基于EPS的管網(wǎng)工作平臺(tái)建設(shè)與數(shù)據(jù)維護(hù)

趙萬(wàn)為

(上海市測(cè)繪院，上海 200063)

1 引 言

城市地下管線作為“智慧城市”的重要組成部分，擔(dān)負(fù)著能量傳輸、物質(zhì)輸送的重要任務(wù)，其重要性不言而喻。

隨著城市建設(shè)步伐的加快，地下管線管種不斷增多、鋪設(shè)范圍也逐步擴(kuò)張，然而，施工造成的管線各類事故依然頻發(fā)，對(duì)市民生活和工作帶來(lái)了不便，甚至造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和不良社會(huì)影響，反映出對(duì)地下管線管理的不足，存在重建設(shè)輕維護(hù)的思想，加強(qiáng)管網(wǎng)信息工作平臺(tái)建設(shè)、提高管線數(shù)據(jù)維護(hù)效率勢(shì)在必行。

2 現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題

2.1 管線普查的進(jìn)展

2014年6月，國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)了《關(guān)于加強(qiáng)城市地下管線建設(shè)管理的指導(dǎo)意見(jiàn)》(國(guó)辦發(fā)[2014]27號(hào))，根據(jù)意見(jiàn)的要求，2015年底前，完成城市地下管線普查，建立綜合管理信息系統(tǒng)，編制完成地下管線綜合規(guī)劃。指導(dǎo)意見(jiàn)印發(fā)后，很多城市展開了地下管線普查工作，如今，部分城市地下管線普查工作已經(jīng)結(jié)束，積累了大量的管線數(shù)據(jù)。

2.2 平臺(tái)建設(shè)及數(shù)據(jù)維護(hù)的困境

地下管線數(shù)據(jù)一般包括管線點(diǎn)數(shù)據(jù)、管線數(shù)據(jù)和管線面數(shù)據(jù)，除了具有空間位置信息外，還含有大量的屬性信息，如管類、管徑、權(quán)屬單位等。不同的城市，普查規(guī)范對(duì)要調(diào)查的屬性信息和屬性字段的定義各有差異，最后得到的普查數(shù)據(jù)格式不統(tǒng)一，因此，開發(fā)符合本市數(shù)據(jù)格式的作業(yè)平臺(tái)是必由之路，然而，面對(duì)海量的普查數(shù)據(jù)，如何在規(guī)定周期內(nèi)建設(shè)高效的作業(yè)平臺(tái)是目前很多城市面臨的困境。

另一方面，普查數(shù)據(jù)具有時(shí)效性，隨著城市的改造和新建，如果沒(méi)有建立普查數(shù)據(jù)庫(kù)的維護(hù)機(jī)制，數(shù)據(jù)就逐漸失去了時(shí)效性，普查工作也失去了應(yīng)有的意義，如何在現(xiàn)有工作平臺(tái)建立普查數(shù)據(jù)維護(hù)機(jī)制也是很多城市需要考慮的重要問(wèn)題。

本文以上海市“浦東新區(qū)內(nèi)環(huán)道路以內(nèi)區(qū)域地下管線普查項(xiàng)目”為背景，介紹了基于EPS的管網(wǎng)信息工作平臺(tái)建設(shè)的方法和普查數(shù)據(jù)維護(hù)的相關(guān)內(nèi)容，為管線數(shù)據(jù)建設(shè)和維護(hù)提供參考。

3 管網(wǎng)工作平臺(tái)建設(shè)

3.1 EPS的特點(diǎn)

EPS(Extend Geography Platform of Sunway)是北京清華山維新技術(shù)開發(fā)有限公司研發(fā)的，面向數(shù)字測(cè)繪和地理信息生產(chǎn)的軟件系統(tǒng)，該軟件有機(jī)地將CAD技術(shù)與GIS技術(shù)結(jié)合在一起，依托大型數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)，采用面向?qū)ο蟮募夹g(shù)，構(gòu)建圖形和屬性共存的框架，將圖形與屬性關(guān)聯(lián)一體。該平臺(tái)下的管線測(cè)繪模塊可以實(shí)現(xiàn)管線內(nèi)業(yè)編繪，同時(shí)EPS支持用戶進(jìn)行二次開發(fā)，滿足了多種需求。

EPS管網(wǎng)工作平臺(tái)的建設(shè)有兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，一是模版建設(shè)，二是二次開發(fā)，模版建設(shè)解決了不同格式的ACCESS管線數(shù)據(jù)庫(kù)導(dǎo)入EPS的問(wèn)題，二次開發(fā)幫助用戶根據(jù)需求設(shè)置相應(yīng)的編輯功能，下面依次進(jìn)行介紹。

3.2 模板建設(shè)

