北京市地下管線數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)更新及維護

張雙雙

(1. 北京市測繪設(shè)計研究院, 北京 100038; 2. 城市空間信息工程北京市重點實驗室, 北京 100038)

0 引言

地下管線數(shù)據(jù)庫是城市地下管線信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)和核心,北京市曾在1964、1976和1986年分三次組織了地下管線的普查工作,收集了約5 088 km管線資料。在前面三次普查基礎(chǔ)上,北京市于2015年又一次大規(guī)模的組織全市地下管線普查工作,最終調(diào)查和測量了8萬多千米的管線,并建立了管線數(shù)據(jù)庫,目前采用管線竣工測量成果對管普數(shù)據(jù)庫進行更新,但由于部分管線施工后未進行竣工測量導(dǎo)致竣工件收集不全,且竣工件存在質(zhì)量監(jiān)管,因此管普數(shù)據(jù)庫更新實際效果不佳。針對目前北京市地下管線數(shù)據(jù)庫更新存在的問題,提出了北京市管普數(shù)據(jù)庫更新思路和方法。

1 地下管線數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)更新和維護中存在的主要問題

1.1 未建立項目驗收機制

目前,地下管線工程未進行規(guī)劃驗收,而是采用的備案制,對建設(shè)工程是否符合規(guī)劃和審批的要求不做審查,建設(shè)單位可以備案后直接進行歸檔,導(dǎo)致建設(shè)中會存在不按規(guī)劃施工的情況,通過開展規(guī)劃驗收,可以提高城市規(guī)劃的嚴肅性,提高數(shù)據(jù)更新效率和質(zhì)量?！侗本┦屑訌姵鞘械叵鹿芫€建設(shè)管理工作職責(zé)分工方案》(京政辦發(fā)【2014】54號)明確要求市規(guī)劃委“建立地下管線竣工測量、檔案移交制度和監(jiān)管措施”。

1.2 未實現(xiàn)統(tǒng)一管理

地下管線的管理體制較為復(fù)雜,由其權(quán)屬部門獨自實施管理,采用封閉式管理的方式,致使地下管線無法實現(xiàn)統(tǒng)一管理,部門間不能進行有效銜接;目前只對竣工數(shù)據(jù)進行接收和數(shù)據(jù)格式檢查,數(shù)據(jù)更新過程中發(fā)現(xiàn)竣工數(shù)據(jù)成果存在屬性信息填寫不完整,數(shù)據(jù)質(zhì)量存在明顯問題,比如排水管線起止高程差值大,小室邊點地面高程與井地面高程差值大,導(dǎo)致管線起止高不合理等;未進行竣工成果備案的數(shù)據(jù)不能及時補充到數(shù)據(jù)庫中來。

1.3 數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)更新和維護技術(shù)流程需要補充和完善

地下管線權(quán)屬單位應(yīng)建立各自專業(yè)地下管線信息管理系統(tǒng),及時將地下管線更新信息匯交并輸入北京地下管線數(shù)據(jù)管理維護系統(tǒng),實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫動態(tài)管理,并與管線權(quán)屬單位實現(xiàn)信息共享。

按照國務(wù)院和市政府的要求,為適應(yīng)城市建設(shè)快速發(fā)展的要求,提高基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃、建設(shè)、管理水平,確保管線普查數(shù)據(jù)成果的現(xiàn)勢性,實現(xiàn)信息的即時交換、共建共享、動態(tài)更新,我市亟待建立一套完整的地下管線動態(tài)更新機制。

2 通過管線普查對地下管線數(shù)據(jù)庫進行更新維護

2.1 普查范圍

2015年地下管線基礎(chǔ)信息普查工作范圍,在全市總長8.16萬km的地下管線普查工作基礎(chǔ)上更新,范圍包括北京市城六區(qū)及新城地區(qū)公共道路。

2.2 用普查數(shù)據(jù)更新已有管線數(shù)據(jù)庫

普查建立了全市8.16萬km的地下管線綜合管理系統(tǒng),形成全市地下管線一張圖、一個庫、一個管理信息系統(tǒng),實現(xiàn)了市規(guī)劃自然資源委、市城市管理委和市政府應(yīng)急辦的數(shù)據(jù)共享。管線數(shù)據(jù)管理維護系統(tǒng)作為管線普查成果數(shù)據(jù)入庫、編輯處理、數(shù)據(jù)庫管理維護以及管線數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、數(shù)據(jù)交換服務(wù)的系統(tǒng)平臺,實現(xiàn)了地下管線數(shù)據(jù)加載、地圖操作、圖層控制、快捷操作、管線編輯、查詢統(tǒng)計、管線數(shù)據(jù)核驗、管線數(shù)據(jù)標準化、管線入庫、三維管線建模、歷史庫管理、管線數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)輸出、安全設(shè)計、配置管理等功能,實現(xiàn)了“全市地下管線數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理”的目標,為實現(xiàn)北京市地下管線數(shù)據(jù)共建共享和動態(tài)更新維護打下了基礎(chǔ)。

