基于ArcGIS的地下金屬管線總體規(guī)劃圖編制方法研究

王君艷

（甘肅省基礎(chǔ)地理信息中心，甘肅 蘭州 730100）

近些年來，隨著城市化進(jìn)程的加快，地下金屬管線網(wǎng)在城市中的重要性逐漸凸顯。作為城市生活中一項重要基礎(chǔ)設(shè)施，其與城市居民生活、工業(yè)發(fā)展都有著密切聯(lián)系，對于城市生產(chǎn)、生活，以及各種活動的正常開展都至關(guān)重要[1]。但是，由于地下金屬管線埋于地下的特點(diǎn)，導(dǎo)致其具有不可直觀進(jìn)行觀察的特性，并且，就管線的鋪設(shè)工作而言，結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，排布縱橫交錯，對于其管理帶來了一定困難。同時，城市面積的擴(kuò)大，地下金屬管線網(wǎng)的鋪設(shè)面積與規(guī)模都呈現(xiàn)出逐年增加的趨勢[2]，傳統(tǒng)人工管理存在的效率低下問題日益凸顯，已經(jīng)無法滿足現(xiàn)階段的水電供應(yīng)企業(yè)的服務(wù)要求，因此建立科學(xué)、準(zhǔn)確、的城市地下金屬管線規(guī)劃圖，提高水電供應(yīng)企業(yè)的工作效率和管理水平，已成為很多企業(yè)的發(fā)展所面臨的主要任務(wù)[3]。

基于此，本文提出基于ArcGIS的地下金屬管線總體規(guī)劃圖編制方法研究。在對地下金屬管線總體規(guī)劃數(shù)據(jù)分析整合的基礎(chǔ)上，通過ArcGIS軟件，實(shí)現(xiàn)對規(guī)劃圖的合理繪制，提高其使用過程中的可利用性。通過該研究，以期為相關(guān)領(lǐng)域的工作開展提供有價值的參考。

1 地下金屬管線總體規(guī)劃數(shù)據(jù)整合

1.1 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備與分析

在對地下金屬管線規(guī)劃圖進(jìn)行編制之前，首先對規(guī)劃數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與整理，主要對地下金屬管線現(xiàn)狀、上一輪規(guī)劃實(shí)施結(jié)果、對于管線的基本應(yīng)用需求、區(qū)域開發(fā)整理規(guī)劃等數(shù)據(jù)信息的完整性，以及對應(yīng)的信息要素進(jìn)行分層檢查，確保信息要素的完整性。對于同類信息，統(tǒng)計其要素分布的圖層、格式、屬性是否一致。同時，檢查規(guī)劃數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)信息標(biāo)準(zhǔn)，對其坐標(biāo)體系進(jìn)行分析，確保其與實(shí)際的地理位置保持一致。

在此基礎(chǔ)上，根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果，對規(guī)劃數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，確保相同類別的數(shù)據(jù)要素分布圖層一致，并且格式與參數(shù)相同。并按照相應(yīng)的資源信息化標(biāo)準(zhǔn)，對各數(shù)據(jù)要素進(jìn)行編碼，為下一階段數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)分層、屬性配賦等工作提供良好基礎(chǔ)。

1.2 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

在上述分析基礎(chǔ)上，對于存在數(shù)據(jù)信息標(biāo)準(zhǔn)不一致，數(shù)據(jù)格式、坐標(biāo)系存在差異的數(shù)據(jù)，本文采用ArcGIS文件轉(zhuǎn)換模塊對其格式、坐標(biāo)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

首先，對數(shù)據(jù)格式進(jìn)行統(tǒng)一。通過數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換模型，首先將全部數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成單一格式，再進(jìn)行集成管理。數(shù)據(jù)交換方式分為兩種，包括直接數(shù)據(jù)交換和間接數(shù)據(jù)交換。本文采用間接數(shù)據(jù)交換方式，指通過ArcGIS文件轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行轉(zhuǎn)換，通過VCT數(shù)據(jù)交換格式，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換。

