城市地下管網(wǎng)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析

趙占坤 薛玉倩 劉麗華 王玉凡

摘要：地下管線是城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，是城市規(guī)劃建設(shè)管理的重要基礎(chǔ)信息。隨著城市規(guī)模的擴(kuò)大和現(xiàn)代化程度的不斷提高，地下管線也越來越龐大、密集，其種類也越來越復(fù)雜，建立城市地下管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)，實現(xiàn)地下管線信息的數(shù)字化管理工作，也是智慧城市建設(shè)的重要一環(huán)。文章從數(shù)據(jù)分類、地形數(shù)據(jù)來源與分析、地形數(shù)據(jù)分層、地形數(shù)據(jù)要求、管線數(shù)據(jù)要求等方面對地下管網(wǎng)管理系統(tǒng)涉及的數(shù)據(jù)進(jìn)行了詳細(xì)分析。

關(guān)鍵詞：地下管線；地下管網(wǎng)；數(shù)據(jù)；智慧城市

地下管線是城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，是城市規(guī)劃、城市管理建設(shè)的重要基礎(chǔ)信息。城市地下管線包括給水、污水、燃?xì)?、廣電、電力、通信管線等幾大類，它們擔(dān)負(fù)著輸送介質(zhì)或傳送信息等工作，是城市生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，是城市的生命線。城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)管理工作中最重要的一環(huán)就是地下管線的管理。

隨著城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大和城市現(xiàn)代化程度的不斷提高，城市地下管線也越來越龐大和密集，管線種類也越來越復(fù)雜。在城市規(guī)劃、建設(shè)和管理工作中，如果沒有準(zhǔn)確、完整的地下管線信息，就無法實現(xiàn)高效辦公。為了保障城市建設(shè)健康、可持續(xù)性發(fā)展，不斷完善城市功能和服務(wù)于民，進(jìn)一步加強(qiáng)城市地下管線的管理與信息化建設(shè)工作迫在眉睫。

1 數(shù)據(jù)分類

本系統(tǒng)涉及的數(shù)據(jù)包括基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)和專題信息數(shù)據(jù)。

1.1 基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)

城市最基本的地理信息就是地形數(shù)據(jù)，包括各種表示城市的基本面貌和信息定位的載體。例如：測量控制點、道路、建筑物、橋梁、水系、地貌地形、植被等。通過城市管理部門獲得本市的城市地形圖，經(jīng)過提取加工獲得地形數(shù)據(jù)。

1.2 管線數(shù)據(jù)

管線數(shù)據(jù)是指地下管線和附屬設(shè)施信息。管線數(shù)據(jù)通過管線探測工具對現(xiàn)有管線重新探測并一一核對。在管線數(shù)據(jù)和綜合基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上建立城市地下管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)。

2 地形數(shù)據(jù)來源與分析

目前地形數(shù)據(jù)有2種流行方式：一個是CAD數(shù)據(jù)，一個是帶屬性的GIS數(shù)據(jù)。

（1） CAD數(shù)據(jù)是目前存在較多的方式。CAD數(shù)據(jù)拿到后，先要進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，為了使線型和符號可以整體導(dǎo)入系統(tǒng)，需要提取線型符號塊名，與系統(tǒng)提供的地形要素分類與代碼表進(jìn)行對比，如果系統(tǒng)提供的要素分類與代碼表中不能完全包含數(shù)據(jù)中的線型與符號，首先要對系統(tǒng)的要素分類與代碼表和系統(tǒng)符號庫進(jìn)行補(bǔ)充，使之完全包含數(shù)據(jù)中的線型與符號。之后修改相應(yīng)配置表。最終用戶提供的數(shù)據(jù)應(yīng)包含具體要素名稱或代碼，便于系統(tǒng)匹配風(fēng)格。對于有外部屬性的CAD數(shù)據(jù)，可以把外部數(shù)據(jù)的鍵值（如編號，要求是數(shù)字型的）賦予到其厚度（Thickness）值中，這樣數(shù)據(jù)導(dǎo)入系統(tǒng)后，可以把外部屬性導(dǎo)入系統(tǒng)。

（2）目前系統(tǒng)可直接導(dǎo)入的GIS數(shù)據(jù)格式為MIF/MID的數(shù)據(jù)。同樣，MIF/MID數(shù)據(jù)入庫前也要進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，看數(shù)據(jù)線型和符號是否都包含在系統(tǒng)提供的要素分類與代碼中，如果不完全包含，也要把要素分類與代碼表及系統(tǒng)符號庫補(bǔ)充完整，修改配置表。最終用戶提供的數(shù)據(jù)應(yīng)包含具體要素名稱或代碼，便于系統(tǒng)匹配風(fēng)格。

需要特別注意的是，如果系統(tǒng)提供的符號和線型不能滿足用戶數(shù)據(jù)的需要，則必須先更新系統(tǒng)符號庫，在符號庫中增加新的符號，同時更新系統(tǒng)地形要素分類與代碼表和系統(tǒng)相關(guān)配置表。其次，必須保證符號庫中新增的符號的編碼值要與系統(tǒng)地形要素分類與代碼表中的“符號對應(yīng)碼”相一致，并符合新國標(biāo)的編碼要求。

3 地形數(shù)據(jù)分層

本系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的各類表，根據(jù)具體情況和用戶需求，分層存放，有利于數(shù)據(jù)管理和對數(shù)據(jù)多途徑快速檢索與分析。

