4、动态更新研究

宁波市地下管线探测技术研究与应用 陈 恒 何文峰 王英林 （宁波市测绘设计研究院 浙江宁波 315041） 【 摘 要 】 作者结合宁波市地下管线普查，先分析了管线探测的整个流程和形成资料，提出了切合宁波实际的几个关键技术处理方案。分析了今后在实行管线动态更新时可能存在的问题，并且较为深入地阐述了解决这些问题的一些可行性建议。 【 关键词 】 地下空间、管线探测、数据标准、编码方案、动态更新 1、引言 随着经济社会的迅猛发展和城市化进程的快速推进，城市的人口、资源、环境所带来的压力日益严重，城市的 空间资源日益短缺，这就需要现代化城市的规划、建设和管理必须把城市的地上和地下空间作为一个整体来考虑，地下空间是一种极其宝贵的资源，不可再生，一旦无序开发，就会产生不可挽回的损失。作为地下空间的主载体城市地下管线，是城市的重要基础设施，是城市生存和发展的血脉，科学、准确、完整的地下管线现状信息是地下管线安全、高效的保障。为 保证地下管线信息的科学性、准确性和现势性，目前国内通行的运做模式是：通过城市地下管线普查，建立综合地下管线数据库，进行地下管线竣工测量更新综合地下管线数据库。 2、地下管线探测作业流程 地下 管线探测作业过程主要可分为管线探查、管线测量、管线图编绘和管线数据入库四部分，其具体流程和形成资料如图 1 所示。 3、地下管线探测标准 研究 . 3.1 地下管线标准制订的原则 科学性 根据当前国内外科技发展趋势，吸取兄弟城市成功经验和教训，用科学发展观作为工程监理资料M D B 文 件 入 S D E + O r a c l e 数 据 库结束权属单位管线审图不合格合格合格不合格管线图编绘质量检查管线测量质量检查不合格合格形成的探测资料管线探测流程合格不合格管线探查质量检查由 测 区 m d b 最 终 文 件 生 成 d w g 图 形测 区 m d b 最 终 文 件探测任务全程监理权属单位审图记录包含包含辅助线表注记表管线表管点表管线表管点表带属性的图幅级d w g 文件m d b 过 程 文 件生 成 m d b 过 程 文 件管线测量数据文件 管线探测成果表 实地调查成果表 管线图形编辑由图形文件反生成测区m d b 最终文件管线注记管线点注记由 m d b 生 成 管 线 图管线图编绘明显点质量检查表图根导线测量观测记录、平差计算资料控制点点之记控制测量成果表开挖验证检查表同精度重复检查表隐蔽点明显点管线测量数据文件控制测量观测记录、平差计算资料管点测量图根导线测量控制测量现况调绘设定管线点标志确定管线点位置管线测量实地调查成果表 管线探测成果表管线探测实地调查 隐蔽管线点明显管线点管线探查合同书一致性检验报告方法实验报告技术设计书 方法实验技术设计书 仪器一致性检验探测任务合同 图 1 管线探测流程及形成资料 出发点，以长效性为衡量依据来规范探测标准。 系统性 将现有管线和规划管线的属性或特征按一定排列顺序予以系统化， 并形成一个系统的科学分类体系。 安全性 既要保证建成后的数据能在网上发布，方便用户使用，同时要保证地下管线特别是军用管线的保密。 兼容性 在对管线信息分类和编码时，凡已经颁布实施的有关国家标准均应直接引用，还充分引用有关行业标准及各城市颁布的有关地方标准，参考正在研究和制定的国家、行业及地方相关标准的成果，求得最大限度地兼容和协调一致。 综合实用性 从系统工程角度出发，把管线工程放在“数字宁波”整体中处理，达到整体最优。即在满足总体要求的前提下尽量满足系统内各有关单位的实际需要。 3.2 关键技术 3.2.1 管线图中地形数据的技术处理 在国内，近 百个城市建立的 综合地下管线信息管理系统中，真正做到对地下管线进行 动态 更新的城市几乎没有，导致几年后 随着城市建设 的 不断 发展，原先建立的 综合地下管线信息管理系统因不能发挥其应有的效能而变成一堆昂贵的“数字垃圾”。究其原因，有些是因为动态更新的竣工测量没跟上，有些虽则进行了竣工测量，但因为管线数据和地形数据混杂，使得数据更新非常麻烦，有时甚至难以实现。宁波市地下管线探测技术规程充分利用“数字宁波”的核心工程宁波市地理信息系统的数字优势和 ESRI 公司 ARCGIS 产品的功能优势，把管线图形数据和地形图数据分开存储（各自保存在一个数据集 DataSet 中），单独更新，但又能进行叠加分析，这样便于数据的维护和管理。当地形数据发生变化而更新时，可很方便地只更新地形数据，避免了以往因管线图中保存地形数据，出现既要更新地形图中的数据，又要更新管线图中的数据。 3.2.2、综合管沟的技术处理 综合管沟常见的处理方法为每家权属单位的管线分别绘制一次，这样图面负载大，管线长度统计重复次数多，当管沟新增用户单位时，数据不易维护。