不同的城市采用的普查規(guī)范不一樣，因此需要一個(gè)“技術(shù)規(guī)范”作為依據(jù)，把不同類型的ACCESS數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)范化，這個(gè)技術(shù)規(guī)則就是“模版”。EPS的模版本身就是ACCESS數(shù)據(jù)庫(kù)，以表的形式定義了技術(shù)規(guī)則，主要包括四類：系統(tǒng)環(huán)境設(shè)置表、管線擴(kuò)展屬性定義表、實(shí)體編碼符號(hào)定義表、數(shù)據(jù)分層分色定義表。技術(shù)人員根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)建設(shè)相應(yīng)的模版后，調(diào)用“Pipeex”模塊下的“Importshmdb”命令便可以完成數(shù)據(jù)庫(kù)的調(diào)入。

(1)系統(tǒng)環(huán)境設(shè)置

系統(tǒng)環(huán)境設(shè)置顧名思義，就是對(duì)工程運(yùn)行的環(huán)境進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，大部分系統(tǒng)環(huán)境設(shè)置都是在ProjectTB表和IniInfoTB表中完成，ProjectTB表定義了比例尺、圖廓編碼以及該工程所選用的特征編碼表(FeatureCodeTB)、符號(hào)描述表(SymboScriptTB)、注記分類表(NoteTemplatTB)等信息，IniInfoTB表定義了系統(tǒng)環(huán)境設(shè)置中的默認(rèn)值，如等高線參數(shù)、分幅參數(shù)、圖幅號(hào)計(jì)算公式、圖層壓蓋順序、繪圖背景顏色等信息，ProjectTB表和IniInfoTB表既可以在模板數(shù)據(jù)庫(kù)中直接修改，也可以在EPS平臺(tái)中對(duì)模板進(jìn)行修改。

此外圖廓屬性表也要設(shè)置，其定義了標(biāo)準(zhǔn)圖廓樣式及圖廓要填寫的文字信息，如比例尺、測(cè)量日期、測(cè)量單位、測(cè)量人員等，除標(biāo)準(zhǔn)圖廓外，用戶也可以根據(jù)自己的需求定義新的圖幅。

(2)管線擴(kuò)展屬性定義

EPS平臺(tái)中實(shí)體對(duì)象分為點(diǎn)、線、面、注記，對(duì)于管線數(shù)據(jù)模版，需要對(duì)SourceTableFieldInfoTB表、管線點(diǎn)屬性表、管線屬性表和管線面屬性表進(jìn)行設(shè)置。管線數(shù)據(jù)庫(kù)中點(diǎn)表、線表和面表中的屬性字段作為擴(kuò)展屬性導(dǎo)入EPS中，由于數(shù)據(jù)庫(kù)的格式不一樣，字段名稱也有差異，在定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)前先要完成字段名稱映射，將用戶屬性字段名稱與EPS屬性字段名稱進(jìn)行對(duì)應(yīng)，在EPS安裝根目錄下“…DeskTop管線處理”的“mdb字段對(duì)照表”中完成，然后把EPS屬性字段添加到SourceTableFieldInfoTB表中，根據(jù)用戶字段的多少，可自行對(duì)“mdb字段對(duì)照表”中的映射關(guān)系和SourceTableFieldInfoTB表中的EPS屬性字段進(jìn)行添加、修改或刪除。然后將設(shè)置好的EPS屬性字段分別添加到管線點(diǎn)屬性表、管線屬性表和管線面屬性表中。

通過(guò)管線擴(kuò)展屬性的定義完成了管線數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的準(zhǔn)備工作，接下來(lái)通過(guò)實(shí)體編碼符號(hào)設(shè)置和數(shù)據(jù)分層分色定義就可以實(shí)現(xiàn)管線數(shù)據(jù)的顯示了。

(3)實(shí)體編碼符號(hào)定義

每一類管線點(diǎn)、管線、管線面在由數(shù)據(jù)庫(kù)導(dǎo)入時(shí)，根據(jù)管線類型的不同，EPS匹配了相應(yīng)的編碼，每一類編碼有對(duì)應(yīng)的形狀、顏色、大小、圖層等信息，通過(guò)實(shí)體編碼符號(hào)定義便可以根據(jù)需求修改管線的顯示方式，主要在FeatureCodeTB表、SSFormScript表和NoteTemplateTB表中設(shè)置完成。

FeatureCodeTB表定義了每一中編碼的圖層名、編碼類型、顏色等信息，SSFormScript表則是定義每一種編碼的形狀，通過(guò)修改EPS符號(hào)描述語(yǔ)言，可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)、線、面等符號(hào)的自由設(shè)定，NoteTemplateTB表是注記表，記錄了不同標(biāo)注類型的編碼、大小、顏色、圖層、字體等信息。

