點(diǎn)線表在燃?xì)夤芫W(wǎng)地理信息系統(tǒng)（GIS）數(shù)據(jù)錄入中的應(yīng)用

趙承　范列朋　賈順安

摘 要：介紹了GIS系統(tǒng)在燃?xì)夤芫W(wǎng)中的應(yīng)用現(xiàn)狀，隨著燃?xì)夤艿酪?guī)模及復(fù)雜程度的顯著提升，燃?xì)夤芫W(wǎng)數(shù)據(jù)采集錄入效率已日顯低下，傳統(tǒng)的基于文件的掃描、配準(zhǔn)、矢量化模式越來越不適合燃?xì)夤救找嬖鲩L的對(duì)錄入速度和準(zhǔn)確性的需求，在此基礎(chǔ)上分析討論了多種錄入方式的優(yōu)缺點(diǎn)，指出燃?xì)夤芫W(wǎng)矢量化及數(shù)據(jù)入庫存在的問題，首次探討了運(yùn)用點(diǎn)線表形式錄入燃?xì)夤芫W(wǎng)GIS系統(tǒng)的可行性，并提出了改進(jìn)建議。

關(guān)鍵詞：燃?xì)夤芫W(wǎng) 地理信息系統(tǒng) 點(diǎn)線表 矢量化

中圖分類號(hào)：TU996.8

The Application of Point-line Table in GIS Data Entry of Gas Pipeline Network

ZHAO Cheng FAN Liepeng JIA Shunan

（1.Hangzhou Gas Group Co.， Ltd.， Hangzhou， Zhejiang Province， 310000 China;

2.Hangzhou Natural Gas Co.， Ltd.， Hangzhou， Zhejiang Province， 310014 China）

Abstract： This paper introduces the application status of GIS system in gas pipeline With the significant increase of gas pipeline scale and complexity， the efficiency of data acquisition and input in gas pipeline network has become increasingly low. The traditional file-based scanning， registration and vectorization mode is more and more unsuitable for the increasing demand for input speed and accuracy of gas companies. On this basis， the advantages and disadvantages of various input methods are analyzed and discussed， and the problems existing in the vectorization and data storage of gas pipeline network are pointed out. The feasibility of using point line table to input gas pipeline GIS system is discussed for the first time， and some suggestions for improvement are put forward.

Key Words： Gas pipeline; GIS; Point-line table; Vectorization

1 概述

城鎮(zhèn)燃?xì)夤芫W(wǎng)是一個(gè)縱橫交錯(cuò)的網(wǎng)絡(luò)，具有復(fù)雜的空間和非空間屬性，其圖紙和設(shè)備資料繁多^[1-2]，如在泄漏搶修、停氣范圍確定、燃?xì)夥桨妇幹频葧r(shí)，人工查閱燃?xì)夤艿罋v史資料，難以完全掌握燃?xì)夤艿垃F(xiàn)狀，也難免發(fā)生燃?xì)夤芾硎杪６柚鶤rcGIS二次開發(fā)平臺(tái)，基于GIS技術(shù)、通信技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)構(gòu)建的燃?xì)夤芫W(wǎng)GIS系統(tǒng)，基本實(shí)現(xiàn)了管網(wǎng)數(shù)據(jù)錄入、管理、營運(yùn)搶修、查詢、統(tǒng)計(jì)分析等的計(jì)算機(jī)輔助管理功能。然而，隨著燃?xì)夤艿酪?guī)模及復(fù)雜程度的顯著提升，燃?xì)夤芫W(wǎng)數(shù)據(jù)采集錄入效率已日顯低下，傳統(tǒng)的基于文件的掃描、配準(zhǔn)、矢量化模式越來越不適合燃?xì)夤救找嬖鲩L的對(duì)錄入速度和準(zhǔn)確性的需求^[3-4]。以杭州燃?xì)鉃槔?，杭州市現(xiàn)有地下燃?xì)夤艿?006.112km，其中中壓A 1563.71km，中壓B300.444km，低壓3905.498km。燃?xì)夤艿婪笤O(shè)區(qū)域不斷擴(kuò)大，部分管線使用年限較長，有得管線已近20年，管理難度較大，以往手工查詢藍(lán)圖的方式已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足實(shí)際需求，繁雜重復(fù)的管線采集和錄入更新工作占用了公司大量的人力物力，使很多依賴竣工圖開展的工作（如泄漏搶修、停氣范圍確定及燃?xì)夥桨妇幹频龋┎荒艿玫郊皶r(shí)有效的實(shí)施?；诖耍疚脑趯?duì)比分析幾種數(shù)據(jù)錄入方法的基礎(chǔ)上，首次提出了基于Excel點(diǎn)線表結(jié)合shape格式的錄入方法實(shí)現(xiàn)管道及其附屬設(shè)施屬性數(shù)據(jù)錄入燃?xì)夤芫W(wǎng)GIS系統(tǒng)中。

