3S技術(shù)在漳州市地下管線探測(cè)與信息管理系統(tǒng)的應(yīng)用

陳麗慧

(漳州市測(cè)繪設(shè)計(jì)研究院，福建 漳州 363000)

3S技術(shù)在漳州市地下管線探測(cè)與信息管理系統(tǒng)的應(yīng)用

陳麗慧*

(漳州市測(cè)繪設(shè)計(jì)研究院，福建 漳州 363000)

地下管線是城市重要的基礎(chǔ)設(shè)施和發(fā)展命脈。本文以漳州市為例，闡述了城市地下管線探測(cè)及信息管理系統(tǒng)建設(shè)中對(duì)GPS、GIS和RS技術(shù)的綜合應(yīng)用，并進(jìn)一步分析了“3S”技術(shù)在管線信息化以及提升管線數(shù)據(jù)生產(chǎn)效率、保障數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)更新等方面的積極作用，以期為相關(guān)城市管線普查和信息系統(tǒng)建立提供參考。

GPS；GIS；RS；管線信息化；應(yīng)用

1 引 言

地下管線是城市的生命線，也是城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，更是發(fā)揮城市功能，確保城市經(jīng)濟(jì)和社會(huì)健康、協(xié)調(diào)發(fā)展以及安全運(yùn)轉(zhuǎn)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。但是近年來(lái)在城鎮(zhèn)化進(jìn)程中出現(xiàn)了不少問(wèn)題，管線事故頻繁發(fā)生，特別是每逢雨季，國(guó)內(nèi)許多城市都不同程度地陷入了內(nèi)澇模式，致使人民的生命財(cái)產(chǎn)安全遭受了嚴(yán)重?fù)p失。因此，綜合地下管網(wǎng)的科學(xué)規(guī)劃建設(shè)以及精細(xì)化、可視化、智能化管理等問(wèn)題成為了當(dāng)前的研究熱點(diǎn)，并對(duì)城市的規(guī)劃和管理工作提出了新的要求和挑戰(zhàn)，這需要借助于信息化的技術(shù)方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。而隨著全球定位系統(tǒng)(GPS)技術(shù)、地理信息系統(tǒng)(GIS)技術(shù)和遙感(RS)技術(shù)的快速發(fā)展和深入應(yīng)用，“3S”集成技術(shù)在城市地下管線信息化工作中發(fā)揮了關(guān)鍵且不可或缺的作用，并成為推動(dòng)城市現(xiàn)代化建設(shè)與管理的重要技術(shù)支撐[1，2]。

2 “3S”技術(shù)及其一體化發(fā)展

隨著空間信息技術(shù)的不斷發(fā)展，將全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)、遙感技術(shù)和地理信息系統(tǒng)緊密結(jié)合起來(lái)的“3S”一體化技術(shù)已展示出更為廣闊的應(yīng)用前景。通過(guò)將GPS、GIS、RS三種獨(dú)立技術(shù)中的有關(guān)部分有機(jī)集成起來(lái)，構(gòu)成一個(gè)強(qiáng)大的技術(shù)體系，可實(shí)現(xiàn)對(duì)各種空間信息和環(huán)境信息的實(shí)時(shí)、快速、機(jī)動(dòng)、準(zhǔn)確、可靠的收集、處理與更新。當(dāng)前，“3S”技術(shù)正在強(qiáng)勁地引領(lǐng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，并融入全社會(huì)，形成了天地一體化的信息獲取和處理能力以及地理信息產(chǎn)業(yè)集群效應(yīng)，這極大地豐富了測(cè)繪地理信息數(shù)據(jù)的內(nèi)涵，拓展了地理數(shù)據(jù)的外延，也取得了一些深層次的應(yīng)用成效。以下，筆者將結(jié)合在2011年～2013年度實(shí)施的住建部科技計(jì)劃信息化示范工程“漳州市綜合地下管線探測(cè)與信息管理系統(tǒng)”建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行闡述(簡(jiǎn)稱(chēng)漳州管線項(xiàng)目)，該項(xiàng)目應(yīng)用了先進(jìn)的“3S”技術(shù)，進(jìn)一步提高了管線普查的工作效率和空間信息展示效果，為管線信息化建設(shè)的順利完成創(chuàng)造了直接、高效的有利條件。

