基于GIS的地下管網(wǎng)信息化建設(shè)

貴陽(yáng)市城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，貴州 貴陽(yáng) 550001

城市地下管網(wǎng)信息化建設(shè)是發(fā)展數(shù)字化城市的重要工作，能對(duì)城市地下管網(wǎng)信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)化管理，為城市規(guī)劃和建設(shè)提供服務(wù)。要利用GIS技術(shù)對(duì)各專業(yè)管線信息進(jìn)行管理，及時(shí)更新數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，增強(qiáng)其共享性，向各管理部門及運(yùn)營(yíng)公司等提供實(shí)時(shí)有效的管線數(shù)據(jù)，為城市規(guī)劃、建設(shè)、管理提供高效的服務(wù)，保障地下管線的安全運(yùn)行。

1 地下管線發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)

1.1 發(fā)展現(xiàn)狀

近年來(lái)，無(wú)論是政府相關(guān)部門、管線管理單位，還是人民群眾，都改變了對(duì)地下管線的態(tài)度，人們?cè)絹?lái)越重視對(duì)城市地下管線的管理工作。

2005年，原建設(shè)部頒布了《城市地下管線工程檔案管理辦法》，之后許多省市也制定并頒布了地下管線管理辦法。2014年6月14日，《國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于加強(qiáng)城市地下管線建設(shè)管理的指導(dǎo)意見》出臺(tái)，從國(guó)家政策層面將地下管線的管理列入了政府對(duì)城市管理的日程，推動(dòng)了地下管線技術(shù)服務(wù)行業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步?！兜叵鹿芫€管理?xiàng)l例》的頒布標(biāo)志著地下管線管理事業(yè)從政策層面轉(zhuǎn)向法制層面，使得地下管線技術(shù)服務(wù)需求機(jī)制化、剛性化，同時(shí)為地下管線技術(shù)服務(wù)行業(yè)提供了可持續(xù)發(fā)展的機(jī)遇。

在組織結(jié)構(gòu)建設(shè)方面，各市級(jí)人民政府設(shè)立專門的地下管線綜合管理機(jī)構(gòu)，對(duì)強(qiáng)化地下管線管理起到了積極作用，地下管線技術(shù)服務(wù)將呈現(xiàn)常態(tài)化趨勢(shì)。

在產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面，由原來(lái)只從事地下管線施工，發(fā)展至規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)施工、運(yùn)維管理、運(yùn)行監(jiān)控等多門類的地下管線服務(wù)產(chǎn)業(yè)群體，構(gòu)成了一個(gè)真正有規(guī)模的行業(yè)。

在信息化建設(shè)方面，現(xiàn)在有多個(gè)城市正在對(duì)地下綜合管線進(jìn)行普查工作，并逐步開始搭建信息化管理平臺(tái)，但還處于基礎(chǔ)構(gòu)架階段，距離真正的管線信息化目標(biāo)仍然有一定的距離。

1.2 發(fā)展趨勢(shì)

全面開展城市現(xiàn)狀地下管線普查及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)仍然是地下管線發(fā)展的基礎(chǔ)。由于過去對(duì)地下管線重要性的認(rèn)識(shí)不足，在城市管線規(guī)劃建設(shè)和管理方面比較落后，已經(jīng)嚴(yán)重影響了城市的生存環(huán)境與安全。例如，近年來(lái)由于排水管線的問題引起的城市災(zāi)害和環(huán)境污染及破壞現(xiàn)象頻繁發(fā)生，隨著城市減災(zāi)、防災(zāi)和環(huán)境污染治理工作的推進(jìn)，地下管線已引起了政府與社會(huì)的高度重視，查明運(yùn)行現(xiàn)狀、及時(shí)監(jiān)測(cè)是排水管線功能有效發(fā)揮與安全運(yùn)行的基礎(chǔ)。

