地下管線數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查方法的研究與實現(xiàn)

辛全波 畢金強 尚東方 王瑞璽

【摘要】 質(zhì)量檢查是管線信息系統(tǒng)建設(shè)的重要環(huán)節(jié)，管線數(shù)據(jù)因其特有的數(shù)據(jù)特征和應(yīng)用特點，質(zhì)檢的規(guī)則也極其復(fù)雜。本文在分析管線數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，對數(shù)據(jù)質(zhì)檢規(guī)則進行歸納總結(jié)，并從通用性、可定制、可擴展的原則出發(fā)分析質(zhì)檢規(guī)則實現(xiàn)方法，采用模板自動匹配和插件式開發(fā)方法完成管線質(zhì)檢平臺的開發(fā)。

【關(guān)鍵詞】 地下管線 數(shù)據(jù)質(zhì)檢 插件式

一、前言

地下管線是城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，是城市安全高效運行的“生命線”。建立功能完善的地下管線信息管理系統(tǒng)作為一項基礎(chǔ)工作，在城市規(guī)劃、設(shè)計、施工和管理中發(fā)揮的作用越來越被重視。數(shù)據(jù)作為地下管線信息系統(tǒng)的核心，其數(shù)據(jù)質(zhì)量的優(yōu)劣，直接關(guān)系到管線的分析應(yīng)用。所以，充分了解管線數(shù)據(jù)的特征，分析管線質(zhì)量要求，采取科學(xué)、有效的手段和措施，對入庫的數(shù)據(jù)成果進行質(zhì)量檢查變得至關(guān)重要。

管線數(shù)據(jù)因其自身的數(shù)據(jù)特征和應(yīng)用特點，與一般測繪數(shù)據(jù)相比，數(shù)據(jù)質(zhì)量有更嚴格的要求，對于數(shù)據(jù)存在問題需要更細致的檢查；因其獲取來源、采集方式、參照標準不同，在數(shù)據(jù)的完整性、準確性等方面存在很大差異，對于數(shù)據(jù)的檢查需要靈活適用多種應(yīng)用場景。本文在分析管線入庫數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，對數(shù)據(jù)質(zhì)量的內(nèi)容和方法進行深入分析，歸納總結(jié)管線數(shù)據(jù)質(zhì)檢規(guī)則，基于ArcGIS和.NET平臺，應(yīng)用插件化開發(fā)方法，設(shè)計開發(fā)管線數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查系統(tǒng)。

二、管線數(shù)據(jù)特點

地下管線數(shù)據(jù)分為普查和修測數(shù)據(jù)，有物探、測量、竣工圖等多種來源，按照類型可分為電力、給水、排水、燃氣、熱力、通信、工業(yè)等，提交的成果數(shù)據(jù)有二維表、文本、SHP、CAD等多種數(shù)據(jù)格式。

管線數(shù)據(jù)一般分為管點和管線數(shù)據(jù)組成，管點和管線除了具有相應(yīng)的屬性信息之外，還具有嚴格的空間拓撲關(guān)系，且不同類型的數(shù)據(jù)有不同的數(shù)據(jù)要求。

這些特征要求對管線的質(zhì)檢規(guī)則不是一成不變的，它會因數(shù)據(jù)類型、地方標準、適用場景的不同而發(fā)生變化。

三、數(shù)據(jù)質(zhì)檢內(nèi)容

3.1屬性檢查

我國針對地下管線行業(yè)制定了相應(yīng)的行業(yè)標準規(guī)范用于指導(dǎo)地下管線管理工作。地方參照國家規(guī)范，結(jié)合自身實際，制定了各自的地下管線管理標準規(guī)范，這導(dǎo)致管線數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)分類、屬性字段、數(shù)據(jù)精度等方面存在很大差異。針對這種情況，本文定義了靈活可配的規(guī)則對數(shù)據(jù)完整性、一致性、準確性進行檢查。

3.2空間關(guān)系

管線數(shù)據(jù)由管點和管線組成，管點數(shù)據(jù)一般由物探點號唯一標識，管線數(shù)據(jù)由起始管點和終止管點連接而成，且具有方向性。管點可連接多條管線，如三通、四通、三分支、四分支等。這種拓撲關(guān)系對管線分析統(tǒng)計非常關(guān)鍵。

3.3特殊檢查

針對管線數(shù)據(jù)特有的應(yīng)用需求進行檢查：借助管段兩端點的管底高程差來檢查排水流向是否正確；根據(jù)標準規(guī)范對超長管段進行檢查；計算水平凈距和垂直凈距來檢查管線的布設(shè)是否符合標準規(guī)范的要求。

基于以上分析，本文對管線質(zhì)量檢查規(guī)則進行了歸納抽象，基于.NET和ArcGIS平臺進行開發(fā)，運用軟件設(shè)計方法進行封裝，形成插件式、可配置的組件庫，靈活適用于不同場景。