其次，對數(shù)據(jù)坐標(biāo)系進(jìn)行統(tǒng)一。本文以金屬管線排布區(qū)域的土地環(huán)境的坐標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn)，對數(shù)據(jù)坐標(biāo)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。在轉(zhuǎn)換過程中，換帶操作會引起坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生誤差，因此，要注意盡量使誤差最小化。在金屬管線排布區(qū)域范圍內(nèi)，出現(xiàn)涉及兩個甚至多個投影帶的情況時有發(fā)生，在這種情況下，本文主要采用將不同投影帶中的數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換到同一投影帶中的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化。為了降低由于換帶引起的誤差，本文使用ArcGIS軟件進(jìn)行坐標(biāo)換帶操作。首先，將去除坐標(biāo)中的帶號，在輸入編輯模塊的“整圖變換”中，將整個數(shù)據(jù)坐標(biāo)進(jìn)行平移操作，在此基礎(chǔ)上，再進(jìn)行投影變換，在投影變換模塊的“工作區(qū)直接投影變換”中，變換數(shù)據(jù)投影方式，以中央子午線為變換界限。

2 地下金屬管線總體規(guī)劃圖編制

2.1 建立規(guī)劃數(shù)據(jù)庫

在上述地下金屬管線總體規(guī)劃數(shù)據(jù)分析、整合基礎(chǔ)上，對地下金屬管線總體規(guī)劃圖進(jìn)行編制。首先，根據(jù)地下金屬管線規(guī)劃的相關(guān)規(guī)定，制定相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，包括符號庫、線型庫、圖案庫、顏色庫等，并綜合現(xiàn)狀和規(guī)劃參數(shù)，統(tǒng)一現(xiàn)狀和規(guī)劃庫于一個子集中，使其同時滿足現(xiàn)狀和規(guī)劃信息的同步需求。同時，在原現(xiàn)狀符號庫的基礎(chǔ)上，進(jìn)行合理修改，調(diào)整現(xiàn)狀系統(tǒng)庫，增加規(guī)劃數(shù)據(jù)要素，使其與總體規(guī)劃數(shù)據(jù)相契合。需要特別注意的是，由于相關(guān)規(guī)范中規(guī)定的顏色采用的是RGB描述，在ArcGIS中進(jìn)行顏色設(shè)定時，需要先將CMYK描述轉(zhuǎn)換為RGB，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行正確的顏色設(shè)定。

2.2 圖例編制

在地下金屬管線規(guī)劃圖中，圖例是對地下金屬管線規(guī)劃分類情況和內(nèi)容的重要說明，對于地下金屬管線規(guī)劃圖而言，地下金屬管線規(guī)劃基期信息和地下金屬管線規(guī)劃成果是其必須明確體現(xiàn)的信息，因此，本文兩類信息進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，以此將地下金屬管線狀況的現(xiàn)在和未來科學(xué)地反映出來，實(shí)現(xiàn)對金屬管線的排布與應(yīng)用的直觀的指導(dǎo)。

對于基期信息的表達(dá)，本文對圖斑線、地類符號進(jìn)行組合，利用其組合結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對基期現(xiàn)狀信息的表達(dá)。對于金屬管線應(yīng)用分區(qū)要素的表達(dá)，本文采用對填充顏色和圖案進(jìn)行區(qū)分的方式，實(shí)現(xiàn)對金屬管線用途分區(qū)信息的表達(dá)，如城鎮(zhèn)生活區(qū)和生產(chǎn)經(jīng)營區(qū)等。圖1為本文設(shè)計的城鎮(zhèn)生活區(qū)管線設(shè)計區(qū)域。