在宁波市地下管线探测技术规程中，综合管沟为一种管线类型，虽 然有多家权属单位的管线，但只用一种线型表示，该线型除一般属性外，还有管线权属和管沟权属，管线权属值为所有管沟使用单位，不同单位之间用“；”分隔；管沟权属值则为管沟所有权单位。当提供专业管线图和进行数据分析（如连通性分析）时，只须对该字段设置条件即可，和重复绘制各单位管线相比，不但图面清晰美观，而且成图工作量和图面负载明显减少。 3.2.3、管线编码技术 1 外业物探点编码方案 管线点物探编码在同一测区内应唯一，其结构如图 2 所示。 该编码方案方案包含探测单位名称信息，对产品的可追溯性实现了有效标识，便于日后的 质量跟踪。 X X X X 阿拉伯数字顺序编号 管线代号（如 GD、 DX ） 探测单位代码（如 A、 B ） 测区代码（用 1、 2、 3 等表示） 图 2 管线点物探编码结构图 2 成图点号编号方案 成图点号是指对管线点按图幅 进行编辑时所标注的点号。传统编号方案为道路名阿拉伯数字顺序编号两部分组成，该方案主要缺点为： a、必须对全市（包括县、市、区地区）每条道路（包括街道和巷道等）进行统一编码，工作量较大。 b、该方法因无法预知道路长度而难以给定编号位数，并且有许多管线不在道路上，而在距道路较远的村庄或小区，给这些管线命名难以统一。 c、在城市的发展过程中，新的道路不断产生，原有道路时有废止，这给管线编码的维护带来难度。 d、对较长道路（如省道、国道）在普查时编码容易统一，但在动态更新时时，成图点号因管点点数的变化和最大序号难 以确定，编码无法有序进行。 宁波市地下管线探测技术规程中的成图点号由管线代号和序号两部分组成，共 5 位， 1-2 位为管线代号； 3-5 位为序号，采用三位阿拉伯数字顺序编号，不足三位前面补 0。成图点号要求在 1： 500 标准图幅内应是唯一的，其结构如下： X X X X X 阿拉伯数字顺序编号 管线代号（如 GD、 DX ） 3 数据库中编号方案 在数据库中管点编码按照分区定位理论，由 8 位图幅编号（如 10060001）和 5 位成图点号（如 JS002） 组成，因图幅编号在宁波市范围内唯一，成图点号在单图内唯一，那么其组合编码也唯一。 图幅编号在数据入库时，根据管点坐标可自动生成，减少了成图点号编码长度，从而缓解图面负载。 管线编号则由 ARCGIS 自动生成 ID 号，根据管线的起点编号和终点编号组合查询可对管线段进行定位。 4 地下管线的分类编码 地下管线的分类编码结构如图 2 所示。根据国家正在制订的新的地物要素编码方案，地下管线的门类代码为“ 4”，类别、子类和识别码参照 CJJ 61 2003中第 7.2.6 条，但管线分类增加“人防”、“综合管沟”和“不明管道”，扩 展一位几何识别码（ 1 表示点状地物， 2 表示线状地物， 3 表示面状地物， 4 表示注记）。 X X X XX X 几何识别 码 识别 码 管线 子类 代码 管线 类别 代码 管线门类代码 图 2 地下管线的分类编码结构 4、动态更新研究 4.1、目前的问题 目前，国内有许多城市通过 地下管线 普查建立了综合地下管线信息管理系统，在 地下管线 普查之后，真正做到对地下管线进行 动态 更新的城市很少。造成动态更新困难有多方面的原因，但主要的原因是： 缺少系统的规划 很多城市在开展 地下管线普查工作时，仅考虑了如何完成地下管线普查工作，对普查后的地下管线 竣工测量如何开展基本 没有考虑；或虽然有所考虑，但由于计划不完整、保障措施不到位、数据流转不清晰，致使后期的 数据更新无法开展。 缺少有效的约束 地下管线 与城市基本控制、基本地形图一样，应该属于城市基本测绘内容。很多城市没有在测绘法的指导下，制订有关地下管线动态更新的地方法规，而只是在部门管理文件做出规定，要求各管线权属单位在新建、改建或扩建地下管线工程完成后，在六个月内向有关管理部门提交相应的地下管线 竣工测量成果。在实际操作过程中，由于这种 部门级管理文件的约束力不强，又缺少相应的监督和处罚手段，使得这种依赖于管线权属单位对动态更新的积极性的更新方式周期长、数据质量参差不齐、漏测工程愈来愈多， 成果也不能及时上交和入库，致使数据库逐渐失去现势性而废 弃。 没有建立数据共享机制 目前，国内一般由城市规划管理部门牵头开展地下管线普查工作，地下管线普查的资金一般由城市财政承担，财政资金比较困难的城市（或地区）一般通过各管线权属单位分摊的方式获取。在普查完成后，如果管线权属单位要使用地下管线数据，需要从城市规划部门购买，有时，购买的价格比独自建设的价格还高，导致管线权属单位参与的积极性不高。 