排水管网数据采集和建库方法的研究
2014-11-10沈亚妮
沈亚妮
摘 要：城市排水管网担负着收集和输送城市污水和降水的重要功能，对经济建设、人民生活、地表水和地下水的安全及生态环境有重大影响，是城市赖以生存和发展的物质基础，被称作城市的“生命线”和“血脉”。论文结合实际项目系统的阐述了排水管网数据采集、处理及建库的整个过程。实践证明在该过程中用到的技术路线及实现方法是行之有效的。这些数据为建设“数字水务”、“数字城市”提供了基础数据。
关键词：排水管网 数据采集 数据库
中图分类号：P208 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）07（b）-0064-02
城市排水管网担负着收集和输送城市污水和雨水的重要功能，对经济建设、人民生活、地表水和地下水的安全及生态环境有重大影响。是城市赖以生存和发展的物质基础，被称作城市的“生命线”和“血脉”。为了进一步完善“数字城市”的建设，实现“数字水务”，需建立排水管网数据库，实现排水管网系统的科学管理与决策，这就需要基础数据作为基础保障。该文以某市的“排水管网测绘”项目为背景，设计并实践验证了一套排水管网数据采集流程和数据库的建立方法，为该市排水管网数据库的建立提供了基础数据，更好地实现排水管网管理的科学化、智能化。
1 数据采集的内容和要求
1.1 数据采集的内容
排水管网测绘工作范围为市属公共排水管网、管网附属设施（窨井、雨水口、出水口等）、泵站和污水处理厂。这些范围内的排水管网均要通过实地测量和探测获取三维空间地理信息。主要包括以下内容。
（1）地形数据，含管线的道路中心线至两侧第一排建筑物（含）内的地形数据，包括道路边线，道路名，权属注记等。以及泵站和污水处理厂的现行地形图。确保管线的准确空间地理位置；（2）排水管道的上、下游窨井，所在道路、路段，排水管道管径、长度、管材、建造年代、建设单位、设计单位、施工单位等；（3）窨井的坐标，井盖标高，窨井上、下游管底标高，窨井规格，井深、落底形式、井盖尺寸、材料等；（4）雨水口坐标、连管管底标高、连管管径、长度、进水口型号；（5）污水处理厂围墙折点坐标；进出水管位置标高、管径、长度；主要建筑物坐标、标高；（6）泵站围墙折点坐标、泵房标高；泵站进出水管管径、长度，管底标高、管材；建造年代、建设单位、设计单位、施工单位。
1.2 数据采集的要求
（1）制定数据标准，并要求其符合相关规定，并能准确地反映现有的排水管网的地理位置、空间特征；（2）数据格式： ArcView的基本数据格式shape格式是国际上通用数据格式，所以本次项目要采用shape格式来存储管网的空间数据。在shape文件中，空间图形数据存储在扩展名为shp的二进制文件中，属性数据存储在FoxPro关系型数据库当中，而数据与属性数据的连接信息用扩展名为shx文件存储。每个Shape文件必须在同一目录下个扩展名分别为.shp、.dbf、.shx，而文件名相同的三个文件组成，Shape文件分为点、线、面三种类型数据分别进行存储；（3）属性数据管理：针对排水管网数据的特点，要对排水数据进行详细的属性描述，比如排水管道的等级、建设年代等数据，因此用Access数据库来对这些属性数据分别进行管理。
2 数据采集流程
在排水管网空间数据入库之前， 需要对数据进行实地外业调查及内业处理， 其技术流程如图1所示。外业调查主要是作业人员以某市其基本比例尺分幅地形图为工作底图， 并对其所要求地形进行地形修测，并对其实地进行调查， 将窨井的平面位置和高程以及其他属性采集完全。内业工作主要是利用AutoCAD制图软件处理工作底图上的窨井管道等相关信息。数据的检验工作应在数据采集的过程中进行控制， 以确保成果的质量。
2.1 控制测量