數(shù)據(jù)分層的原則為：（l）同層的數(shù)據(jù)應(yīng)為相同類型。（2）同層的數(shù)據(jù)應(yīng)有緊密的關(guān)系。（3）主要層放置使用頻率高的數(shù)據(jù)，次要層放置使用頻率低的數(shù)據(jù)。（4）輔助層放置一些輔助數(shù)據(jù)，比如輔助說明位置的點、線、面的數(shù)據(jù)。

對于管線信息，將按污染源情況進(jìn)行分層。CAD數(shù)據(jù)圖層按國標(biāo)以下八大類進(jìn)行命名和區(qū)分。

（1）定位基礎(chǔ)（DW），要素種類包括測量控制點、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。（2）水系（sx），要素種類包括河流、溝渠、湖泊、水庫、海洋要素、其他水系要素、水利及附屬設(shè)施。（3）居民地及設(shè)施（JM），要素種類包括居民地、工礦及其設(shè)施、農(nóng)業(yè)及其設(shè)施、公共服務(wù)及其設(shè)施、名勝古跡、宗教設(shè)施、科學(xué)觀測站、其他建筑物及其設(shè)施。（4）交通（JT），要素種類包括鐵路、城際公路、城市道路、鄉(xiāng)村道路、道路構(gòu)造物及附屬設(shè)施、水運(yùn)設(shè)施、航道、空運(yùn)設(shè)施、其他交通設(shè)施。（5）管線（GX），要素種類包括輸電線、通信線，油、氣、水輸送主管道和城市管線。（6）境界與政區(qū)（JJ），要素種類包括國外地區(qū)、國家行政區(qū)、省級行政區(qū)、地級行政區(qū)、縣級行政區(qū)、鄉(xiāng)級行政區(qū)和其他區(qū)域。（7）地貌（DM），要素種類包括等高線、高程注記點、水域等值線、水下注記點、自然地貌、人工地貌。（8）植被與土質(zhì)（ZB），要素種類包括農(nóng)林用地、城市綠地、土質(zhì)。

其他不易歸入以上八大類數(shù)據(jù)的放到其他層。需要增加屬性或地圖索引的圖層單獨建層。

4 地形數(shù)據(jù)要求

從基礎(chǔ)數(shù)據(jù)出發(fā)的再加工數(shù)據(jù)，總的要求是：能夠反映宏觀地形背景，如：道路中心線、道路、主要建筑物、水系、橋梁、綠地、區(qū)域、控制點、等高線等。

（l）圖面表示和實體屬性應(yīng)滿足相關(guān)的規(guī)范。全要素組織地形，相鄰分幅的數(shù)據(jù)必須作邊界處理，統(tǒng)一分層處理。（2）完整標(biāo)記地形數(shù)據(jù)。如“樂凱大街”，應(yīng)為一個整體不能拆分，并能通過系統(tǒng)查詢功能進(jìn)行查詢。（3）必須按照國家標(biāo)準(zhǔn)制作圖例符號、使用圖例及線型，而且圖例和線型不能被打散。（4）面狀數(shù)據(jù)必須封閉為一個整體，如建筑物、水系、綠地、橋梁等。（5）地形數(shù)據(jù)中的所有信息包括外部參照或型文件，都要可讀、可提取。（6）建筑物、道路中心、水系、橋梁等主要地形數(shù)據(jù)要求單獨分層并建庫，其中建筑物、道路、水系、橋梁等名稱注記要求獨立分層。 根據(jù)實際情況，地形數(shù)據(jù)庫需要創(chuàng)建的表有：建筑物表、道路表、綠地表和橋梁表等。

5 管線數(shù)據(jù)要求

城市地下管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)的建立，需要配套的管網(wǎng)數(shù)據(jù)，為了規(guī)范管網(wǎng)數(shù)據(jù)，明確數(shù)據(jù)生產(chǎn)、更新的流程及操作，需要提前制訂系統(tǒng)管線數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，以適用于管網(wǎng)數(shù)據(jù)生產(chǎn)、更新和管網(wǎng)數(shù)據(jù)庫及應(yīng)用系統(tǒng)的建設(shè)。

管網(wǎng)數(shù)據(jù)要進(jìn)行分類處理，生成關(guān)聯(lián)的點屬性表和線屬性表，并提供對應(yīng)的線注記CAD格式數(shù)據(jù)。對點屬性表和線屬性表的編碼要保持唯一。

管線數(shù)據(jù)庫包括：點表、管道類線表和電纜類線表等。字段長度不應(yīng)太長，一般不超過120個字節(jié)。對提交的數(shù)據(jù)按照以下要求進(jìn)行數(shù)據(jù)集成：（l）數(shù)據(jù)庫中表命名規(guī)則：表名以管網(wǎng)性質(zhì)為基礎(chǔ)，按數(shù)據(jù)類型增加前綴。例如：線屬性表增加前綴“LINE”，點屬性表增加前綴“POINT”。（2）表的種類包括：點線表、線屬性注記文件、管溝點線表、井邊框點線表和圖幅信息表。（3）線屬性注記文件鐘需要包括各專業(yè)管網(wǎng)注記。

6 結(jié)語

本系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)，以海量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)處理紛雜、繁瑣，最終建立城市地下管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)，實現(xiàn)地下管網(wǎng)信息的數(shù)字化管理，加強(qiáng)了智慧城市中地下管線的信息化建設(shè)，為建設(shè)智慧城市奠定了堅實的基礎(chǔ)。