2 管線數(shù)據(jù)入庫方法

GIS系統(tǒng)燃?xì)夤芫W(wǎng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)一般由竣工圖掃描、竣工圖配準(zhǔn)、描圖、管線及附屬設(shè)施屬性數(shù)據(jù)采集錄入和竣工圖入庫組成^[5]。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和用氣需求的不斷增加，必然伴隨著燃?xì)庑陆?、改建和拆改工程?shù)量的增加，在不增加人力、物力等資源的前提下，工程數(shù)量的增多必然會(huì)導(dǎo)致竣工圖上交不及時(shí)，再加上現(xiàn)有地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)錄入方式要求嚴(yán)謹(jǐn)和操作步驟多，在一定程度上會(huì)造成地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)錄入緩慢和管線數(shù)據(jù)得不到及時(shí)更新，因此需要開發(fā)新的的錄入工具或?qū)で笮碌臄?shù)據(jù)錄入方式來實(shí)現(xiàn)對(duì)管線數(shù)據(jù)的及時(shí)錄入和更新。GIS系統(tǒng)中管線數(shù)據(jù)需錄入管線、閥門、水井、調(diào)壓站等的壓級(jí)、管材、管徑、標(biāo)高等多種基本屬性數(shù)據(jù)（見表1）。閥門、調(diào)壓器、水井以及用戶信息，都有自己的管理屬性，包括靜態(tài)屬性管理和動(dòng)態(tài)屬性管理。其中，設(shè)施種類、性能等數(shù)據(jù)屬于靜態(tài)屬性，閥門啟閉時(shí)間，維護(hù)保養(yǎng)周期和作業(yè)樣板及設(shè)施維修記錄等屬于動(dòng)態(tài)屬性^[6-7]。管線一旦投入使用就成為一個(gè)運(yùn)行實(shí)體，必然會(huì)產(chǎn)生或存在各種屬性，在管線全壽命周期中，如何準(zhǔn)確、及時(shí)記錄它們的動(dòng)態(tài)屬性，是燃?xì)夤芫€地理信息系統(tǒng)（GIS）數(shù)據(jù)庫要解決的主要問題。要解決此問題需要燃?xì)獾乩硇畔⑾到y(tǒng)（GIS）應(yīng)對(duì)閥門、調(diào)壓器等管線附屬設(shè)施設(shè)置動(dòng)態(tài)管理，并按歷史時(shí)間段記錄發(fā)生的事件，通過數(shù)據(jù)集成同步工具將圖形信息和設(shè)施屬性數(shù)據(jù)結(jié)合起來形成空間位置和屬性數(shù)據(jù)即靜態(tài)屬性和動(dòng)態(tài)屬性的統(tǒng)一^[8]，以便系統(tǒng)可隨時(shí)維護(hù)檢查管網(wǎng)拓?fù)渫暾院蛿?shù)據(jù)的一致性及管理管件維修記錄等信息，并通過設(shè)定特定條件能及時(shí)發(fā)出管件更換等預(yù)警信息。

目前，管線數(shù)據(jù)的錄入除可以采用GIS系統(tǒng)自帶的基于gdb格式文件的錄入方法外，還可以采用基于dwg、shape和Excel三種格式通過轉(zhuǎn)換后實(shí)現(xiàn)對(duì)管線矢量化和屬性數(shù)據(jù)的錄入，筆者通過對(duì)以上幾種錄入方式使用對(duì)比分析后，發(fā)現(xiàn)以上幾種方法雖可實(shí)現(xiàn)管線數(shù)據(jù)的錄入，但均存在一定的不足之處。采用gdb格式的數(shù)據(jù)錄入方式，雖可實(shí)現(xiàn)管線屬性數(shù)據(jù)不需轉(zhuǎn)化直接使用便可錄入地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)中，但考慮到Arcgis軟件使用的群眾基礎(chǔ)條件的局限性，此方法如要大范圍普及較為困難;采用基于dwg格式數(shù)據(jù)錄入，雖可以實(shí)現(xiàn)管線數(shù)據(jù)的入庫，可以直接顯示管線和地形，也較傳統(tǒng)方法省去了掃描、配準(zhǔn)、管線采集等工作，缺點(diǎn)是管線、設(shè)備字段缺少，無法對(duì)管線和附屬設(shè)備進(jìn)行修改編輯;shape格式較傳統(tǒng)方法省去了配準(zhǔn)、管線采集等工作，但同樣存在管線、設(shè)備字段不符合要求，無法對(duì)其進(jìn)行修改編輯及缺少地形圖和竣工圖數(shù)據(jù)等問題;Excel格式較傳統(tǒng)方法省去了配準(zhǔn)、管線采集等工作，但同樣存在需要定制Excel字段表，缺少地形圖及竣工圖數(shù)據(jù)，點(diǎn)線表容易出錯(cuò)，圖表的形式不易發(fā)現(xiàn)等問題。各錄入方式的優(yōu)缺點(diǎn)見表2。