本次测量的平面坐标系统采用城市平面坐标系统，高程系统采用城市高程系统。平面控制点的测量应不低于图根导线的精度要求，本项目主要使用图根电磁波测距导线或GPSRTK方法测定。高程控制主要采用图根水准测量和GPS高程测量方法测定，主要技术要求依据相关规范。
2.2 地形修实测
对测量范围内市政道路（一般有路名牌）两侧的第一排建筑物（含新增市政道路），包括道路边线，道路名，权属注记等进行测量，并对窨井、雨水口三维坐标以及泵站、污水处理厂围墙内地上（构）建筑物平面位置；地坪标高（较有代表性的位置，要有坐标）；格栅平台标高（要有坐标）；进出水管平面位置、标高进行测量。
2.3 带状图的制作及编号
使用修测后的地形图按照道路制作带状图，然后根据条状图对其路段码和自然码的编辑，以便外业记录时使用，同时生成原始的点线文件。井的编码规则为：地物的分类码（7位）+行政分区区码（2位）+道路码（3位）+路段码（2位）+自然编号（3位）共17位。地物的分类码和行政分区区码按照某市的编码规定进行编号，道路码从001到999，路段码从01到99，自然编号从001到999，所有的点或线都不能重复，以保证其在数据库中的唯一性。
2.4 数据采集的方法
数据采集用PDA作为手簿进行外业数据记录。为了确保系统的运用方便，必须对作业中所涉及到的各类数据格式严格作出统一的规定。
（1）点文件的数据格式。
XP，块名，坐标X，坐标Y，坐标Z，编号，井深，井盖长度，井盖宽度，备注，井盖材料，窨井形式，落底形式，井盖规格，年份，月份，其中空值用“*”代替。
（2）线文件数据格式。
X，类别，材料，压力类型，施工方式，编号，年份，月份，断面高，断面宽，备注，管道等级，检查井数量，雨水口数量，管道形式，管道状态，其中空值用“*”代替。
（3）PDA采集数据文件格式。endprint
作业时间
井编号，井盖标高
井盖材料，井盖规格，窨井形式，落底形式
管道方向，管径，深度，管底标高，相连井编号，管道形式，管道材料
最后修建日期：年，月，日，
备注。
2.5 数据处理
先将外业PDA手簿采集的数据利用管线伴侣见图3所示，进行整合，然后通过排水管网数字处理软件读入到AutoCAD成图软件中，生成新的CAD排水管网图。
3 数据入库
3.1 数据转换
数据采集及处理完成并检查无误后，通过排水管网数据转换程序，将图形数据换成为ACCESS数据库文件。
3.2 数据入库
将ACCESS文件格式的数据库数据导入GEOMEDIA中，进行拓扑分析后，生成SHAPE文件。在系统中可进行一定的查询测试。
4 质量控制
4.1 地形修实测
平面控制点若为RTK测量，则须检查控制点在测量时，是否进行两次初始化，四组数据之间的点位较差是否小于2 cm，重复抽样检查是否达到20%的的要求，且检测点的点位误差是否小于3 cm，控制点的边长相对精度应≤1/4000；高程控制测量以及地形修实测的相关内容，按质量检查要求进行数据质检。
4.2 数据处理检查流程
为了保证数据的质量及其属性的完整性，在AutoCAD软件开发了数据检查程序，对其相关内容进行检查，具体数据检查流程见图2。
4.3 数据入库检查
由AutoCAD图形中将数据转换成ACCESS数据库数据后，对数据入库检查，若有问题则逐级反馈，一致数据无误。
5 结语
该项目所建成的排水管网数据库已成功的应用于某市的相关部门，已为其防汛指挥提供了基础数据，实践表明本项目的数据采集和建库方法提高了生产效率，实现了外业采集数字化，内业处理自动化，质量检查系统化，数据入库程序化，保证了排水管网建库的进程。另外，排水管网建库是一个长期而艰巨的任务，此次只是一个基础的数据库，后期要保证数据的实势性，还需建立完善的更新维护机制，以确保数据库在实际应用中发挥其应有的作用。
参考文献
[1] 袁建平.基于MapObjects的排水管网地理信息系统构建与应用[D].武汉大学，2005.