3 GPS技術(shù)在漳州市地下管線探測(cè)工程的應(yīng)用

3.1 GPS控制測(cè)量

漳州市地下管線探測(cè)工程是在漳州市現(xiàn)有的C、D、E級(jí)GPS控制網(wǎng)和三、四等水準(zhǔn)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，采用GPS衛(wèi)星定位測(cè)量技術(shù)靜態(tài)方式，建立了覆蓋整個(gè)測(cè)區(qū)的首級(jí)控制測(cè)量網(wǎng)，沿管線和道路大致走向加密圖根控制導(dǎo)線，圖根點(diǎn)平面坐標(biāo)利用RTK測(cè)量，高程布設(shè)等外水準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)。經(jīng)GPS嚴(yán)密平差解算，本次工程共完成了1 131個(gè)高等級(jí)控制點(diǎn)的布設(shè)任務(wù)。

3.2 利用GPS RTK技術(shù)進(jìn)行地形修補(bǔ)測(cè)和管線測(cè)量

本次漳州管線項(xiàng)目，已提供有中心城區(qū)的實(shí)測(cè)地形圖，但因局部現(xiàn)勢(shì)性不足或是外圍區(qū)域缺圖，比如高新區(qū)、金峰開(kāi)發(fā)區(qū)和藍(lán)田開(kāi)發(fā)區(qū)等建設(shè)區(qū)，由于城市開(kāi)發(fā)利用程度大，需要進(jìn)行地形圖修補(bǔ)測(cè)工作。在衛(wèi)星信號(hào)較差或受干擾區(qū)域以及便利設(shè)站區(qū)，是采用全站儀極坐標(biāo)法測(cè)量；在其他區(qū)域尤其是通視條件不好的條件下，主要應(yīng)用了先進(jìn)GPS RTK技術(shù)進(jìn)行地形測(cè)繪和管線點(diǎn)測(cè)量，精度可以達(dá)到相關(guān)技術(shù)規(guī)范要求。本次管線探測(cè)任務(wù)，共完成了管線點(diǎn)探測(cè) 231 171個(gè)，生成1∶500綜合地下管線圖 1 214幅、專(zhuān)業(yè)地下管線圖上萬(wàn)幅。

4 基于GIS的漳州市綜合地下管線信息管理系統(tǒng)建設(shè)

4.1 多種GIS技術(shù)的綜合應(yīng)用

在完成管線普查的工作基礎(chǔ)上，進(jìn)行漳州市綜合地下管線信息管理系統(tǒng)建設(shè)和數(shù)據(jù)建庫(kù)。作為城市級(jí)信息管理系統(tǒng)，選用當(dāng)前主流的軟件Esri系列ArcGIS作為GIS平臺(tái)，能全面提供GIS應(yīng)用的各種功能，具有較好的建立拓?fù)潢P(guān)系的能力，空間分析效率較高，還具備最為先進(jìn)的數(shù)據(jù)兼容接口，可以保證將來(lái)的擴(kuò)展需要[6]。系統(tǒng)采用數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、中間層服務(wù)器、客戶機(jī)三級(jí)體系結(jié)構(gòu)，是在ArcGIS10.1平臺(tái)選型基礎(chǔ)上，結(jié)合ArcEngine和ArcGIS Server、C#、.NET、Skyline等先進(jìn)開(kāi)發(fā)工具進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，綜合應(yīng)用了以下多種技術(shù)方法。

(1)分布式GIS技術(shù)：這是目前利用GIS技術(shù)解決實(shí)際問(wèn)題的主要有效方法，可以更好地貼切用戶的需求。通過(guò)建立一個(gè)GIS組織的分布式網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)組織擁有一部分的數(shù)據(jù)，并由數(shù)據(jù)共享的責(zé)任共同建立一個(gè)共享的數(shù)據(jù)庫(kù)，由此建立的集中管理和分級(jí)更新、數(shù)據(jù)分發(fā)機(jī)制在漳州市綜合地下管線信息管理系統(tǒng)中得到很好的體現(xiàn)。

(2)組件式GIS技術(shù)：系統(tǒng)將各大功能模塊劃分為幾個(gè)控件，再通過(guò)可視化的軟件開(kāi)發(fā)工具集成起來(lái)，從而形成多個(gè)專(zhuān)業(yè)子系統(tǒng)的可伸縮性架構(gòu)，各子系統(tǒng)間相互獨(dú)立又保持?jǐn)?shù)據(jù)共享，緊密地貼合了不同用戶的差異化業(yè)務(wù)需求，具有良好的擴(kuò)展性。

