北京市地下管线信息多源数据整合研究

2011-11-15孟志义

测绘通报 2011年10期

关键词：给水管核查北京市

孟志义

(北京测绘设计研究院，北京100038)

北京市地下管线信息多源数据整合研究

孟志义

(北京测绘设计研究院，北京100038)

分析北京市现有地下管线数据的特点。以给水管线为例，将自来水公司和测绘院的数据进行详细比对、核查分析，并在此基础上提出给水管线数据整合方法，同时将上述方法推广到其他种类管线的数据整合和补测补绘中。最后对管线数据整合效果进行总结和评价，提出存在的问题和建议。

地下管线;多源数据整合;管线分类

一、引言

北京市的城市地下管线分属不同单位建设和管理，资料分散分布在不同的城市部门。由于各管线权属单位获取和存储地下管线信息的方式不同，其信息化建设工作程度也不均衡。因此地下管线资料具有多源性、多样性、离散性和时空性等特点。

1)多源性:是指地下管线信息获取的方式不同，如野外调查、管线探测、竣工测量或由已有竣工资料数字化等。

2)多样性:是指地下管线的类型多种多样，包括给水、排水、燃气、热力、电信、电力、工业和综合管沟(廊)8大类管线;地下管线资料的介质类型、数据格式和存储方式多样，从其存储的介质类型可划分为纸介质资料和电子数字资料。

3)离散性:是指地下管线信息分散存储在城市规划、建设、市政、城建档案、管线权属单位以及各企事业单位等部门。

4)时空性:是指随着城市建设的发展和时间的推移，城市地下管线信息会发生变更，需要对城市地下空间的变更信息进行管理，以保证其现势性。

地下管线信息的离散性决定了各建设单位利用地下管线信息时，要到多个管线权属单位查询。而地下管线信息的其他3个特性，又会导致多方式获取的资料在完整性、准确性、现势性方面存在问题。

各家权属单位存储的地下管线范围、数据精度、数据内容、数据格式等都有差异。因此，城市地下管线信息化建设工作首先要对各家存储的数据进行评估，从中提取符合标准要求的数据，提出需要进行补测补绘的数据。

本文在对北京市给水管线数据进行调研、收集、分析、提取和整合的基础上，探索出了北京市地下管线数据整合和综合的技术路线。

二、给水管线数据整合方法

给水管线数据整合方法如下:

1)根据《北京市地下管线探测技术规程》(DB11/T 316—2005)的技术要求，通过查阅技术报告和工程档案的方式，对北京市测绘设计研究院(以下简称“测绘院”)和北京市自来水集团公司(以下简称“自来水公司”)的地下管线现状资料进行详细调研，获得其地下管线资料的空间精度和属性项内容等信息。

2)按照《北京市地下管线探测技术规程》(DB11/T 316—2005)规定的数据交换格式，将收集的已有地下管线数据转换到统一的数据格式。

3)将测绘院和自来水公司的地下管线数据进行比对分析。

4)对于比对分析的结果(给水管线)，按以下情况处理。

c.对于管线权属单位资料中独有的管线，查看其资料的形成年代或来源方式。如是通过竣工测量方式获得的数据，且有相关的检查验收证据，可直接作为入库数据;如不是，或者虽然数据是通过竣工测量方式获得，但无相关的检查验收证据，则列入今后的补测补绘工作计划。

d.对于测绘院独有的管线，绘制1∶2 000管线图，由自来水公司进行审图，确认管线的使用情况，并通过今后的补测补绘工作，对管线的走向进行核实。

e.所有数据应该通过今后的补测补绘工作，来采集“材质”和“埋设年代”等在现状管线资料中缺失的属性信息。

三、给水管线数据现状与存在问题

自来水公司管线数据管线总长为6 530 km;测绘院给水管线数据管线总长为3 490.2 km。对于“管径≥75 mm”和“管线在6 m宽以上道路上”的管线数据，测绘院符合要求的管线长度为2 930.5 km，占其总长度的84%;自来水公司符合要求的管线长度为3 062.1 km，占其总长度的46.9%。

给水管线数据存在问题叙述如下:

(1)数据范围问题

在自来水公司的管线数据中，有一些管线不在要求范围(五环路范围)之内，或虽在范围内，但不符合相应的取舍标准(管径≥75 mm)或管线不在规定的道路上;测绘院的管线基本位于城市主干道路、次干道路、城市支路、社区支路和城市广场范围内，管线的取舍基本符合规定要求。