[2] 王中辉，闫浩文，程东.门牌空间数据的采集及建库方法研究[J].测绘与空间地理信息，2010，5（33）.endprint
作业时间
井编号，井盖标高
井盖材料，井盖规格，窨井形式，落底形式
管道方向，管径，深度，管底标高，相连井编号，管道形式，管道材料
最后修建日期：年，月，日，
备注。
2.5 数据处理
先将外业PDA手簿采集的数据利用管线伴侣见图3所示，进行整合，然后通过排水管网数字处理软件读入到AutoCAD成图软件中，生成新的CAD排水管网图。
3 数据入库
3.1 数据转换
数据采集及处理完成并检查无误后，通过排水管网数据转换程序，将图形数据换成为ACCESS数据库文件。
3.2 数据入库
将ACCESS文件格式的数据库数据导入GEOMEDIA中，进行拓扑分析后，生成SHAPE文件。在系统中可进行一定的查询测试。
4 质量控制
4.1 地形修实测
平面控制点若为RTK测量，则须检查控制点在测量时，是否进行两次初始化，四组数据之间的点位较差是否小于2 cm，重复抽样检查是否达到20%的的要求，且检测点的点位误差是否小于3 cm，控制点的边长相对精度应≤1/4000；高程控制测量以及地形修实测的相关内容，按质量检查要求进行数据质检。
4.2 数据处理检查流程
为了保证数据的质量及其属性的完整性，在AutoCAD软件开发了数据检查程序，对其相关内容进行检查，具体数据检查流程见图2。
4.3 数据入库检查
由AutoCAD图形中将数据转换成ACCESS数据库数据后，对数据入库检查，若有问题则逐级反馈，一致数据无误。
5 结语
该项目所建成的排水管网数据库已成功的应用于某市的相关部门，已为其防汛指挥提供了基础数据，实践表明本项目的数据采集和建库方法提高了生产效率，实现了外业采集数字化，内业处理自动化，质量检查系统化，数据入库程序化，保证了排水管网建库的进程。另外，排水管网建库是一个长期而艰巨的任务，此次只是一个基础的数据库，后期要保证数据的实势性，还需建立完善的更新维护机制，以确保数据库在实际应用中发挥其应有的作用。
参考文献
[1] 袁建平.基于MapObjects的排水管网地理信息系统构建与应用[D].武汉大学，2005.
[2] 王中辉，闫浩文，程东.门牌空间数据的采集及建库方法研究[J].测绘与空间地理信息，2010，5（33）.endprint
作业时间
井编号，井盖标高
井盖材料，井盖规格，窨井形式，落底形式
管道方向，管径，深度，管底标高，相连井编号，管道形式，管道材料
最后修建日期：年，月，日，
备注。
2.5 数据处理
先将外业PDA手簿采集的数据利用管线伴侣见图3所示，进行整合，然后通过排水管网数字处理软件读入到AutoCAD成图软件中，生成新的CAD排水管网图。
3 数据入库
3.1 数据转换
数据采集及处理完成并检查无误后，通过排水管网数据转换程序，将图形数据换成为ACCESS数据库文件。
3.2 数据入库
将ACCESS文件格式的数据库数据导入GEOMEDIA中，进行拓扑分析后，生成SHAPE文件。在系统中可进行一定的查询测试。
4 质量控制
4.1 地形修实测
平面控制点若为RTK测量，则须检查控制点在测量时，是否进行两次初始化，四组数据之间的点位较差是否小于2 cm，重复抽样检查是否达到20%的的要求，且检测点的点位误差是否小于3 cm，控制点的边长相对精度应≤1/4000；高程控制测量以及地形修实测的相关内容，按质量检查要求进行数据质检。
4.2 数据处理检查流程
为了保证数据的质量及其属性的完整性，在AutoCAD软件开发了数据检查程序，对其相关内容进行检查，具体数据检查流程见图2。
4.3 数据入库检查
由AutoCAD图形中将数据转换成ACCESS数据库数据后，对数据入库检查，若有问题则逐级反馈，一致数据无误。
5 结语
该项目所建成的排水管网数据库已成功的应用于某市的相关部门，已为其防汛指挥提供了基础数据，实践表明本项目的数据采集和建库方法提高了生产效率，实现了外业采集数字化，内业处理自动化，质量检查系统化，数据入库程序化，保证了排水管网建库的进程。另外，排水管网建库是一个长期而艰巨的任务，此次只是一个基础的数据库，后期要保证数据的实势性，还需建立完善的更新维护机制，以确保数据库在实际应用中发挥其应有的作用。
参考文献
[1] 袁建平.基于MapObjects的排水管网地理信息系统构建与应用[D].武汉大学，2005.
[2] 王中辉，闫浩文，程东.门牌空间数据的采集及建库方法研究[J].测绘与空间地理信息，2010，5（33）.endprint
