ＬｏＷ ｃＡＲＢ０Ｎ ＷｏＲＬＤ ２０１３，Ｉｏ 能源・地矿 城市地下管线信息系统的建设和应用 朱玉云（安徽省第二测绘院，安徽合肥２３００３１） 【摘 要】城市地下管线的隐蔽性、动态性、网络性和多样性决定了地下管线测量与管理技术的复杂性和难度。本文讨论ＧＩＳ在市政管线运营 管理技术中的应用。对数据源的基本要求、数据库结构与功能等进行介绍，通过管线ＧＩＳ系统的开发和应用，建立市政综合管息系统进行 动态管理、监测，实现市政管线在规划、建设、运营各阶段的有效管理。 【关键词】地下管线；ＧＩＳ；建设；应用 【中图分类号】ＴＵ９９０３ 【文献标识码】Ｂ 【文章编号】２０９５—２０６６《２０１３）２０—０２２９—０２ １引言 ＧＩＳ（Ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）是一门在计算机系统 支持下对空间和非空间信息进行采集、存储、管理、输出、分 析、转换、显示、复合与分解，描述整个或部分地球表面（包括 大气层在内）与空间和地理分布有关的数据的计算机空间信 息系统ｆ１］。随着ＧＩＳ技术的发展与推广应用，利用ＧＩＳ技术强 有力的数据管理、显示和制图功能建立城市市政综合管网管 理系统进行动态管理已成为解决城市地下管线规划、建设与 运营管理最科学的方法。 ２数据来源与数据要求 ２．１管线数据的来源 城市地下管线信息系统是数字城市信息系统的一个子系 统 （如图１），是在数字城市空间地理框架基础平台上的具体 应用。为建立城市地下管线信息系统，要利用好管线竣工测量 的数据资料以及对地下管线进行普查、测量，取得第一手现状 资料。包括市政给水、雨水、污水、电讯、电力、有线电视、热力 等：地下管线的地下空间分布情况，包括管长、管径、管材、起 点坐标、起点地面标高、起点管底标高、起点管顶标高、起点埋 深、终点坐标、终点地面标高、终点管底标高、终点管顶标高、 终点埋深、折点坐标、折点地面标高、折点管底标高、折点管顶 标高、折点埋深．所在道路、建设单位、产权单位、建设日期等 矢量数据和属性数据。 豳聊…应用服务 圜圜 基础地理空阚框架 图１数宇城市地理信息管理系统示意图 ２．２对管线数据的要求 由于地下各专业管线都是个有方向的相互连系的整体， 必须对地下管线数据分层分类编码．编码利于信息的分类管 理和排序，可明显提高查询检索速度，同时也便于进行网络分 析。对数据进行编码，才能在计算机中形成一个系统，进行管 线综合．对管线的空间位置精确定位，并与其属性形成对应关 系。属性数据是实现管线管理和维护的重要基础数据。 （１）地下综合管线编码设计原则ｌ引 ①地下综合管线设计的原则是采用结构化编码方案，在 国家标准基础上发展并充分考虑与地形编码的衔接问题。 ②充分考虑地形数据与地下管线数据对管线设施的精度 要求、施测方法以及范围大小等方面的差异．确定地下管线数 据库在物理上存在。其分层方案，但编码方案以国标 地形数据为基准．在此基础上扩展。 （２）分类编码方法 编码统一用７位数字描述．结构为： 主编码（４位 ＋ １住） ＋ 附编码（２住） ｘｘｘｘ ＋ ｘ ＋ ｘｘ 原则上按《国标》要求在《国标》的基础上进无附编码时用…０’补齐 规定，不足４位的，用 一步细分类的码，无细 ’“０”补齐 分类时．用“０”补齐 ３系统结构设计 设计良好的信息系统结构．对于系统的建设、维护和功能 实现尤其重要．必须充分重视。 城市地下管线信息系统按照如图２所示的结构进行设计 开发柳 －基础地瞄麻 ■嬗工潮■ －援瑚遭瘩虹墁牟 ■量蛾挂麓田｛Ｉ怍 ■蕾蛾探嗣 ■垭捌挂地瘁 －办囊空Ｉ軎童相 ●蕾线圈蠕．蠹 ・其他辅助豳耀 ■监理入车 ‘ ‘ 黛舫氟撼牟 规煳ｔ艘牟 竣工潮●与蕾童牟 攘裔应用 －瞥垃工程 ●与专韭枉一单位 上 ■蟪捌ｔ耀 二擐鬟缱痒连接 ●督艘ａＩｓ功雌 ■舟替自鳓佬 ●擦音ｔ伽 －风土Ｉ分斩 ■矗面分折 －ｔ饿工糟靛蜘撼台 ・瞥艘工程舰螂辅聃幢计 －蟾工潮量臂理 ■搬懈共事 ■ｔ垃痹离缩裔 ■■墁报ｔ暖擤作 ■技术支持 －耐井艇务功能 ■办盐立ｌ毫攥忭 ■纛阚腿务 图２地下管线信息系统结构图 ４系统功能设计 地下管线信息系统作为数字城市建设的重要组成部分， 应满足相应的功能嘲 ４．１数据的输入输出功能 （１）应具有完善的地形和管线信息，包括图形与属性的输 入编辑功能： （２）具有完善的数据接口，能够方便可靠地进行管线数据 ｑ 和地形数据的输入和输出； （３）系统需提供一些必要辅助工具来检测输入数据的准 ； 确性和属性库的整洁性、图形数据和属性数据的一致性等。 ４．２综合查询功能 砉 数据查询与查询效率是建立信息系统的重要指标，根据 舌 城市规划、建设、管理的要求，地下管线信息系统除具有一般 的图形、属性交互式查询、图形属性的ＳＱＬ查询等通用的ＧＩｓ 量 ２２９ 能源・地矿 ０Ｗ ＣＡＲＢＯＮＷ０Ｒ Ｄ ２０１３／１０ 查询功能之外。