城市地下管线数据动态更新方法探讨

高远，范咪娜

(山东正元数字城市建设有限公司，山东 烟台 264670)

1 引 言

地下管线是现代化城市运转的动脉，担负着城市的物质传输，信息共享，抗旱排涝等功能，直接影响着经济和社会的发展。至2015年底，全国各城市已基本完成了地下管线的综合普查工作，并建立了相应的地下管线信息管理系统对综合管线数据库进行管理和使用。近几年随着基础建设或者功能调整，新增或者改扩建的管线不断增多，传统的管线普查方式已不能满足业务部门对管线数据的现势性和准确性的要求，需要探索一种完善的地下管线数据动态更新方法。

2 动态更新内容及特点

城市地下管线数据动态更新的主要内容包括，新增管线和变化管线的探查，修补测更新的管线与原有管线的接边、替换、删除，多源数据的整合、核查，地下管线数据库的建立与更新，信息管理系统的数据更新与共享[1]。

总体业务流程是围绕管线数据库的全生命周期来开展的，数据更新主要是从外业巡查更新、规划用图更新、工程改造图更新、竣工测量数据更新等多方面来开展，通过多源数据整合，保证管线数据库的时效性，方便城市的规划发展和工程建设。

地下管线数据动态更新有别于管线普查的特点有：

(1)地下管线涉及权属部门众多，各权属部门由于业务分工不同，往往根据各自需要进行管线的新建或改造，各自留存的资料规格不统一或者资料不完整，使得管线变化区域需要逐一整理核实，形成的规划用图、工程改造图、竣工测量图等多源数据格式结构与综合管线数据库存在差异，不能直接进行数据更新。

(2)新建或改造的管线零散地分布在城市各个区域，需要巡查确定更新范围，外业巡查工作量大，容易出现遗漏的情况。

(3)原综合管线数据库的更新需要经过新增、查漏、核实、删改、接边、检查等工作流程，工序复杂，容易错漏。

3 动态更新工作流程

地下管线数据的动态更新首先是多途径准确掌握管线的变化信息，确定修补测的工作范围，再通过外业实地开展修补测工作，获取准确的管线数据，同时，对于多部门掌握的多源数据进行分析整合，补充完善，从而形成完备、准确、现势性强的地下管线数据库。动态更新流程如图1所示。

图1 动态更新流程

3.1 确定修补测范围

协调各管线权属单位的相关资料是开展管线修补测工作的重要一环，管线权属单位主要提供竣工测量资料、管线工程施工资料、管线变动资料，对于疑难问题，由建设单位、权属单位、作业单位三方到现场踏勘解决，以此明确管线更新的范围及上次普查到此次更新时间段内管线的变动情况。

外业巡查是全区域性的，通过外业巡查可以对城市各区域的管线变动情况进行跟踪记录，确定数据更新范围。

(1)对于巡查发现的已施工完成的管线变化区域，做好记录，方便开展探测工作。

(2)对于完成管线埋设尚未覆土若的情况，按照作业要求现场进行修补测。

(3)对于道路整体翻修，原有管线全部破坏的，做好记录，在数据库中进行删除；对于道路扩建导致的路灯或者通信管线变化的，做好记录，需要探测更新；对于在原有线路追加新管种的，做好记录，进行数据更新。

3.2 地下管线修补测

地下管线修补测是数据动态更新的最重要方式，要保证数据标准、坐标系统与原综合管线数据一致。控制测量可以借助省CORS系统，GPS-RTK可直接用于管线点和附属设施的测量，也可以通过等级控制点布设图根点的方式进行测量，使更新的管线数据能够与多源地理信息数据保持一致[2]。

地下管线的探查分为管线调查和仪器探测，在实际作业过程中需要将两种方式相互结合使用。调查能查明的是管线类型、管径规格、材质、附属物、建(构)筑物、功能、施工方式、线缆条数等；仪器探测的是管线的铺设情况、管线方向、埋深等，根据不同的地理环境选用不同的探测方法，以保证管线探测的准确性[3]。明显管线点需要实地进行详细踏勘，打开检修井进行量测，现场记录管线的属性数据，绘制管线连接关系的草图，确定需要仪器探测的范围[4]。对于实地调查无法确定的隐蔽管线点需要采用物探的方式进行探测，在进行地下管线探测时，采用何种探测方法对探测的结果和精度会产生很大的影响，因此对于不同的管线类型、不同的管线材质，需要采用不同的探测方法。地下管线修补测不同于全面普查，在多种管线空间重叠的情况下需要对新旧管线进行分辨，明确新旧管线的交接位置，着重探测新旧管线的连接点，作为区域管线更新的起始点和最终点，存有异议时，需要与权属单位人员进行现场研究，用综合的方法进行探测，以保证管线探测的准确性。

