关于地下管线GIS系统的数据的思考.doc

.关于地下管线GIS系统数据的思考尚德席摘要:地下管线管理系统（GIS）的应用，准确的数据是GIS系统的基础，数据采集，工程监理引入关键词：数据，探查，数字地图，信息管理，工程监理一、引言地下管线是城市基础设施的重要组成部分。它就像人体内的“神经”和“血管”，日夜担负着传递信息和输送能量的工作，是城市赖以生存和发展的物质基础，被称为城市的“生命线”； 完整准确的地下管线信息是城市规划建设的重要基础信息；但是，由于历史和现实的各种原 因，我国城市地下管线管理滞后于城市的发展和国际同行业水平；目前，虽然地下管线管理已在信息化方面广泛的应用，但因为数据的质量问题，GIS系统并不能完全发挥其应有的功能。二、地下管线数据分析地下管线信息分两大类：属性数据和空间数据。属性数据包括地下管线的规格、性质、附件、权属、流向等，空间数据表达的是地下管线的平面位置、高程、埋深。属性数据的获取主要靠设计资料、实地调查，空间数据获取主要是实地探测和测量。1.属性数据：根据地下管线性质的不同，属性调查的内容有一定的差异，这在地下管线探测技术规程中已有明确规定；但因为系统需求不同属性调查的内容有所增加，如：埋设管线的地质情况等。实际工作中属性数据是相当繁杂的，其准确性也是非常重要的，所以最初详细的调查记录丝毫不容忽视，其信息的录入也是系统建设的重要内容。2.空间数据：地下管线资料的空间数据有两大类：背景数据和管线数据。背景数据就是数字地图数据，它是管线数据的基础，其投影方式、坐标系统、拓朴关系的良好，直接决定管线数据的质量。管线数据主要包括管线点点号、坐标、高程、埋深，根据情况其获取方式也有所不同，但精度必须符合地下管线探测技术规程中的相关要求。空间数据的存在形式随着探测和测量技术的进步在发展变化，管理形式也由文档化转为数字化。三、数据的获取方法：1.属性数据的获取到目前仍是比较简单，数据都是通过搜集分析管线设计资料和竣工资料、实地调查验证获得，但如何保证属性数据的准确详实，符合系统需求是必须考虑的问题。为此实际工作中对作业人员进行培训的前提下，制定严格的工作程序，如：以地形图作为调查底图，以一条路为一个单元，以管线点编号为线索，以明显点为具体调查对象，严格按调查内容记录表格。各类管线在调查时也有各自的特点。热力管线、供气管线和给水管线的属性调查重点是管径、连接关系、阀门井，以往是靠图表反映，难以查询，有些井内复杂的连接关系无法直观反映，面对当前数字化管理手段都能够直观反映，所以属性调查时的内容和形式有所不同，不仅要有详实的文字记录，还应有清楚的连接关系图形，热力管线因布设双管线的特殊性还应量测管距，以便准确查询分析。通讯管线的属性调查比较简单，但井内的实际连接关系以往无法反映，现在GIS信息系统的功能，通过对电缆编号可以实现清楚的连接关系，能进行有效的分析。排水管线的属性较单一，主要是管径和材质。2.空间数据的获取有两大内容：地形图数据和管线数据（1）地形图数据的获取与已有资料的情况非常密切，现在城市都有数字地形图，只是成图的方式有异，通常有全野外数字地形图、矢量化数字地形图、数字航空摄影测量地形图三种成图方式。全野外数字地形图的精度较高，它与管线数据兼容性好，但成本巨大，大多城市不具备这类资料。矢量化数字地形图成本低，中小城市大多具有这类资料。数字航空摄影测量地形图在大城市一般都具有这类资料。这三类资料由于目前地图数据都侧重制图表现，都需要在系统集成时进行结构化加工的问题。