濟南市地下管線數(shù)據(jù)動態(tài)更新的技術實現(xiàn)

劉新新，李豐鵬，王長祥

(1.濟南市不動產登記中心，山東 濟南 250101；2.山東省軌道交通勘查設計院有限公司，山東 濟南 250101)

0 引 言

城市地下管線是保障城市運行的“生命線”和重要基礎設施，擔負著城市的信息傳遞、能源輸送、排澇減災、廢物排棄等職能，是城市賴以生存和發(fā)展的物質基礎。2014年以來，國務院、五部委先后下發(fā)文件(國辦發(fā)〔2014〕27號，建城〔2014〕179號)，加強地下管線工作，截至2018年底，全國各地大都完成了地下管線普查和信息系統(tǒng)建設，實現(xiàn)了對地下管線家底的總摸查。而在地下管線普查完成后，如何保證管線信息的現(xiàn)勢性，實現(xiàn)地下管線新的動態(tài)更新,怎樣科學編制修補測計劃，實現(xiàn)修補測新測數(shù)據(jù)與普查數(shù)據(jù)的無縫銜接，本文以濟南實踐為例，對地下管線動態(tài)更新的技術實現(xiàn)進行探討。

1 濟南地下管線數(shù)據(jù)現(xiàn)狀

濟南市落實國家、省、市相關文件要求(濟政辦〔2015〕12號)，于2015年底完成了中心城范圍內供水、排水、燃氣、熱力、電力、電信、工業(yè)和廣播電視等8大類約18 000 km的地下管線普查，基本摸清了各類管線家底[1]。于2016年底建設建成了地下管線綜合管理信息系統(tǒng)，實現(xiàn)了全市地下管線信息的二三維一體化管理和信息共享交換。普查成果已先后為城市軌道交通建設、CBD規(guī)劃建設、桿線綜合整治等重大項目和總體規(guī)劃修編、綜合干管規(guī)劃等規(guī)劃編制提供了數(shù)據(jù)支撐。

2 地下管線動態(tài)更新工作實踐

濟南市近幾年來，城市建設快速發(fā)展，軌道交通、海綿城市、城市高架路、快速路等重大基礎設施項目全面鋪開，地下管線信息變化速度快、范圍大。為保障地下管線信息現(xiàn)勢性，更好地服務于城市規(guī)劃建設，支撐地下管線綜合管理信息系統(tǒng)提供的各種決策支撐和應用服務，濟南市一方面通過制度建設推進數(shù)據(jù)更新工作，近兩年先后出臺《濟南市城鄉(xiāng)規(guī)劃條例》(濟人發(fā)〔2017〕14號)《濟南市城市地下管線建設管理辦法》(濟政辦字〔2019〕59號)(試行)等法律法規(guī)，不斷完善地下管線動態(tài)更新機制；另一方面，于2019年4月份開展了為期一年的地下管線修補測項目，對2015年地下管線普查以來的管線變化信息全部采集,實現(xiàn)更新入庫[2]。

3 數(shù)據(jù)更新技術實現(xiàn)

3.1 修補測范圍計劃制定

3.1.1 數(shù)據(jù)收集

為制定合理的修補測范圍,獲取近幾年的管線變化數(shù)據(jù)，收集到了與管線項目相關的竣工測量數(shù)據(jù)、規(guī)劃報建實測數(shù)據(jù)和測繪匯交數(shù)據(jù)三大類數(shù)據(jù)[3]。

(1)竣工測量數(shù)據(jù)，在管線項目規(guī)劃批后管理環(huán)節(jié)，管線單位提交的項目竣工測量成果。收集到包括濟南軌道交通、濟南熱電、濟南水務集團、濟南市排水中心、濟華燃氣等15家管線權屬單位提交的786個專業(yè)管線項目(2016-2018年度)竣工測量成果。

(2)規(guī)劃報建實測數(shù)據(jù)，在規(guī)劃許可審批環(huán)節(jié)，建設單位按審批要求提報的道路現(xiàn)狀管線情況。收集到管線建設單位提報的815個地下管線建設項目(2015-2018年度)規(guī)劃報建資料，包括規(guī)劃設計方案、地下管線現(xiàn)狀實測數(shù)據(jù)。