地下管线的探查工作完成之后，一般在地面附属物的几何中心设置管线点标志，方便后期收点测量。管线点的编号规则为“作业组号+管线类别代号+外业流水号”或者“测区号+管线类别代号+外业流水号”，编号需要保证唯一性。管线点标志设置完成之后，需要尽快开展管线点的测量收点工作，设置时间短，点号清晰，作业员记忆清晰，有利于保证测量管线点的完整性和准确性，避免出现错漏。

利用专业的地下管线数据处理系统，按照原综合管线数据库的数据结构，将物探数据库和测量数据库整合，以mdb数据库的格式进行存储。数据库文件是以测区为单位，其命名规则为“测区名+分区号”，方便综合管线数据库的统一更新。

3.3 多源数据整合

多源数据的整合是管线数据更新入库的关键步骤，直接关系到管线数据更新的准确性，其主要包括规划用图、工程改造图、竣工测量图、修补测的数据、原综合管线数据库等。多源数据的整合，首先需要进行精度验证、数据格式与属性分析、数据格式转换、坐标转换等预处理过程，之后进行人工判断数据接边工作，再通过数据查错与更正完成整合过程。

(1)多源数据预处理

多源数据的精度是融合使用的关键，在使用之前需要以原综合管线数据库为基础进行外业精度核查，按比例验证明显点与隐蔽点的可靠性。对于重复性的数据先进行内业综合分析，外业验证精度之后，再采用现势性强的数据。对于精度不符合要求的数据，不可直接进行数据融合使用，可以作为外业探查的辅助底图，实地数据需要重新探测。

规划用图、工程改造图、竣工测量图等数据由于提供数据的权属单位不同，往往存在多种数据存储格式和不同的数据结构，需要按照原综合管线数据库的属性结构和存储方式对提供的资料进行判读，对于符合条件的数据资料，可以进行数据的预处理开展后续的处理工作；对于不符合条件的数据资料，需要与权属单位对接，进行数据的格式转换，达到要求后进行后续入库和接边流程。

规划用图、工程改造图、竣工测量图等数据采用的坐标系统与原综合管线数据库不一致的，需要按照国家统一要求，转换至2000国家大地坐标系，建立坐标系转换关系，使得地下管线数据库具有国家统一的坐标系统。

修补测的数据按照原综合管线数据库的格式、属性结构和坐标系统建库，可以直接开展后续的接边处理工作。

(2)管线数据接边

数据接边主要难点有新增管线的接入和变化管线的删除，接边的要求是无缝接边，相邻的管线走向和属性是一致的，利用软件成图和切边后，应不存在误差[5]。多源管线数据进行接边时，需要先对各种数据的来源和数据形式进行综合的分析，明确接边区域的管线种类和走向特征，同时要对新增和删改的数据进行详细记录[6]。

在多源数据的内业接边工作中，需要用新实测的管线数据对原综合管线数据库进行修改；新增或删改管线数据，必须以实地情况为准，按照原综合管线数据库标准开展；在新旧管线交叉内业无法判断节点时，需要在异议处标注，外业进行实地核实；由于地下管线具有不可见性，不同管种的地下布设具有一定的规律，在进行数据整合时，可以依据不同管种的布设特点来进行综合性的判断。

(3)数据库检查与更正

数据库查错是运用查错程序进行数据校对，根据预设条件，查找数据库中逻辑、拓扑、遗漏等数据错误，同时也可以查找类似管线编码、格式错误的数据错误，经过数据查错的数据库需要既符合实际情况，又可以满足数据在信息系统中的稳定运行[7]。

数据查错在城市地下管线普查工作中是非常重要的一部分，其质量直接关系到管线普查成果资料的数据可靠性。数据查错是项目生产单位质量检查的关键一环，分为内业检查与外业检查，内业检查主要是数据库查错，结果需要重新反馈到外业核实；外业检查是实地验证，抽查管线点和接边情况，发现问题需要及时更正，以保证综合管线数据库的准确性。

4 结 语

城市地下管线数据动态更新工作是保证地下管线数据时效性和准确性的重要方式，与综合管线普查相比，具有长期性、复杂性、多面性等特点，本文通过管线动态修补测和多源数据整合的方式实现了地下管线综合数据库的更新，提高了动态更新的效率和质量。随着城市建设的发展，地下管线数据更新势在必行，合理的作业流程既可以在保证地下管线数据准确性的基础上，提高工作效率，也可以使有现势性的地下管线数据对基础建设方面的发挥支持作用。