实际工作中我们应用的数据是矢量化数字地形图和数字航空摄影测量地形图两种，它们的测量精度相对较低，而管线的精度较高，二者存在不配套的问题，但符合当前的数据应用水平和需求；如果要实现真正地下管线信息化管理应用时数据结构化再加工问题目前是不可避免的，这里面有软件不符合GIS数据的原因，也有作业观念和习惯的问题，所以面对地理信息日益广泛的应用，在以后数据生产中我们必须考虑地图数据的空间分析问题，选择符合GIS要求的数据加工平台，培养侧重于管理和分析的作业观念和生产工艺，提高数据的兼容性和共享性。（2）管线数据的获取方法和问题不论采用何种地图数据，管线数据都进行全野外数据采集，而且在采集过程中对地图数据精度进行验证。管线数据的采集内容：管线点坐标、高程、埋深、偏距。管线数据采集的基础控制必须在原城市基础控制网基础上进行，其测绘方法已由导线串联、水准联测、平板测图发展为今天全站仪数据采集和GPS动态测量，所以在今天获取准确的管线点数据也非难事，那么管线点的合理确定是获得管线数据的关键。管线点分为隐蔽管线点和明显管线点。如何准确合理的在地面确定管线的垂直投影位置并准确测量出它的空间位置，是管线探测中必须研究解决的问题。隐蔽管线点的地面位置的确定是依靠探测的方法实现，探测方法目前有电磁感应法、电磁波（地质雷达）法、地震波法，最常用的是电磁感应法，所以本文以这种方法的应用问题作论述。电磁感应法是通过管线探测仪感应管线产生的二次场变化，来确定地下管线的空间位置。具体作业中就是通过测定管线在地表产生的水平分量和垂直分量来确定管线点在地面的位置和中心埋深，但实际中地下管线的埋设情况是非常繁杂的，管线点位置的确定是不容易的。通常复杂管线探测的原则是：根据已有资料了解，对仪器有效性检验，坚持从已知到未知、从简单到复杂的作业顺序。实际作业中不同类型管线的探测、管线点定位都有不同的特点。给水管线的探查是地下管线中最困难的，因为检修井相对较少，需探查的管线点相对较多；其主管线材质多为铸铁管，导电性差，容易受其它管线干扰，增加了探查难度；因此尽量采用接地或夹钳法，并对出露点管线打磨，以保证良好的接触。特别复杂无出露点的综合应用各种方法进行探查，并适当开挖验证，但最准确的方法是加强管线探测的质量管理。通讯管线比较容易探查，直埋电缆管线点很好定位，但管块埋设的电缆应该以块体的中心定位管线点，隐蔽地区准确定位管线点位置就比较困难，所以只能利用资料追根寻踪和探查情况来确定管线点位置，并且要调查清楚管块的情况，在信息化管理中属性表述可查。管线点位置和管块埋深通过对检修井的调查来数据校正。热力管线多为金属管线，就其特点探查不是太困难，但管线点定位问题不明确，以往是按检修井的中心定位，目前来看是不正确的，为了表示的简洁不能采用双线表示，作业时就以双管线的中心定位管线点，同时量测管线间距。供气管线的探查相对较难，因为现在使用的PE管较多，一定加强前期质料的收集工作。排水管线的探查是最困难的，但一般排水管线的检修井相对较多，确实需要探查的最好采用穿线法用管线仪探测。明显管线点的定位主要依据检修井，实际中检修井内的连接关系比较复杂，为了准确表达管线，管线调查中的埋深和偏距就显得非常重要了，它是管线空间数据的组成部分。管线点空间数据的采集，以往采用导线串联法测量平面位置，采用直接水准联测高程，这种方法自动化程度不高，不能满足地下管线信息化管理的需要。目前通过数字化测绘技术采集管线点的空间数据，这种方法利用先进电子技术、计算机技术、空间定位技术，形成了内外业一体化的作业模式，当然为了保证数据精度，针对不同方法还应制定相应的技术要求，如：采用全站仪采集方法时，规定最远测距和已知点检测；采用RTK定位技术时，为避免偶然误差，采用双基站测量模式。四、工程监理的参与 工程监理在整个工程过程中，不仅负责检查外业探测和测量数据的准确性，而且还负责检查内业数据的逻辑一致性及成果资料的归档；由于监理机制的引入，对于整个探测的数据成果能够增加更有保证的的准确性。五、结论科学技术的进步与发展，以及新技术的推广应用，有力