(3)測繪匯交數(shù)據(jù)，在測繪管理環(huán)節(jié)，測繪單位匯交給行業(yè)主管部門的測繪管理成果。收集到各單位匯交的289個地下管線測量項目(2016-2018年度)成果數(shù)據(jù)。

3.1.2 分析決策

對以上三類數(shù)據(jù)進行規(guī)范化整理、成圖，結合濟南市近兩年新建道路數(shù)據(jù)，對各類數(shù)據(jù)進行對比、去重和綜合分析(表1)，對所有管線信息發(fā)生變化的道路進行提取，同時將道路兩側50 m的范圍作為本次修補測的范圍，形成了最終的地下管線修補測范圍圖(圖1)，作為修補測項目開展的依據(jù)。經分析統(tǒng)計，最終確定濟南市中心城范圍內261條主次干路、支路，道路長度599 km范圍內的管線探測作為此次修補測工作內容，預計探測管線長度6 000余公里。

表1 各類管線數(shù)據(jù)綜合分析

圖1 地下管線修補測范圍圖

3.2 動態(tài)更新技術實現(xiàn)

3.2.1 更新思路

修補測成果是對原有普查成果的一次全面的更新，是對現(xiàn)有管線成果的補充完善,我們將修補測范圍內的原有管線普查數(shù)據(jù)進行剪裁,形成工作底圖，提供給管線修補測單位，作為其數(shù)據(jù)探測的第一手資料。修補測單位按采集到的管線變化信息，直接對工作底圖進行編輯維護，待管線信息編輯完成后，一并更新到普查成果總圖中，形成更新后的管線一張圖[4]。

3.2.2 歷史庫數(shù)據(jù)提供

在確定了修補測范圍之后，工作范圍得到了明確，我們把修補測范圍作為所有工作材料提供的基準，統(tǒng)一用此范圍對原有普查歷史庫數(shù)據(jù)進行裁切，將范圍內歷史庫中長度約6 655 km的管線數(shù)據(jù)提供給管線探測單位[5]；同時將收集到的修補測范圍內51個管線項目竣工測量資料、122個管線規(guī)劃報建實測資料、95個管線測繪匯交資料進行了提供，作為管線探測單位的重要參考資料。

3.2.3 接邊處理

為確保原有普查數(shù)據(jù)和新測數(shù)據(jù)間的無縫融合，形成完整、準確地更新一張圖，數(shù)據(jù)接邊是需要首先考慮的問題。為此，我們綜合對比多種方案后，確定了接邊方式。我們用修補測范圍對原有普查成果進行范圍裁切時，對于處在范圍邊界的跨邊界的管線段及與其相連的在邊界范圍外唯一管線點，我們予以完整裁出一并提交給修補測單位，避免了對管線段的人為打斷和懸掛點的產生。修補測單位在探測到變化管線數(shù)據(jù)時，可對范圍內的管線數(shù)據(jù)進行更新編輯，而對范圍外保留的唯一點(圖2)，不進行改動，從而保證修補測數(shù)據(jù)與修補測范圍外原有普查數(shù)據(jù)融合為綜合管線一張圖。

圖2 數(shù)據(jù)接邊處理示意圖

借助ArcGIS的select Layer By Location工具，利用修補測范圍圖層對普查成果進行裁切，完成管線段圖層的處理。再利用管線段圖層對管線點圖層進行選擇處理，形成滿足要求的管線點、線圖層，作為修補測工作的工作底圖。以給水管線為例，如圖3所示。

圖3 修補測工作底圖

3.2.4 修補測過程指導

(1)統(tǒng)一相關標準

在已有《濟南市地下管線基礎信息數(shù)據(jù)標準》和《濟南市地下管線探測技術規(guī)程》相關標準的基礎上，結合近兩年的系統(tǒng)運維實踐經驗，對《地下管線基礎信息標準》中部分屬性字段、屬性內容等方面進行微調，以更好滿足管線信息管理和運維要求。