(3)Web GIS技術(shù)：項(xiàng)目應(yīng)用了Web GIS技術(shù)，主要為用戶提供相關(guān)的應(yīng)用級(jí)信息服務(wù)，使之具有較強(qiáng)的用戶交互能力，這是實(shí)現(xiàn)GIS分布式環(huán)境下數(shù)據(jù)、功能與應(yīng)用服務(wù)互操作的一條最佳解決途徑。該系統(tǒng)的實(shí)施，對(duì)管線的數(shù)據(jù)共享發(fā)布、城市的信息化建設(shè)有著很重要的意義，促進(jìn)了漳州管線信息在權(quán)屬單位以及社會(huì)公眾的共享應(yīng)用和信息服務(wù)。

(4)空間數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)：漳州管線系統(tǒng)，基于ArcSDE實(shí)現(xiàn)了多用戶并發(fā)訪問(wèn)、管線數(shù)據(jù)自動(dòng)監(jiān)理檢查、自動(dòng)接邊處理、符號(hào)庫(kù)管理、數(shù)據(jù)版本控制以及海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的無(wú)縫拼接和集成管理。

(5)GIS與其他平臺(tái)的融合：系統(tǒng)基于ArcGIS，融合了AutoCAD、Skyline、Oracle等多平臺(tái)，可以分別從GIS技術(shù)、工程制圖、三維空間分析應(yīng)用以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理的角度等方面為空間化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和可視化的地下管網(wǎng)信息系統(tǒng)提供技術(shù)底層支撐。

4.2 管線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

漳州管線系統(tǒng)，是以一體化設(shè)計(jì)為理念，堅(jiān)持高起點(diǎn)、高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)原則，整合所有資源、功能和業(yè)務(wù)，架構(gòu)一個(gè)以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為載體，為城市規(guī)劃建設(shè)、測(cè)繪生產(chǎn)、檔案管理及管線權(quán)屬單位等進(jìn)行綜合決策服務(wù)的應(yīng)用型技術(shù)平臺(tái)。系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)，采用SOA架構(gòu)，建成地下管線綜合管理子系統(tǒng)、共享應(yīng)用子系統(tǒng)、三維展示子系統(tǒng)和規(guī)劃審批子系統(tǒng)，具備豐富的GIS空間分析功能、良好的用戶界面和較強(qiáng)的服務(wù)能力；系統(tǒng)接口設(shè)計(jì)，通過(guò)建設(shè)管線數(shù)據(jù)接口，實(shí)現(xiàn)各專(zhuān)業(yè)管網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)與綜合管網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)圖屬信息的交互，通過(guò)建立應(yīng)用共享服務(wù)接口，實(shí)現(xiàn)管線數(shù)據(jù)網(wǎng)上業(yè)務(wù)辦理、數(shù)據(jù)獲取及對(duì)外提供數(shù)據(jù)和功能服務(wù)，滿足不同用戶不同層次的需求；系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)，通過(guò)物理安全、網(wǎng)絡(luò)安全、系統(tǒng)安全、應(yīng)用安全、數(shù)據(jù)安全五個(gè)層次的數(shù)據(jù)安全建設(shè)，保證管線信息系統(tǒng)的安全；備份系統(tǒng)設(shè)計(jì)，基于現(xiàn)有硬件和網(wǎng)絡(luò)資源，建立對(duì)文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行LAN網(wǎng)絡(luò)備份的備份/恢復(fù)系統(tǒng)，保護(hù)計(jì)算機(jī)中重要數(shù)據(jù)信息；系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，采用典型的星型結(jié)構(gòu)，在管線信息系統(tǒng)專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上運(yùn)行管線系統(tǒng)，數(shù)據(jù)流向以訪問(wèn)GIS應(yīng)用服務(wù)器為主，且全部服務(wù)器均連在三層交換機(jī)，并部署一臺(tái)防火墻VPN設(shè)備。