4.2、动态更新管理体系的建设 4.2.1 环境体系建设 为了确保 地下管线动态更新 目标的实现，在 地下管线普查之前，应组织有关管理部门建立相应的 法律法规、规范标准、组织体系和 人才体系的系统环境。 （ 1）法律法规和规范标准 法律法规和规范标准是有关单位开展 地下管线更新 业务的依据和行动纲领，同时也是管理部门实施监督检查的依据。规范化与标准化是综合系统与专业系统、基础地理信息系统实现信息交换、信息资源互联互通与共享的前提。在 地下管线普查之前，规划管理部门应会同地方立法部门、技术监督部门分别制订关于地下管线动态更新 的地方法规和规范标准。 地方法规一般包括地下管线管理条例、地下管线信息管理办法等，法规应阐明以下内容： 新建 、 扩建 、 改建 地下管线的工作程序； 竣工测量的工作程序；数据库更新与数据 分发的工作程序； 新建 、 扩建 、 改建 地下管线的审批机构与职责；实施竣工测量的 机构与职责； 实施系统更新、系统维护与数据分发的 机构与职责；信息流转的规则；违章责任等。 规范标准一般包括：地下管线探测技术规程、地下管线探测监理规程、地下管线数据交换标准与信息共享技术规范等。 （ 2）组织体系和人才体系建设 地下管线的更新涉及到各管线权属单位、地下管线竣工测量单位、地下管线数据入库与系统维护单位、地下管线档案管理单位以及政府有关地下管线管理的单位。由此可见，地下管线的更新涉及多单位协同作业，因此，需要明确对地下管线动态更 新实施单位（竣工测量、数据建库、系统维护等单位）单位的资质要求、详细界定各地下管线动态更新实施单位和监管单位的职责等，使各单位按各自的职能工作，避免因职责不清造成更新工作的混乱。 人是管线更新工作的主体，如果从事管线更新工作的人员不能胜任工作，那么实现地下管线动态更新的目标就不能达到。因此，应基于适当的教育、培训，确保从事影响管线更新工作的人员应是能够胜任的。 4.2.2 统一的网络平台建设 为了实现 地下管线 信息的应用、共享与交换，首先应该建立连接城市规划部门、各管线权属单位、竣工测量单位、数据入库单位和信息 系统维护单位间的基础宽带网络，使之成为 地下管线 信息的应用、共享与交换的网络平台。 地下管线信息网不仅是提供管线数据传输的统一网络平台，全面满足 新建 、 扩建 、 改建 地下管线工程规划审批的业务需要；而且通过建立统一标准的公文电子信息资源库，可以实现公文等信息的充分共享和广泛使用，实现各单位间公文信息传递、交换和处理的网上互动。 4.2.3 地下管线信息数据库建设 地下管线 信息数据库是 地下管线 的动态 更新 体系的核心内容，与城市基础地图数据库、人口数据库、法人数据库、经济数据库等数据库一起构成城市电子政务的基础数据库，为城 市电子政务提供基础数据支撑。 地下管线 信息数据库应能快速提供完整、准确、可靠和现势的 地下管线 信息，为城市规划部门的地下空间规划科学决策提供数据依据；为城市应急管理部门与 地下管线 相关的抢险决策提供数据支撑；可以有效避免城市建设单位的建设工程破坏 地下管线 ；提高各管线权属单位的 地下管线 运行管理水平和维护效率以及为 地下管线 信息的共享应用打下坚实的基础。 此外，由于综合地下管线信息系统离不开城市基础地形数据库的支持，并且，从节省系统的技术支持、综合应用和运行维护资金方面考虑，应将地下管线综合数据库按宁波市基础地形数据库 软件平台方案建设。 4.2.4 支撑协同作业的管理信息应用系统建设 地下管线 的动态 更新 是一项涉及多部门协同作业的工作，如管理部门、建设单位、竣工测量单位、系统维护单位和权属单位等。如果信息在中间任何一个环节发生阻塞，就会造成该案件所涉及的地下管线信息未被更新到信息系统中，从而造成系统信息的不完整与不现势，为以后信息的利用埋下隐患。因此，需要在各管线更新单位、监管单位间建立群体协作信息管理系统，以解决管理部门、竣工测量单位、系统维护单位间的群体协同问题。系统应具有以下功能：流程定义、管线建设报批案件受理、案件传 递、流程查看、结案归档、批后管理、项目查询等。 系统建立后，各单位可以随时查看项目状态，管理部门可以监控、跟踪项目的进展，对超时项目能自动催办，对办结归档项目能进行检索、查询和统计。因此， 群体协作信息管理系统 是一种通讯工具，它可以避免信息在流转过程中发生阻塞，从而避免地下管线信息未被更新到信息系统中，确保系统信息的完整性与现势性。 通过建立综合 地下管线信息 管理 系统 和各专业 地下管线信息 管理 系统 ，政府部门和专业管线单位可以实现对 地下管线信息 的查询、统计、分析等业务需要。