建立動(dòng)態(tài)的地理信息管理系統(tǒng)是地下管線管理工作的發(fā)展重點(diǎn)。應(yīng)利用科學(xué)的方法與技術(shù)逐步推進(jìn)城市地下管線的監(jiān)測(cè)、管控、評(píng)估和維護(hù)保養(yǎng)，保證地下管線功能的正常發(fā)揮與安全運(yùn)行。要加強(qiáng)新技術(shù)、新方法、新手段的引進(jìn)、研究與應(yīng)用，進(jìn)一步提高地下管線的管理水平。以“大數(shù)據(jù)”為基礎(chǔ)，建立數(shù)字化、信息化、智能化的地下管線數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)是城市地下管網(wǎng)發(fā)展的重要方向。

2 地下管線信息化系統(tǒng)的含義及特點(diǎn)

地下管線信息化主要是指在信息技術(shù)支持下，對(duì)城市地下管線及相關(guān)設(shè)備的各種數(shù)據(jù)（主要包括空間數(shù)據(jù)、屬性信息及運(yùn)營(yíng)狀態(tài)等）進(jìn)行準(zhǔn)確的勘測(cè)，依照特定的模式，完成數(shù)據(jù)的錄入、整理、分析、更新和共享應(yīng)用。應(yīng)充分利用地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，形成一張清晰的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，為城市建設(shè)提供豐富的信息，提升城市建設(shè)管理水平，實(shí)現(xiàn)城市智慧化管理。其主要任務(wù)是搭建信息化管理平臺(tái)，制定管線數(shù)據(jù)探查標(biāo)準(zhǔn)和建設(shè)地下管線數(shù)據(jù)庫(kù)。城市地下管線信息化系統(tǒng)的特點(diǎn)表現(xiàn)如下。

（1）統(tǒng)一性：在系統(tǒng)處理信息時(shí)，要保證各專業(yè)管線數(shù)據(jù)來(lái)源的一致性。

（2）精確性：城市的地下管線數(shù)據(jù)要嚴(yán)格按照行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，如國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《城市工程管線綜合規(guī)劃規(guī)范》（GB 50289—2016）、《城市地下管線探測(cè)技術(shù)規(guī)程》（CJJ 61—2017）等。

（3）完整性：城市地下管線數(shù)據(jù)必須完整描述城市主干路、支路、廣場(chǎng)、小區(qū)等地下管道的實(shí)際情況。

（4）基礎(chǔ)性：能夠應(yīng)用在各專業(yè)城市地下管網(wǎng)建設(shè)方面，如在城市地下管網(wǎng)規(guī)劃布局、設(shè)計(jì)、施工以及管線運(yùn)營(yíng)中提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息。

3 地下管網(wǎng)GIS需求

3.1 現(xiàn)狀管線信息查詢

通過城市地下管線信息化系統(tǒng)收錄現(xiàn)狀地下管線資料，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、統(tǒng)計(jì)，通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。各管理部門及管線單位可通過信息平臺(tái)查詢管線空間信息及長(zhǎng)度、管徑、管材、管道節(jié)點(diǎn)等信息。

3.2 新建管線審核

對(duì)于新設(shè)計(jì)的管線，在建設(shè)前可將設(shè)計(jì)資料納入管線信息平臺(tái)進(jìn)行校核、查錯(cuò)。通過與現(xiàn)狀管線疊加，篩出設(shè)計(jì)管線中與現(xiàn)狀管線沖突、設(shè)計(jì)不合理的管線，并標(biāo)記匯總，指導(dǎo)設(shè)計(jì)修改。

3.3 管線橫、縱斷面分析

通過劃定管線空間管位，分析管線相交關(guān)系。以地面高程、管線埋深、管線與管線間的平縱間距、管道尺寸、管材等為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并得出相交斷點(diǎn)的空間信息和屬性信息，確保各專業(yè)管線建設(shè)滿足規(guī)范要求。

3.4 管線三維顯示分析

通過GIS技術(shù)三維模式下的空間分析功能，根據(jù)劃定區(qū)域，顯示三維立體管線圖形。通過信息平臺(tái)，多視角查看管線連接分布情況，根據(jù)需要查看不同專業(yè)管線屬性信息，對(duì)管線進(jìn)行連接性仿真處理。