其系統(tǒng)技術(shù)設(shè)計(jì)和功能實(shí)現(xiàn)，如表1所示，包括：

(1)綜合管理子系統(tǒng)：采用C/S構(gòu)建，Oracle運(yùn)行在數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器端，GeoDatabase提供空間數(shù)據(jù)關(guān)系存儲(chǔ)支持，ArcEngine運(yùn)行在客戶端操作系統(tǒng)中，通過(guò)ArcSDE提供的數(shù)據(jù)接口與空間數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行連接。本系統(tǒng)主要提供給數(shù)據(jù)維護(hù)單位使用，實(shí)現(xiàn)對(duì)漳州市地下管網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合管理與利用，同時(shí)可為使用地下管線信息的各有關(guān)部門(mén)提供直觀、可靠和支持規(guī)劃決策的各種地下管線數(shù)據(jù)資料等服務(wù)。

(2)共享應(yīng)用子系統(tǒng)：該子系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)通過(guò)富客戶端技術(shù)，采用Flex語(yǔ)言面向B/S模式開(kāi)發(fā)，為用戶提供一個(gè)更全方位的網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)。服務(wù)器采用ArcGIS Server技術(shù)，F(xiàn)lex運(yùn)行在IIS WEB中，主要為政府有關(guān)管理部門(mén)和管線權(quán)屬單位使用提供相關(guān)的應(yīng)用級(jí)信息服務(wù)，用于審批部門(mén)的管線工程審批，管網(wǎng)工程規(guī)劃設(shè)計(jì)方案審批，管網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)輔助決策等，為規(guī)劃部門(mén)的管網(wǎng)規(guī)劃審批工作提供便利的信息化方式和科學(xué)的輔助分析功能。

(3)三維展示子系統(tǒng)：基于ArcScene平臺(tái)和SkyLine平臺(tái)采用C/S環(huán)境開(kāi)發(fā)，TerraExplorer將以流方式傳輸?shù)匦魏童B加數(shù)據(jù)層，通過(guò)TerraExplorer提供的接口與空間數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行連接或直接連接Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)。該子系統(tǒng)，在ArcGIS平臺(tái)下能實(shí)現(xiàn)局部區(qū)域范圍內(nèi)的三維動(dòng)態(tài)快速建模和空間分析處理；在SkyLine平臺(tái)下，能迅速創(chuàng)建、編輯、瀏覽、處理和分析廣域范圍的真實(shí)三維景觀，實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)三維輔助分析，同時(shí)展示地上、地下三維場(chǎng)景效果。

系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)和功能模塊表 表1

圖1 共享應(yīng)用子系統(tǒng)關(guān)閥分析功能

圖2 三維展示子系統(tǒng)地下模式

(4)規(guī)劃審批子系統(tǒng)：該子系統(tǒng)在采取ArcGIS產(chǎn)品的組件和主流的數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)上，同時(shí)基于ObjectARX進(jìn)行AutoCAD二次開(kāi)發(fā)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了規(guī)劃數(shù)據(jù)入庫(kù)分析以及CAD與GIS一站式數(shù)據(jù)交換等關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用。系統(tǒng)主要提供給規(guī)劃管理部門(mén)使用，根據(jù)用戶實(shí)際需要，通過(guò)固定的流程，實(shí)現(xiàn)規(guī)劃數(shù)據(jù)的報(bào)建和審批功能，同時(shí)將管線方案與地圖相結(jié)合，達(dá)到圖、文一體化的效果。

4.3 綜合數(shù)據(jù)庫(kù)的組織與建立

(1)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)：是選用Oracle 10g作為平臺(tái)，利用ArcSDE作為空間數(shù)據(jù)引擎，采用GeoDatabase空間數(shù)據(jù)庫(kù)管理模型；數(shù)據(jù)處理，采用“先制定規(guī)范，后實(shí)施建庫(kù)”、“先分庫(kù)建設(shè)，后總庫(kù)集成”、“先設(shè)計(jì)，后實(shí)施”、“空間與屬性數(shù)據(jù)有機(jī)結(jié)合”，利用專(zhuān)業(yè)GIS應(yīng)用軟件(ArcGIS)與AutoCAD、MS Access等應(yīng)用軟件相結(jié)合，集成共享型數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)庫(kù)組織結(jié)構(gòu)如圖3所示。數(shù)據(jù)入庫(kù)，基于ArcSDE利用ArcCatalog實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的入庫(kù)管理；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理，基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)和管線業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分別存放，共享平臺(tái)的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)發(fā)布在相應(yīng)的地圖服務(wù)器中(GeoServer/ArcIMS)，封裝成為WMS、WFS和WCS三種OGC規(guī)定的服務(wù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)管線系統(tǒng)遠(yuǎn)程的網(wǎng)絡(luò)調(diào)取和使用。

