，提供準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù)。

5.4 可輸出各種形式的綜合圖、專業(yè)圖，對圖形進(jìn)行任意比例尺的縮放；可輸出不同規(guī)格的圖紙，將多幅圖拼接輸出，方便外業(yè)施工和管理。

5.5 可對管線進(jìn)行縱、橫剖面處理，為管線設(shè)計部門非常方便地提供各種數(shù)據(jù)。

5.6 地下管網(wǎng)綜合查詢?？砂磳傩詳?shù)據(jù)庫中的字段名作任意查詢，可統(tǒng)計任意區(qū)域內(nèi)的閥門、消火栓等管線附件的個數(shù)。這樣，可在地下管線發(fā)生事故時，提出應(yīng)急方案，劃定危險區(qū)域。該功能可為公安消防部門結(jié)合地形圖的位置，提供最佳事故處理路線，制定最佳解決方案。

5.7 該系統(tǒng)可提供與通用圖形平臺接口，為將來系統(tǒng)上升到大型地理信息系統(tǒng)提供強(qiáng)有力的保障。

6. 結(jié)束語

在這樣一個信息技術(shù)高度發(fā)達(dá)，經(jīng)濟(jì)、社會日益全球化的今天，城市信息化對于城市的健康持續(xù)發(fā)展具有重要意義。城市地下管線管理信息系統(tǒng)依賴于城市的建設(shè)發(fā)展，數(shù)字城市是城市信息化戰(zhàn)略中的重要組成部分，也是信息化戰(zhàn)略得以順利實現(xiàn)的重要保障。所以需要加大力度進(jìn)行城市信息化的進(jìn)程，進(jìn)行城市基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的采集收集，在數(shù)據(jù)采集、自動化入庫、動態(tài)更新數(shù)據(jù)庫一整套有效措施和手段的基礎(chǔ)上，研究和建立集空間異質(zhì)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、三維標(biāo)度和海量數(shù)據(jù)的綜合管線信息系統(tǒng)，不但對于城市地下管線的科學(xué)化管理，保證城市的可持續(xù)發(fā)展有著現(xiàn)實和深遠(yuǎn)的意義，而且對于城市規(guī)劃信息系統(tǒng)學(xué)科的完善和發(fā)展，也無疑具有深刻的學(xué)術(shù)價值、理論價值和應(yīng)用示范推廣價值。

參考文獻(xiàn)

[1] 地下管線網(wǎng)探測與信息管理[M]-田應(yīng)中，等，北京：測繪出版社，1997.

[2] 城市地下管線探測技術(shù)手冊[M]-建設(shè)部城市規(guī)劃司，北京：中國建筑工業(yè)出版社，1998.

[3] 《工程測量學(xué)》- 張正祿，湖北：武漢大學(xué)出版社出版，2002年：（P44～P129）

[4] 《控制測量學(xué)》-孔祥元等，湖北：武漢大學(xué)出版社出版，1998年

[5] 《城市地理信息系統(tǒng)》-修文群等，北京：希望電子出版社，1999

[6] 《地理信息系統(tǒng)GIS數(shù)字化城市建設(shè)指南》-修文群等，北京：希望電子出版社，2001

[文章編號]1619-2737（2015）09-17-035

[作者簡介]付和（1972-）男，漢，籍貫：吉林延邊，職稱：高級工程師，主要從事工程測量生產(chǎn)，測繪技術(shù)研究。