3.5 管線實(shí)時(shí)更新

在城市發(fā)展過程中，地下綜合管線在建設(shè)、運(yùn)營(yíng)及維護(hù)過程中，各專業(yè)管線在不斷變化。及時(shí)對(duì)地下管線數(shù)據(jù)進(jìn)行更新，保證地下管線數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性及準(zhǔn)確性，這是地下管線管理過程中的重要工作。地下管線數(shù)據(jù)更新包括地形數(shù)據(jù)及管線信息的入庫(kù)，以規(guī)范、統(tǒng)一格式的數(shù)據(jù)錄入系統(tǒng)，確保管線數(shù)據(jù)的科學(xué)性和合理性。

4 地下管線信息化管理系統(tǒng)建設(shè)

城市地下管線信息化系統(tǒng)是一個(gè)涉及多專業(yè)的綜合性應(yīng)用系統(tǒng)，建設(shè)地下管線信息化平臺(tái)需要進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)整理，對(duì)人力、物力和時(shí)間的投入以及政策支持都要求較高。

4.1 信息化平臺(tái)搭建

地下管線信息化系統(tǒng)主要包括建庫(kù)、綜合運(yùn)用、專業(yè)管線分析等系統(tǒng)，為滿足用戶要求，應(yīng)構(gòu)建共建共享的管理平臺(tái)，各系統(tǒng)之間既相互獨(dú)立又相互聯(lián)系，并與政府相關(guān)職能管理部門搭建遠(yuǎn)程系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作管理。

4.2 地下管線數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)

數(shù)據(jù)庫(kù)是信息化系統(tǒng)最核心的部分，在數(shù)據(jù)庫(kù)搭建的過程中，需要開展地下管線普查工作，掌握準(zhǔn)確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，將管線相關(guān)數(shù)據(jù)錄入系統(tǒng)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行校核，形成關(guān)聯(lián)表格。各類管線數(shù)據(jù)龐大，涉及專業(yè)較多，數(shù)據(jù)核對(duì)、整理工作相當(dāng)復(fù)雜。

4.3 管線數(shù)據(jù)分析功能

通過專業(yè)軟件和相關(guān)模型分析，可以對(duì)管網(wǎng)的安全、爆管、橫縱斷面以及豎向標(biāo)高等進(jìn)行分析，使平臺(tái)具備決策分析作用。

5 政策保障措施

為推進(jìn)城市地下管網(wǎng)信息化系統(tǒng)建設(shè)和建成后的管理運(yùn)行，相關(guān)部門應(yīng)出臺(tái)相應(yīng)政策，保障其順利實(shí)施。

（1）規(guī)劃引領(lǐng)，開展地下管線頂層設(shè)計(jì)，地下管線布局應(yīng)與城市規(guī)劃緊密結(jié)合，建立一體化的數(shù)據(jù)平臺(tái)。

（2）強(qiáng)化地下管線的管理，管理部門和管線單位的管理內(nèi)容及管理權(quán)限需要通過制度和規(guī)章進(jìn)行明確，明確各管理主體的權(quán)責(zé)，增強(qiáng)管理工作的針對(duì)性，規(guī)范各部門行為以及協(xié)調(diào)部門之間的關(guān)系，保障城市地下管線有序發(fā)展。

（3）將地下管線內(nèi)容納入各級(jí)城市總體規(guī)劃，確保地下管線的正常建設(shè)。

（4）強(qiáng)化專業(yè)人才建設(shè)，引進(jìn)和培養(yǎng)高素質(zhì)人才隊(duì)伍。提高管理團(tuán)隊(duì)的總體專業(yè)水平，便于各專業(yè)獨(dú)立完成管理平臺(tái)數(shù)據(jù)更新、維護(hù)等。

6 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，應(yīng)利用GIS技術(shù)將城市地下管網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合并建立起信息化管理系統(tǒng)，將隱蔽的地下管線信息變成可視化的信息數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)城市地下管線動(dòng)態(tài)管理。數(shù)字信息化建設(shè)能極大地提升地下管線智慧化水平，為地下空間開發(fā)提供支撐，為相關(guān)管理部門提供決策依據(jù)，促進(jìn)地下管線數(shù)字化建設(shè)和信息化建設(shè)，提高地下綜合管線帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益以及環(huán)境效益，將對(duì)今后的城市建設(shè)與發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。