圖3 二三維空間數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)圖

圖4 管線套合地形數(shù)據(jù)建庫(kù)成果

圖5 管線套合影像數(shù)據(jù)建庫(kù)成果

(2)多源數(shù)據(jù)建庫(kù)：綜合管線數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)，涉及漳州中心城區(qū) 100 km2范圍內(nèi)的電力、電信、給水、燃?xì)狻⒙窡舻?3種管線數(shù)據(jù)的采集建庫(kù)，管線總長(zhǎng) 4 448 km。地形建庫(kù)，是作為管線背景底圖使用，如圖4所示。影像數(shù)據(jù)建庫(kù)，主要包括2012年航空攝影DOM成果以及近年的衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)，可以很直觀地展現(xiàn)地下管線空間埋設(shè)位置，如圖5所示。三維模型數(shù)據(jù)，基本覆蓋了本次管線探測(cè)中心區(qū)域，其中，精細(xì)模型包括勝利路、碧湖生態(tài)園、郊野公園等城市主干道以及重要景觀區(qū)。規(guī)劃管線數(shù)據(jù)建庫(kù)，是分別設(shè)立了規(guī)劃庫(kù)、設(shè)計(jì)庫(kù)、施工庫(kù)、竣工庫(kù)，以供規(guī)劃審批決策使用。

4.4 管線數(shù)據(jù)的更新管理

為保證所建立的管線信息管理系統(tǒng)可以持續(xù)有效運(yùn)轉(zhuǎn)，就必然需要為其不斷注入新鮮“血液”，這有賴(lài)于后續(xù)的數(shù)據(jù)更新和動(dòng)態(tài)管理機(jī)制。漳州管線數(shù)據(jù)的采集更新，是通過(guò)施行嚴(yán)格的管線竣工測(cè)量制度和管線工程歸檔機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)。多年來(lái)，漳州市區(qū)的市政工程、建筑工程、道路交通工程等的竣工核實(shí)測(cè)量工作，根據(jù)城鄉(xiāng)規(guī)劃測(cè)量技術(shù)服務(wù)的工作需要，統(tǒng)一由漳州市測(cè)繪設(shè)計(jì)研究院承擔(dān)，可以有效地保障新建工程的市政管線數(shù)據(jù)和小區(qū)管線數(shù)據(jù)及時(shí)組織竣工驗(yàn)收并標(biāo)準(zhǔn)化采集與入庫(kù)更新。

5 RS技術(shù)在漳州市地下管線信息化的應(yīng)用

多時(shí)相遙感衛(wèi)星影像和航空攝影影像數(shù)據(jù)，可以豐富信息表現(xiàn)形式，為城市地下管線信息化提供直觀、清晰的背景底圖，甚至在某種程度上還可以直接代替地形圖產(chǎn)品。2012年6月29日～7月31日，在漳州市大規(guī)劃區(qū)1 080 km2范圍內(nèi)采用UCX數(shù)碼相機(jī)實(shí)施航空攝影測(cè)量，地面分辨率達(dá) 4.7 cm，通過(guò)空三測(cè)量生產(chǎn)出的1∶500數(shù)字正射影像圖，導(dǎo)入到漳州市綜合地下管線信息管理系統(tǒng)，直接作為管線背景底圖使用，影像高清、色彩飽和，與管線和地形數(shù)據(jù)相疊加，判讀效果很好，見(jiàn)圖5；由于漳州市地下管線普查主體工作也是在2012年度完成，這與航空攝影時(shí)間一致，因而現(xiàn)勢(shì)性較高。并且，這批次航攝生產(chǎn)的DEM和DOM數(shù)據(jù)成果，應(yīng)用在三維展示子系統(tǒng)，輔助實(shí)現(xiàn)開(kāi)挖分析、地上和地下場(chǎng)景模式切換等功能，具有很好的空間三維分析與展示效果。

6 “3S”技術(shù)在漳州管線項(xiàng)目的作用及特色

6.1 GPS技術(shù)在管線探測(cè)過(guò)程中的積極作用

在高等級(jí)控制布設(shè)中，采用GPS靜態(tài)觀測(cè)模式，利用了漳州市現(xiàn)代測(cè)繪基準(zhǔn)框架體系控制網(wǎng)和漳州似大地水準(zhǔn)面精化成果，作為本次首級(jí)控制起算或檢核使用，切實(shí)保證了首級(jí)控制的精度要求。在外業(yè)管線點(diǎn)和地形修補(bǔ)測(cè)中，由于采用GPS RTK技術(shù)，測(cè)站間無(wú)須通視，使站點(diǎn)選取工作更為靈活，有效地提高了工作效率，在時(shí)間和成本上發(fā)揮了明顯的優(yōu)勢(shì)。