(2)高程缺失问题

自来水公司管线点约有80%没有高程数据;测绘院管线点都有高程数据。

(3)属性数据缺失问题

自来水公司数据只有1.3%的管线点有“埋设年代”信息，所有管线点均无“材质”信息;测绘院数据无“材质”、“埋设年代”、“权属单位”等信息。

四、给水管线数据比对分析与核查分析

(1)比对分析

经比对分析，对于“管径≥75 mm”的管线数据，两家数据基本重叠的管线长度为2 128.3 km，较差小于或等于0.2 m的管线长度为1 520 km，占基本重叠管线总长的71.4%，说明两家给水管线数据的重合性较好。对于管径600 mm以上的数据，两家数据基本重叠的管线长度为887.7 km，较差小于或等于0.3 m的管线长度为783 km，占基本重叠管线总长的88.3%;走向一致、重叠不好(0.3 m以上)的管线长度为104.4 km;走向、位置都不一致的管线长度为167.8 km。

(2)核查分析

本次主要对管径≥600 mm的给水管线进行了外业实地核查。对于不重合且较差大于0.3 m的管线，以及自来水公司独有的管线，分别提取样本，对样本采用地下管线核查、探查、测量的手段进行外业实地测绘、数据处理，对质量评定合格的核查数据直接入库。对测绘院独有的管线提取样本，采用地下管线探测仪器核查管线在实地是否存在。

对自来水公司独有管线数据的核查表明，自来水公司管线数据的平面位置可利用性较好，未发现有大的偏差。但存在高程数据不全、数据表现不合理和附属设施描述不够详尽和准确等问题，如图1～图3所示。

图1 数据表现的不合理性问题

图2 自来水公司提供的管线图

图3 核查后的管线图

与核查数据相比，测绘院管线数据没有大的位置偏差，但存在部分窨井位置与资料不符、管线资料未反映管线改建情况、部分管线附属设施在实地不存在、实地新增附属设施在资料中未反映等问题。问题源于管线改建后未进行竣工测量。

对于较差大于0.3 m的管线，与核查数据相比，自来水公司的已有给水管线数据只有39.8%，测绘院已有给水管线数据平面位置较差在0.6 m以内的占91.5%，测绘院管线数据的平面位置精度明显高于自来水公司的管线数据。在本次核查的测绘院给水管线数据中，较差大于0.6 m的管线点共计19个，所占比例为8.5%。其原因有竣工测量错误、两次测量的位置不同、管线已改建和管线有偏距等因素。

五、管线数据整合

给水管线数据整合是基于下列原则进行，首先从自来水公司和测绘院的给水管线数据中，对道路宽度大于6 m、且管径大于或等于75 mm的给水管线数据进行重合度比对分析，对于两家偏差小于0.2 m的管线直接入库测绘院数据。外业核查的数据采用外业核查数据和测绘院给水管线隐蔽管线点数据整合入库。

基于测绘院的已有管线数据在空间位置上具有很好的可利用性和给水管线试验结果，在对其他管线进行数据整合和补测补绘时，可采取以下技术路线。

(1)数据收集

收集需要进行数据整合的某种管线数据。

(2)数据格式转换

按照《北京市地下管线探测技术规程》(DB11/T 316—2005)规定的数据交换格式，将收集的已有地下管线数据转换到统一的数据格式。

(3)数据提取

根据《北京市地下管线探测技术规程》(DB11/T 316—2005)，抽取规定范围内的、符合管线取舍要求的、埋设在城市主干道路、次干道路、城市支路、社区支路和城市广场范围内的已有管线数据。

(4)平面位置限差(δts)的确定

采取外业实地抽样核查的手段，获得此类管线的平均埋深，计算其平面位置限差(δts)。

(5)数据比对分析

以测绘院的管线数据为基准，将收集的某种管线数据与其进行比对分析。

(6)数据整合入库

参见本文第二章。

(7)管线补测补绘

下列管线需要采用补测补绘方式，以获得相关的空间和属性数据。

2)对于测绘院资料中独有的管线，绘制1∶2 000管线图，由管线权属单位进行审图，确认管线的使用情况，通过补测补绘工作，对管线的走向进行核实。

3)非竣工测量方式获得的、管线权属单位资料中独有的管线。

4)所有管线数据应该通过今后的补测补绘工作，来采集“材质”和“埋设年代”等在现状管线资料中缺失的属性信息。

(8)管线补测补绘成果入库

补测补绘的成果在入库前，应与原有已入库成果合并进行质量检查、处理，必要时应进行实地再核查，确认没有数据错误后方可入库。

六、整合效果与建议

依据上述技术路线，对北京市的8大类地下管线进行了数据整合，整合管线长度达1.5万千米，加上整合完成后通过管线竣工测量采集的新建管线2.1万千米，目前北京市地下管线数据库共有各类管线长度达3.6万千米(如图4所示)。数据整合成果在测绘院内地下管线管理和测绘生产中得到广泛使用，发挥了重要作用。同时为北京市规划委员会、北京市城市规划设计研究院、北京市排水集团等部门提供了大量管线数据，为市重点工程、奥运工程提供了及时的管线数据服务。