3 更新和維護技術(shù)方案

3.1 數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)動態(tài)更新和維護基本要求

3.1.1 建立匯交機制,進行整合融合數(shù)據(jù)處理

匯交的地下管線數(shù)據(jù)分為空間信息數(shù)據(jù)和屬性信息數(shù)據(jù),內(nèi)容包括管線種類、規(guī)格、平面位置、高程、埋深、材質(zhì)、敷設(shè)方式或類型、權(quán)屬及建設(shè)年代、壓力、使用狀態(tài)信息等,且符合《北京市地下管線工程現(xiàn)狀及竣工數(shù)據(jù)匯交標準》要求,主要包括：

1)管線空間數(shù)據(jù),包括管線點、管線段、管線面、輔助線的平面和高程信息。

2)管線屬性數(shù)據(jù),包括管線種類、材質(zhì)、埋深、規(guī)格(管徑)、敷設(shè)方式、壓力、產(chǎn)權(quán)單位、建設(shè)年代、使用狀態(tài)等信息。

3.1.2建立項目驗收機制

北京市地下管線基礎(chǔ)設(shè)施普查數(shù)據(jù)庫動態(tài)更新維護指利用竣工測量數(shù)據(jù)更新地下管線數(shù)據(jù)庫。2018年7月25日起,原市管線普查辦公室向各測繪單位下發(fā)了新版“地下管線竣工數(shù)據(jù)采集軟件”,并要求從2018年10月1日正式向北京市測繪產(chǎn)品質(zhì)量檢驗中心提交備案管線竣工測量成果,北京市具有地下管線竣工測量資質(zhì)陸續(xù)按照新標準匯交地下管線竣工測量成果,北京市測繪產(chǎn)品質(zhì)量檢驗中心負責(zé)地下管線測繪成果的接收、檢驗和存儲。

3.2 數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)動態(tài)更新的維護技術(shù)路線

數(shù)據(jù)庫的更新和維護的總體技術(shù)路線包括資料收集、數(shù)據(jù)檢查、數(shù)據(jù)入庫前檢查、數(shù)據(jù)入庫及入庫后的數(shù)據(jù)檢查和處理(圖1)。

3.2.1資料收集

接收經(jīng)格式檢查合格的地下管線竣工成果數(shù)據(jù)測量成果資料,按“竣工測量工程件號”分別存儲,內(nèi)容包括地下管線竣工成果數(shù)據(jù)文件及元數(shù)據(jù)文件;數(shù)據(jù)屬性字段中的工程件號要與竣工測量工程件號名稱一致。2019—2021年的成果資料收集分類統(tǒng)計見表1和表2。

表1 收集竣工成果統(tǒng)計表(按測量單位和委托單位統(tǒng)計)

表2 收集竣工成果統(tǒng)計表(按管線種類統(tǒng)計)

圖1 北京地下管線數(shù)據(jù)管理和維護技術(shù)路線

3.2.2數(shù)據(jù)檢查

應(yīng)用自主開發(fā)的《北京市地下管線竣工測量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)》核對紙質(zhì)資料和電子數(shù)據(jù)一致性,包括管線種類、管點數(shù)量、小室數(shù)量、管段數(shù)量、管線長度等空間數(shù)據(jù)的一致性,以及工程件號、工程名稱、坐標、地面高程、起止高、規(guī)格(管徑)、材質(zhì)等屬性數(shù)據(jù)的一致性。

3.2.3數(shù)據(jù)入庫前檢查

利用自主開發(fā)的《北京市地下管線普查數(shù)據(jù)質(zhì)量監(jiān)理軟件》進行入庫前數(shù)據(jù)檢查。主要包括格式檢查和明顯錯誤的檢查。格式檢查包括圖層完整性檢查、屬性值約束檢查、空間拓撲檢查、幾何表達檢查以及管井、管段、管線小室數(shù)據(jù)的完整性等。明顯錯誤檢查包括管線高程不合理、高程突變、埋深不合理、管徑不合理等。

3.2.4數(shù)據(jù)入庫

利用自主開發(fā)的北京地下管線數(shù)據(jù)管理維護系統(tǒng),將地下管線竣工測量成果數(shù)據(jù)按照《北京市地下管線數(shù)據(jù)建庫標準》要求導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫,通過接邊、編輯、處理,最終更新北京市地下管線數(shù)據(jù)庫,更新管線長度及點數(shù)統(tǒng)計(表3)。

表3 2019—2021年竣工成果更新統(tǒng)計

3.2.5數(shù)據(jù)一致性檢查

竣工管線數(shù)據(jù)入庫后,應(yīng)檢查入庫成果,包括管線空間位置、屬性在內(nèi)的內(nèi)容是否與入庫前一致。具體包括：

(1)入庫操作成功的管點與原始數(shù)據(jù)管點數(shù)量一致性檢查;