6.2 GIS技術(shù)在管線信息化中的關(guān)鍵作用及創(chuàng)新

項(xiàng)目基于GIS技術(shù)形成覆蓋全網(wǎng)的分布式應(yīng)用和集中式管理的綜合管線管理服務(wù)平臺(tái)，高效地實(shí)現(xiàn)了多部門(mén)“數(shù)據(jù)流”和“工作流”的順暢流轉(zhuǎn)。在關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了多源數(shù)據(jù)的一體化管理以及跨平臺(tái)一站式數(shù)據(jù)交互，建立了管線數(shù)據(jù)的在線式、離線式動(dòng)態(tài)更新機(jī)制，使管線數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)與外業(yè)探測(cè)能緊密結(jié)合，并通過(guò)向測(cè)繪生產(chǎn)部門(mén)和設(shè)計(jì)單位提供高效的模塊化管理工具，保證城市管線設(shè)計(jì)、審批、管理及數(shù)據(jù)生產(chǎn)、更新、建庫(kù)等工作的實(shí)用性和靈活性。在技術(shù)融合和創(chuàng)新方面，系統(tǒng)還實(shí)現(xiàn)了地上、地下三維動(dòng)態(tài)建模及二三維聯(lián)動(dòng)，有效地解決了規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、竣工等異構(gòu)數(shù)據(jù)的共享交換問(wèn)題如圖6所示，實(shí)現(xiàn)了規(guī)劃管網(wǎng)數(shù)據(jù)的合理性檢驗(yàn)以及輔助空間決策分析。

圖6 基于GIS實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)交互、規(guī)劃數(shù)據(jù)入庫(kù)分析及三維展示應(yīng)用技術(shù)創(chuàng)新示意圖

6.3 RS技術(shù)在數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)更新中的重要作用

常規(guī)的工程測(cè)繪地形圖，成圖周期長(zhǎng)，難以滿足系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢(shì)性要求，而通過(guò)采用航空攝影測(cè)量成現(xiàn)狀地形圖的方法，可以彌補(bǔ)這一不足，短時(shí)間內(nèi)快速規(guī)模化生產(chǎn)出信息豐富的DEM、DLG、DOM等數(shù)據(jù)產(chǎn)品。目前，已在漳州市主城區(qū)推行航測(cè)成圖法按年度更新數(shù)據(jù)的做法，包括龍文區(qū)、高新區(qū)等。并且，近年來(lái)無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)日臻成熟，在大比例尺航測(cè)成圖精度保障上有了顯著提高，這也為管線系統(tǒng)中的地形、影像以及窨井井蓋、路燈、信號(hào)燈等數(shù)據(jù)的快速更新提供了可能。此外，傾斜攝影技術(shù)的發(fā)展，為實(shí)景三維快速建模提供了新思路，它彌補(bǔ)了正射影像的不足，可以基于成果影像直接量測(cè)，批量提取和貼建筑物側(cè)面紋理，不僅大大提高了三維數(shù)據(jù)生產(chǎn)速度，也有效地降低了建模成本，這為地上、地下一體化多維度空間信息聯(lián)動(dòng)展示創(chuàng)造了有利條件：地下三維管線可以直接讀取實(shí)時(shí)更新的管線探測(cè)和竣工測(cè)量數(shù)據(jù)，地上三維場(chǎng)景有望于通過(guò)傾斜攝影等三維快速建模方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。

6.4 漳州市管線信息化建設(shè)的特色及成效

(1)漳州市地下管線信息化工作，是以GIS為底層支撐，將地下管線管理工作無(wú)縫地嵌入城市規(guī)劃審批與管理工作之中，同時(shí)積極應(yīng)用了GPS RTK技術(shù)和航空攝影測(cè)量技術(shù)，提升管線普查的工作效率和信息化效果。在此實(shí)用性方面的“技術(shù)”資源基礎(chǔ)上，很好地利用了“非技術(shù)”資源(行政資源)，創(chuàng)造性地實(shí)現(xiàn)了分屬規(guī)劃、建設(shè)的兩個(gè)不同部門(mén)—測(cè)繪院、城建檔案館協(xié)同建設(shè)管理模式，有效地保證了數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)更新和管線工程及時(shí)歸檔。