圖1 城鎮(zhèn)生活區(qū)管線設(shè)計區(qū)域

除此之外，在相同的應(yīng)用分區(qū)要素中，本文采用顏色不同的相同圖案對規(guī)劃階段進(jìn)行表達(dá)，如城市建設(shè)區(qū)的金屬管線分布現(xiàn)狀、近期規(guī)劃和遠(yuǎn)期規(guī)劃等。對于地下金屬管線活動要素和重點(diǎn)建設(shè)項目等規(guī)劃要素的表達(dá)，如管線改路、管線合并等本文對線的類型、線的顏色以及圖案顏色進(jìn)行組合，以此實(shí)現(xiàn)對其的表達(dá)。

2.3 圖框編制

在完成上述工作之后，在ArcGIS軟件內(nèi)進(jìn)行添加規(guī)劃圖的主體、圖例、比例尺、指北針等基本信息，完成后，對規(guī)劃圖的圖框進(jìn)行設(shè)定。使用ArcGIS軟件，確定規(guī)劃圖內(nèi)框四個角點(diǎn)的坐標(biāo)，在此的基礎(chǔ)上，生成標(biāo)準(zhǔn)圖框模塊，提供了圖框自動生成功能。自動生成的圖框可能存在不夠美觀的問題，因此在軟件生成的圖框上進(jìn)行參數(shù)的設(shè)置，使生成的圖面更加協(xié)調(diào)。

3 試驗(yàn)測試

為測試本人提出方法的應(yīng)用性能，進(jìn)行了試驗(yàn)測試，分別采用本文方法作為實(shí)驗(yàn)組，采用傳統(tǒng)方法作為對照組，進(jìn)行試驗(yàn)測試。

3.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境

本文以某小區(qū)的地下金屬管線規(guī)劃圖為實(shí)驗(yàn)對象，規(guī)劃圖內(nèi)涉及規(guī)劃面積為606萬m2，共包含6個樓體建筑，每個樓體包含3個單元，地表包含2個供電主體設(shè)施，小區(qū)內(nèi)共16個井口設(shè)計，地下金屬管線規(guī)劃是對水電資源的牽引作用。在上述實(shí)驗(yàn)環(huán)境下，分別采用兩種方法對其地下金屬管線規(guī)劃圖進(jìn)行編制，并分別以10人為一組，共設(shè)置5組，分別對編制出的地下金屬管線規(guī)劃圖進(jìn)行信息搜索，對比其時間開銷。

3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

通過對比5組實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，得到如表1所示的時間開銷對比表。

表1 不同編制方法下的地下金屬管線規(guī)劃圖信息查找的平均時間開銷/s

從表1中可以看出，對比本文方法與傳統(tǒng)方法，在信息查實(shí)過程中，本文方法的時間開銷明顯低于傳統(tǒng)方法，基本穩(wěn)定在5s以內(nèi)，具有較高的效率，對于實(shí)際工作具有較高的應(yīng)用價值。這主要是因?yàn)楸疚姆椒ú捎肁rcGIS軟件對地下金屬管線的排布地理位置信息標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行統(tǒng)一，并根據(jù)應(yīng)用分類，對圖標(biāo)進(jìn)行區(qū)分，提高的信息查找的效率。

4 結(jié)束語

地下金屬管線規(guī)劃圖件作為編制地下金屬管線規(guī)劃的重要組成部分，在對地下金屬管線規(guī)劃圖進(jìn)行編制時，既要滿足對地下金屬管線規(guī)劃修編需求，又要保證制圖的科學(xué)性，避免規(guī)劃調(diào)整、指標(biāo)統(tǒng)計和圖件編制之間矛盾。本文提出的基于ArcGIS的地下金屬管線總體規(guī)劃圖編制方法，在數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)上，采用ArcGIS編制了地下金屬管線規(guī)劃圖，實(shí)現(xiàn)了將地下金屬管線規(guī)劃特征直觀和準(zhǔn)確地表達(dá)，有效提高了地下金屬管線規(guī)劃圖的科學(xué)性和應(yīng)用效率。