(4)數(shù)據(jù)分層分色定義

管線綜合圖對(duì)管線的顏色和所在圖層都有嚴(yán)格的定義，在模板中ColorInfoTB表負(fù)責(zé)顏色的定義，用戶可以根據(jù)需求在該表中設(shè)置新的顏色。UserLayerTB表用于對(duì)工程的分層、顯示開關(guān)、顯示順序以及點(diǎn)、線、面內(nèi)聯(lián)屬性表進(jìn)行定制，如果導(dǎo)入的管線數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的圖層在UserLayerTB表不存在，則根據(jù)FeatureCodeTB表中定義的圖層顯示。

3.3 二次開發(fā)

完成數(shù)據(jù)導(dǎo)入后就可以在EPS平臺(tái)瀏覽管線的地理位置和屬性信息，但僅瀏覽是不夠的，還需要對(duì)管線進(jìn)行編輯、檢查和輸出，雖然EPS提供了部分管線編輯功能，但十分有限，要進(jìn)行二次開發(fā)來(lái)滿足需求。

EPS支持腳本語(yǔ)言二次開發(fā)，遵循VBScript和Jscript，可以實(shí)現(xiàn)EPS平臺(tái)整理、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等處理，SSProcess對(duì)象是與EPS平臺(tái)交互的主要入口，包含了多種命令函數(shù)，如設(shè)置選擇集函數(shù)(setselectcondition)、搜索附近地物函數(shù)(SearchNearObjIDs)、獲取地物屬性函數(shù)(GetObjectAttr)和修改地物屬性函數(shù)(SetObjectAttr)等，VBScript雖然不及C++這樣成熟的面向?qū)ο蟮恼Z(yǔ)言強(qiáng)大，但VBScript足夠完成管線編輯功能的開發(fā)。

在上海市浦東新區(qū)內(nèi)環(huán)道路以內(nèi)區(qū)域地下管線普查項(xiàng)目中，利用VBScript實(shí)現(xiàn)了管線數(shù)據(jù)導(dǎo)入、數(shù)據(jù)編輯(管線打斷、屬性提取、屬性復(fù)制、點(diǎn)號(hào)提取)、數(shù)據(jù)檢查(重名檢查、拓?fù)潢P(guān)系檢查、邏輯關(guān)系檢查、點(diǎn)線面屬性檢查)、管線標(biāo)注、管線出圖(導(dǎo)出總管線圖、分幅導(dǎo)出管線圖、導(dǎo)出某圖幅管線圖)、管線出庫(kù)(導(dǎo)出總數(shù)據(jù)庫(kù)、導(dǎo)出增刪改數(shù)據(jù)庫(kù)、導(dǎo)出某圖幅數(shù)據(jù)庫(kù))等功能，如圖1所示，紅框內(nèi)為本案例二次開發(fā)后增加的功能，通過(guò)“一鍵式”的入庫(kù)、編輯、檢查、出庫(kù)等操作，很大程度上提高了工作效率和數(shù)據(jù)質(zhì)量。

圖1 EPS管線編輯平臺(tái)界面

4 普查數(shù)據(jù)維護(hù)

如果說(shuō)管線普查是人的軀體，那么數(shù)據(jù)維護(hù)就是體內(nèi)的血液，雖然細(xì)小但源源不斷地讓身體散發(fā)生命力。建立合適的維護(hù)機(jī)制，讓地下管線普查數(shù)據(jù)在城市規(guī)劃、管理、建設(shè)中發(fā)揮效益，才是普查工作的意義所在。下面以EPS管網(wǎng)工作平臺(tái)為基礎(chǔ)，結(jié)合上海市浦東新區(qū)地下管線維護(hù)的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)普查數(shù)據(jù)的維護(hù)進(jìn)行介紹。

4.1 工作流程

(1)管線建設(shè)信息搜集

浦東新區(qū)在項(xiàng)目實(shí)踐過(guò)程中，形成了地下管線建設(shè)信息申報(bào)制度，規(guī)劃局、環(huán)保局等相關(guān)部門通過(guò)“跟蹤測(cè)量管理平臺(tái)”在網(wǎng)上登記，通過(guò)登記信息的下載便可以掌握最新的管線鋪設(shè)信息。此外，由于管線建設(shè)周期、管線公司歷史工作模式延續(xù)等因素，部分管線公司鋪設(shè)的管線未在平臺(tái)登記，這部分管線以成果資料匯交的方式獲取。

(2)管線建設(shè)信息篩選

對(duì)搜集的管線信息進(jìn)行篩選，如果普查數(shù)據(jù)庫(kù)中未包含該管線，則作為目標(biāo)管線進(jìn)行測(cè)量，同時(shí)調(diào)取普查數(shù)據(jù)庫(kù)中該管線所在圖幅內(nèi)的管線數(shù)據(jù)庫(kù)，供外業(yè)測(cè)量參考和內(nèi)業(yè)管線生產(chǎn)使用。