(2)入庫操作成功的管段與原始數(shù)據(jù)管段數(shù)量一致性檢查;

(3)入庫操作成功的小室與原始數(shù)據(jù)小室數(shù)量一致性檢查

(4)入庫前后要素的空間圖形和屬性一致性檢查。

3.2.6數(shù)據(jù)處理

由于北京市地下管線基礎(chǔ)設(shè)施普查數(shù)據(jù)庫和竣工測量工程件的地下管線數(shù)據(jù)通過不同的測量項目獲取,存在同一管點坐標不一致、管點調(diào)查屬性不一致、管點連接的管段量測尺寸及調(diào)查屬性不一致、小室調(diào)查量測結(jié)果不一致等情況,結(jié)果會造成竣工測量成果數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫中同一要素空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)矛盾的問題,需要通過編輯、接邊工作解決這些矛盾。

(1)圖形接邊。將需要接邊的管線根據(jù)實際情況進行合并處理,確?？臻g一致性。包括管線點、管線段、管線輔助線、小室及標注接邊,同一管線要素只保留一個空間對象,不得有重復(fù)、壓蓋、錯位,不得有管線丟漏和斷線。

(2)屬性接邊。將接邊完成的空間圖形所具有的屬性信息進行合并處理,確保屬性的一致性。包括接邊處管線點、管線段、管線輔助線和管線標注的屬性接邊。

4 地下管線數(shù)據(jù)庫動態(tài)更新問題探討

4.1 技術(shù)難點和在實踐中存在的問題

(1)通過2019—2021年4 000多個竣工測量工程件檢查入庫發(fā)現(xiàn),大量竣工測量工程件未按要求填寫完整的屬性信息,例如,竣工測量工程件未填寫規(guī)劃許可證(如圖2所示)。

圖2 竣工件填寫規(guī)劃許可證

(2)同一小室內(nèi)小室邊點與井地面高程差值大,小室邊點及偏心點地面高為56.47,井地面高為54.97(如圖3所示),導(dǎo)致管線段的起止高程與實際情況不符,由此問題關(guān)聯(lián)的點和線在數(shù)據(jù)中備注“同一小室內(nèi),此點與井地面高程差值大”。

圖3 同一小室內(nèi)地面高程問題

(3)排水管線的起止高程值相差較大且,排水屬于重力流管線,多數(shù)管道內(nèi)不產(chǎn)生壓力,屬于從高流向低的自流管。當(dāng)數(shù)據(jù)中管線高程出現(xiàn)高低變化不定且變化幅度較大時,數(shù)據(jù)中備注“管溝/管道起止高程與紙質(zhì)成果數(shù)據(jù)一致,但通過自流管流向分析,高程不合理”。如圖4所示。

圖4 排水起止高問題

(4)部分竣工測量工程件成果存在紙質(zhì)資料與電子數(shù)據(jù)不對應(yīng)、高程與埋深的填寫錯誤、供電和通信管徑度量單位錯誤等問題,竣工測量成果質(zhì)量參差不齊。

(5)存在部分建設(shè)單位進行竣工驗收后未將竣工測量資料提交測繪產(chǎn)品質(zhì)量檢驗中心的現(xiàn)象。

(6)排水管線中有部分竣工件不屬于新建管線,而是在原始管里做的管內(nèi)襯,權(quán)屬單位比較關(guān)注,但在地下管線數(shù)據(jù)庫屬性表中應(yīng)保留管線最大外徑、高程及埋深信息,將管內(nèi)襯改造信息備注中注明。

(7)測量單位反復(fù)提交竣工數(shù)據(jù)成果,例如2018-0181-01竣工件與2020-0375-01竣工件走向完全一致,同一家測量單位,如2020年竣工件是進行改造,應(yīng)詳細說明。

5 結(jié)束語

建議盡快恢復(fù)地下管線竣工測量成果檢驗制度,要多方位開展成果數(shù)據(jù)內(nèi)外業(yè)檢查,提升成果的可靠性和完整性,提高成果質(zhì)量。

管理部門應(yīng)負責(zé)本市地下管線規(guī)劃、測繪及檔案資料監(jiān)督管理。新建、翻建或改擴建地下管線,從審批、設(shè)計、施工、竣工運行建立起全生命周期的監(jiān)管機制,特別是無竣工測量成果。

建立地下管線數(shù)據(jù)長效更新機制。按照地下管線規(guī)劃建設(shè)和檔案管理的相關(guān)規(guī)定,實現(xiàn)地下管線竣工及時測量和核驗工作,數(shù)據(jù)及時匯交。對北京市地下管線數(shù)據(jù)庫進行動態(tài)更新,全市實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。