(2)組織培訓和業(yè)務指導

在項目啟動后，率先對管線修補測單位技術骨干開展了《濟南市地下管線探測技術規(guī)程》和《濟南市地下管線基礎信息數(shù)據(jù)標準》的集中培訓，對外業(yè)探測和數(shù)據(jù)建庫等做了重點解讀；同時建立了順暢的技術交流工作機制，對工作中遇到的技術問題和情況都能進行及時的跟蹤、反饋和技術指導；對于比較重要的問題，采取集中座談、共同商定的方式解決。

3.2.5 數(shù)據(jù)質量控制

(1)加強過程指導。修補測作業(yè)期間，我們將全程對管線探測單位的人員、設備配置、作業(yè)規(guī)范性、數(shù)據(jù)規(guī)范性、工作進度等內容進行抽檢，對發(fā)現(xiàn)的問題提出整改意見，并監(jiān)督整改落實。

(2)試驗區(qū)模式完善技術路線。探測工作開展之初，先選定部分道路作為試驗區(qū)，進行探測技術磨合、數(shù)據(jù)探測、數(shù)據(jù)質檢和更新入庫的全流程，集中總結試驗區(qū)的經驗，進行技術方案的優(yōu)化、工作模式的調整和數(shù)據(jù)處理方面的改進等，為修補測探測工作的全面開展做好了充分的準備。

(3)數(shù)據(jù)質檢。地下管線基礎信息修補測實行“兩級檢查、一級驗收”制度，即測繪單位負責過程檢查及最終檢查，由具有資質的質量檢驗機構進行驗收[6]。按照工作計劃時間節(jié)點，共分三批次對提交探測的外業(yè)成果進行了數(shù)據(jù)質檢和質量反饋，確保了及時發(fā)現(xiàn)問題，及時解決，避免不必要的返工，保障了項目進度正常進行。

二維管線數(shù)據(jù)質檢包括數(shù)據(jù)格式檢查、拓撲關系檢查、數(shù)據(jù)接邊檢查以及數(shù)據(jù)屬性合理性檢查四部分。我們通過人工判讀和地下管線數(shù)據(jù)質檢工具，完成數(shù)據(jù)的空間拓撲檢查、屬性檢查、完整性檢查等質量檢查，生成質檢報告[7]；而修補測三維數(shù)據(jù)成果由二維數(shù)據(jù)成果自動生成，在做好二維數(shù)據(jù)質檢的基礎上，利用EPS軟件和AutoCAD小程序，進行矛盾點的排查和三維展示[8]。

3.3 修補測成果更新入庫

我們采取整體替換的更新入庫方式，在修補測單位提交最終探測成果后，將新測數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫里的數(shù)據(jù)在本地環(huán)境完成接邊，編輯整合為一份完整、準確的新數(shù)據(jù)庫，用新的數(shù)據(jù)整體替換數(shù)據(jù)庫中原有的數(shù)據(jù)(圖4)。

圖4 數(shù)據(jù)更新入庫流程

利用系統(tǒng)入庫工具或者ArcGIS SDE完成數(shù)據(jù)的導入，利用地下管線二維信息管理系統(tǒng)進行相關參數(shù)配置和顯示設置，完成數(shù)據(jù)在系統(tǒng)內的成圖展示。

4 結 語

地下管線數(shù)據(jù)動態(tài)更新是保障地下管線智慧管理的重要基礎，是綜合管理信息系統(tǒng)持續(xù)發(fā)揮作用的數(shù)據(jù)基礎，因此做好數(shù)據(jù)動態(tài)更新工作的技術實現(xiàn)是保障數(shù)據(jù)更新工作落地的最后環(huán)節(jié)，是保障數(shù)據(jù)最終入庫管理的必要基礎。在地下管線動態(tài)更新機制尚未建立之前，普查+修補測的工作模式是保障數(shù)據(jù)現(xiàn)勢性的最有效的途徑，做好兩者間的無縫銜接和最優(yōu)實現(xiàn)是我們首先考慮的問題，濟南在這方面有了自己的嘗試；期待通過完善動態(tài)更新機制的建立，加強管線竣工測量成果的收集，真正讓地下管線進入動態(tài)更新的良性循環(huán)。