(3)管線生產(chǎn)

把從普查數(shù)據(jù)庫(kù)中按圖幅調(diào)取的管線數(shù)據(jù)導(dǎo)入到EPS平臺(tái)內(nèi)，將測(cè)量好的數(shù)據(jù)庫(kù)導(dǎo)入到EPS中，進(jìn)行管線編輯、管線檢查，確認(rèn)無(wú)誤后，進(jìn)行成果輸出，同時(shí)生成該圖幅管線數(shù)據(jù)的增刪改文件。

(4)管線質(zhì)量把控

管線作為城市的“生命線”，直接關(guān)乎后續(xù)的管理和運(yùn)用，浦東新區(qū)對(duì)于跟蹤測(cè)量的管線數(shù)據(jù)成果，100%移交市質(zhì)監(jiān)站檢查，對(duì)于匯交資料，確保外業(yè)檢查不能出現(xiàn)粗差。

(5)管線數(shù)據(jù)入庫(kù)

將管線生成得到的增刪改數(shù)據(jù)與普查數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，完成普查數(shù)據(jù)的更新維護(hù)，工作流程如圖2所示。

圖2 數(shù)據(jù)維護(hù)流程圖

4.2 技術(shù)難度

(1)增刪改數(shù)據(jù)生成

以增刪改的方式對(duì)普查數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行更新，可以最大限度地減少對(duì)普查數(shù)據(jù)的改動(dòng)，同時(shí)，通過(guò)記錄增刪改數(shù)據(jù)的來(lái)源，便可以對(duì)每次維護(hù)工作進(jìn)行追蹤，強(qiáng)化了數(shù)據(jù)維護(hù)的責(zé)任意識(shí)。

EPS在生成增刪改數(shù)據(jù)方面具有很大的優(yōu)勢(shì)，在工程中，EPS記錄了每一個(gè)地物導(dǎo)入的時(shí)間和修改的時(shí)間，可以在工程數(shù)據(jù)庫(kù)中GeoPointTB表、GeoLineTB表和GeoAreaTB表中找到，其中CreateTime字段記錄了數(shù)據(jù)導(dǎo)入的時(shí)間，DateTime字段記錄了數(shù)據(jù)修改的時(shí)間，利用這兩個(gè)屬性，結(jié)合地物現(xiàn)在的狀態(tài)，是保留還是已經(jīng)刪除了，便可以得出增刪改地物的ID號(hào)，通過(guò)二次開發(fā)就可以實(shí)現(xiàn)增刪改數(shù)據(jù)的輸出。

(2)切割數(shù)據(jù)庫(kù)

普查數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)量十分巨大，如果數(shù)據(jù)更新時(shí)不對(duì)總庫(kù)進(jìn)行切割的話，不僅使管網(wǎng)工作平臺(tái)運(yùn)行緩慢，還可能誤修改了其他管線數(shù)據(jù)，造成嚴(yán)重的后果。浦東新區(qū)管線普查數(shù)據(jù)庫(kù)采用按圖幅的方式進(jìn)行切割，由于管線數(shù)據(jù)的特殊性，對(duì)管線的分析需要同時(shí)知道兩端管線點(diǎn)的屬性，因此，如果管線落在圖幅接邊處，則該條管線和圖幅外的管線點(diǎn)一同切割下來(lái)，這樣既保留了管線的信息，也減少了數(shù)據(jù)更新時(shí)圖幅之間斷線拼接的煩惱。

切割圖幅可以通過(guò)EPS二次開發(fā)完成，SearchInPolyObjIDs函數(shù)可以搜索圖幅內(nèi)的相關(guān)地物ID，也可以在ACCESS普查數(shù)據(jù)庫(kù)中完成，在數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)點(diǎn)表、線面、面表中增加一個(gè)屬性來(lái)輔助圖幅切割，其中點(diǎn)表需要記錄與該點(diǎn)所連管線或管線面跨越的所有圖幅號(hào)，線表需要記錄該線跨越的所有圖幅號(hào)，面表需要記錄該面跨越的所有圖幅號(hào)，通過(guò)增加的這個(gè)屬性便可以快速完成相應(yīng)圖幅的篩選，實(shí)現(xiàn)按圖幅切割。

5 意義

地下管線普查完成了“摸清家底”的任務(wù)，接下來(lái)需要考慮的是如何“盤活家底”，本文以上海市地下管線普查項(xiàng)目為背景，介紹了基于EPS管網(wǎng)工作平臺(tái)建設(shè)的主要思路和數(shù)據(jù)維護(hù)的工作流程，為地下管線數(shù)據(jù)建設(shè)和維護(hù)提供了新的思路，有助于解決目前管線管理面臨的新問(wèn)題。

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