(2)系統(tǒng)在GIS技術(shù)融合AutoCAD二次開(kāi)發(fā)技術(shù)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了管線工程從數(shù)據(jù)端、設(shè)計(jì)端、報(bào)建端、復(fù)核端到審批管理終端的一體化、流程化技術(shù)集成，助推了“測(cè)繪更新保障規(guī)劃審批，技術(shù)審查促進(jìn)信息決策”的良性循環(huán)。

(3)系統(tǒng)基于GIS和Web Service技術(shù)，按需通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)邏輯集成和對(duì)外提供服務(wù)，建立了數(shù)據(jù)同步更新異地備份機(jī)制，在測(cè)繪院和城建檔案館分別構(gòu)建以管理服務(wù)、查詢(xún)利用為目標(biāo)的雙數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)了管線信息即時(shí)共享交換，切實(shí)保障了數(shù)據(jù)信息安全。

(4)漳州市地下管線信息應(yīng)用面向多層次、多方位支持輔助決策的方向發(fā)展。系統(tǒng)建立后，這兩年來(lái)持續(xù)向規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工建設(shè)、抗震防災(zāi)、防洪排澇以及管線權(quán)屬單位等提供技術(shù)支持和數(shù)據(jù)服務(wù)，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，累計(jì)提供管線總長(zhǎng)3 000多千米，并全部提供規(guī)劃應(yīng)用，編制出有利于城市可持續(xù)發(fā)展的中長(zhǎng)期城市地下管線總體規(guī)劃，取得較好的應(yīng)用成效。

7 結(jié) 語(yǔ)

在城市地下管線普查及信息化建設(shè)工作中，應(yīng)用“3S”技術(shù)，已成為一種標(biāo)準(zhǔn)化也不失快捷、高效的數(shù)據(jù)生產(chǎn)模式。GPS提供了快速定位基礎(chǔ)；RS在工期緊張情況下可以高效地提供高清影像圖、航測(cè)地形圖以及三維模型成果，為地上、地面、地下一體化多維度空間展示創(chuàng)造了條件；GIS技術(shù)則是管線信息化工作的底層支撐和核心，貫穿于整個(gè)系統(tǒng)建設(shè)工程的全過(guò)程，更是輔助相關(guān)部門(mén)進(jìn)行管線信息集成管理和決策分析的必不可少的技術(shù)方法。今后，還希望在現(xiàn)有的數(shù)字化管網(wǎng)基礎(chǔ)上搭建智慧管網(wǎng)管理平臺(tái)[7]，并通過(guò)“3S”技術(shù)進(jìn)一步融合應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、仿真建模、智能監(jiān)控等高新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)的感知化、物聯(lián)化和智慧化，為管網(wǎng)規(guī)劃、建設(shè)、管理與運(yùn)維以及隱患排查等工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，實(shí)質(zhì)性地提升地下管線的應(yīng)急響應(yīng)與預(yù)警決策能力與水平，這也是地下管線管理的必然趨勢(shì)。

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Application of 3S Technologies to Underground Pipeline Detection and Information Management System in Zhangzhou City

Chen Lihui

(Zhangzhou Design Research Institute of Surveying and Mapping，Zhangzhou 363000，China)

Underground pipeline is an important part of urban infrastructure and development. Taking Zhangzhou city for example，this paper expounded the comprehensive application of GPS，GIS and RS technologies in the construction of urban underground pipeline detection and information management system，and further analyzed the positive role of 3S technologies in underground pipeline informatization and promoting efficiency of pipeline data production，as well as making it to be dynamic updating，which provided reference for correlative urban pipeline survey and information system establishment.

GPS；GIS；RS；pipeline information；application

1672-8262(2017)01-27-06

P208.2

A

2016—08—04 作者簡(jiǎn)介：陳麗慧(1983—)，女，碩士，工程師，主要從事城市測(cè)繪及地理信息系統(tǒng)研究與應(yīng)用工作。 基金項(xiàng)目：住建部2012年科學(xué)技術(shù)計(jì)劃項(xiàng)目——信息化示范工程(2012-S5-13)；2011年度漳州市重大課題研究項(xiàng)目(漳科重2011-010)。