具體流程如下

3.4數(shù)據(jù)檢查規(guī)則

通過對檢查規(guī)則進行歸納梳理，分析出的數(shù)據(jù)質(zhì)檢規(guī)則如下：

3.4.1數(shù)據(jù)完整性

對提交的數(shù)據(jù)成果進行文件命名、格式、表結(jié)構(gòu)、屬性結(jié)構(gòu)進行檢查。

3.4.2屬性值域檢查

非空字段檢查、數(shù)值范圍檢查、非法字符檢查、字段長度檢查、書寫格式檢查等。

3.4.3類型編碼檢查

針對某些字段取值是特定的，如管線材質(zhì)要滿足材質(zhì)代碼表、附屬物只能填預(yù)留口、非普查區(qū)、消防栓等信息，特征只能填直通、彎頭、三通、四通等信息。

3.4.4空間位置檢查

坐標范圍是否符合要求、XY坐標與管點實際位置是否一致、所在圖幅與實際位置是否匹配等。

3.4.5拓撲關(guān)系檢查

是否存在重復(fù)管點管線、是否存在孤立點、管點和管線關(guān)聯(lián)是否正確、連接管段數(shù)檢查、管線斷點檢查。

3.4.6邏輯檢查

流向檢查、管線長度檢查、屬性一致檢查、高程埋深檢查、電纜條數(shù)檢查等。

3.4.7凈距檢查

管線是否發(fā)生碰撞、管線間距是否符合標準規(guī)范的要求。

四、設(shè)計實現(xiàn)

4.1模板自動匹配

針對管線數(shù)據(jù)的特點，基于以上質(zhì)檢規(guī)則的分析，本文采用模板自動匹配方法，以不同類型、不同時期、不同機構(gòu)的標準規(guī)范為準則，制作相應(yīng)的模板，并給模板不同的細節(jié)解釋，提供不同的檢查參數(shù)，達到在不同質(zhì)檢系統(tǒng)應(yīng)用的目的，最終確保系統(tǒng)的通用性。模板內(nèi)容包括命名規(guī)范、數(shù)據(jù)格式、存在表結(jié)構(gòu)、屬性字段、字段類型和值域范圍、關(guān)鍵字段配置。

4.2插件式開發(fā)

管線質(zhì)檢規(guī)則繁多且會發(fā)生變化，為了實現(xiàn)更靈活的應(yīng)用，本文基于組件設(shè)計思想，對上述規(guī)則實現(xiàn)進行封裝，提供規(guī)則參數(shù)的修改。同時，以SQL語句的形式為用戶提供自定義接口，用戶可根據(jù)實際需求自定義質(zhì)檢規(guī)則。對于特殊的質(zhì)檢規(guī)則，如凈距檢查涉及空間分析，且不同地區(qū)標準在檢查內(nèi)容、檢查參數(shù)存在差別，本文將管線凈距標準抽象封裝成多個二維關(guān)系表，以插件的形式嵌入到質(zhì)檢系統(tǒng)中。通過以上方法，更好地保證了質(zhì)檢規(guī)則的可定制、可擴展。

五、結(jié)語

本文從分析管線數(shù)據(jù)和質(zhì)檢規(guī)則入手，針對特有的管線數(shù)據(jù)特征和應(yīng)用特點，采用模板自定匹配和插件化開發(fā)方法，開發(fā)管線質(zhì)檢平臺。該方法已在實際工作進行了應(yīng)用，提高了管線數(shù)據(jù)質(zhì)檢的效率。

參 考 文 獻

[1] 王有剛. 城市地下管線普查探測的質(zhì)量檢驗分析[J]. 測繪通報. 2010（09）

[2] 陳華.淺談城市地下管線普查成果數(shù)據(jù)的質(zhì)量檢查[J]. 四川測繪，2008（2）：85—87.

[3] CJJ61-2003.城市地下管線探測技術(shù)規(guī)程[S].

[4] 解智強，李俊娟，郭貴洲，倪津. 地下管線探測成果的質(zhì)量檢驗方法[J]. 地理空間信息. 2012（01）.

[5] 張春森.管網(wǎng)信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)質(zhì)量控制方法[J].測繪通報，1998（10）：22—24.

[6] 張訓(xùn)虎，張浩，劉晉虎，裴玉，章磊，田宗彪，王樹東. 管線測量質(zhì)量檢驗內(nèi)容及平臺實現(xiàn)探討[J].工程勘察. 2015（07）.

[7] 黃鴻，龔健雅，鐘正. 地下管線數(shù)據(jù)的智能化檢查研究[J]. 武漢大學(xué)學(xué)報（信息科學(xué)版）. 2007（08）.