通過對(duì)各錄入方式優(yōu)缺點(diǎn)的對(duì)比分析，筆者在綜合考量后決定采用基于Excel格式和shape格式相結(jié)合的點(diǎn)線表錄入方式，通過制定坐標(biāo)點(diǎn)表字段模板完成管點(diǎn)屬性數(shù)據(jù)的采集、管線線表連接模板完成管線屬性數(shù)據(jù)的采集，最后通過開發(fā)基于Excel格式轉(zhuǎn)Gdb格式的轉(zhuǎn)換組件實(shí)現(xiàn)管線矢量化和屬性數(shù)據(jù)入庫。

3 點(diǎn)線表入庫設(shè)計(jì)

3.1 點(diǎn)線表直接入庫流程

收集竣工管線的管線管點(diǎn)統(tǒng)計(jì)表，根據(jù)實(shí)際管線數(shù)據(jù)對(duì)統(tǒng)計(jì)表進(jìn)行數(shù)據(jù)核實(shí)及屬性完善，再通過Arcgis軟件將管線管點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)表導(dǎo)入，生成管線、閥門、調(diào)壓站、彎頭、留頭、大小頭、三通、鋼塑轉(zhuǎn)換、鎂陽極、綜合測試樁、檢漏井、參比電極、金屬軟管等管線設(shè)施和部件以及屬性數(shù)據(jù)。具體流程如圖1。

3.2 點(diǎn)線表的設(shè)計(jì)

考慮到Excel普及性高，數(shù)據(jù)處理便利，同時(shí)考慮到RTK測繪數(shù)據(jù)可以導(dǎo)出Excel坐標(biāo)文件也會(huì)進(jìn)一步減少數(shù)據(jù)處理的工作量，筆者決定采用基于Excel格式的點(diǎn)線表（包括坐標(biāo)點(diǎn)表和管線線表），并對(duì)其進(jìn)行了屬性定制（見表3），設(shè)計(jì)的點(diǎn)線表中字段屬性可以根據(jù)需求進(jìn)行定制和刪減，能夠保持與gis系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫字段屬性一致。在點(diǎn)表中可以根據(jù)點(diǎn)名和編號(hào)編寫坐標(biāo)點(diǎn)，點(diǎn)號(hào)對(duì)應(yīng)相應(yīng)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)。

3.3 管線矢量化和屬性數(shù)據(jù)入庫

考慮到現(xiàn)有地理信息系統(tǒng)默認(rèn)采用基于gdb格式文件的錄入方法，為保證點(diǎn)線表數(shù)據(jù)能準(zhǔn)確錄入地理信息系統(tǒng)（GIS）數(shù)據(jù)庫中，筆者專門設(shè)計(jì)開發(fā)了點(diǎn)線表轉(zhuǎn)gdb文件轉(zhuǎn)換工具，通過該轉(zhuǎn)換工具可方便的將點(diǎn)線表轉(zhuǎn)換成Gdb文件后導(dǎo)入ArcMap中，完成管線矢量化和屬性數(shù)據(jù)的錄入。

4 結(jié)論與建議

通過實(shí)際應(yīng)用，基于Excel的點(diǎn)線表將燃?xì)夤芫W(wǎng)矢量化及屬性數(shù)據(jù)直接入GIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的方法是可以行的，該方法能保證數(shù)據(jù)一致性和屬性的準(zhǔn)確性，入庫效率較高，配合竣工圖掃描可方便的對(duì)管網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行維護(hù)、業(yè)務(wù)應(yīng)用、統(tǒng)計(jì)、分析等，但需注意的是采用該方法時(shí)要保證收集的點(diǎn)線表數(shù)據(jù)的完整行，否則會(huì)導(dǎo)致管線數(shù)據(jù)缺失。

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