还具有如下综合查询和管理功能： （１）基于道路名、单位名查询 通过道路名或道路旧名、单位名等多种组合方式查出相 关图幅号，逐图调入管线图，操作简单方便。 （２）基于单张图的查询与统计 的配合下。具有以下功能： （１）全市规划区内各种干线的总体布置图生成功能； （２）地下管线与建、构筑物之间水平间距判断与分析功能； （３）地下管线与建、构筑物与绿化树种间水平净距判断与 分析功能； ①解决管线的查找；②统计报表功能。系统设计多种调入 方式。 （４）各类地下管线之间水平净距判断与分析功能； （５）各类地下管线垂直净距判断与分析功能； （６）交叉路１２＇任意断面图生成功能。 基本调入方式有：从全市分幅图中调入、以图名调入、从 存储目录调入： 基于已有图形的方式有：从当前图窗中心调入、以所选图 ４．６管线地图综合、工程规划辅助设计和对外服务 的综合应用功能 （１）管线地图综合 形中心位置调入、从当前图的上下左右图幅调入、在漫游过程 中调入： 基本查询与统计方式有：分类统计管线点数和管线长度、 有关竣工测量的查询与统计（以建设年月为关键词之一）、有 关规划管线的查询与统计（以报建案号、来文单位、所在道路 名为关键词１ （３）整幅系统图的产生与查询 实现任意专业管线全市范围内的整幅系统图的产生与查询． 以进行任意范围的地下管线的分析。 （４）以其他图文数据为参照的查询 包括城市基础地形图库、规划道路网、用地现状图等为参 照的各种查询：以管线规划管理办公自动化文本数据为基础 的查询等。 ４－３网络分析功能 面向城市规划建设管理的地下管线信息系统无需详细管 理管线的事故维修及用户使用情况．但必须提供在其他专业 信息系统支持下，实现事故影响区分析、最短路径分析、施工 对交通影响分析功能，以扩大其应用范围与实用性。事故影响 区域分析方法主要如下： （１）绘制事故分析图 方便找出事故发生点，生成事故分析图，详细标出事故发 生点所在位置及相关阀门或检查井位置。 （２）叠加地形 为方便查看事故影响区的地形环境。提供叠加地形图的 功能。 ①最短路径分析：结合交通路网，确定到事故发生点或事 故处理点（如要关闭市政给水管阀门处）的最短路径，提高事 故处理效率。 ②施工对交通影响分析：在城市道路交通信息系统的支 持下．分析管线施工对道路交通的影响．辅助制定改善交通的 措施。 ４．４断面分析功能 断面分析是道路与管线工程规划、设计、管理的基础，也 是地下管线工程综合的主要依据．它可分析纵断面和横断面 （包括任意角度的斜断面），提供任意地点的断面图自动生成 功能。如在桌一道路上作道路横断面，横断面图中显示各专业 管线的相对距离、埋深、位置，属性表中可查看任意管线的管 ； 材、坐标、地下高程、管顶高程、管底高程、埋深、管径、管线类 § 型（给水、污水、雨水等）、权属单位、所在地形图号。选择某一 看 管线作纵断面，计算机显示纵断面图和管线属性表，管线属性 表中可查看到该管线的管线类型、管材、管长、管径、权属单 位、所在地形图号、埋设时间。 ４．５管线工程综合 墓 管线工程综合在前述综合查询、网络分析、断面生成功能 ２３０ 地图综合功能经过处理．自动生成满足我国测绘规范的 任意比例尺管线图 （２）管线工程辅助设计和决策 以国家有关管线工程的最小覆土深度、管线最小水平净 距、管线交叉时的最小垂直净距等规范为准则，在地形图库、现 状管线库、规划管线库、规划道路红线库等地图数据库的基础 上，通过计算机对设计信息的处理，完成管线设计计算、分析、 绘图及方案比较，从技术上避免规划管线与现状管线的矛盾。 （３）管线报建图的生成 管线报建时要求设计单位能提供数字化管线图．从而保 证报建管线图迅速进入计算机 与各相关叠加进行分析，在上 述功能支持下，判断其是否与规范冲突、与现状和规划冲突， 提高了管理人员决策的科学性。审批通过的管线资料存盘入 库，与相关数据库结合，以备查询、管线综合等。 ５结论与展望 利用ＧＩＳ强大的数据管理、显示和制图功能．以数字城市 地理空间框架为基础。以规划图、管线竣工测量成果及管线普 查成果作为系统的基本数据。建设城市地下管线管理信息系 统．对城市地下管线的规划设计、改建、扩建、运营维护实行动 态有效管理。保障城市“生命线”的正常运行。 数字城市是数字地球的重要组成部分．而管线ＧＩＳ信息 系统是数字城市的重要应用。各级正积极加大信息化建 设的投入，更加重视信息化建设的管理。建立城市市政综合管 网管理系统。对城地下市管线进行动态管理，是解决地下管线 规划设计、建设与运营管理最科学的方法。 参考文献 【１］龚健雅．地理信息系统基础【Ｍ】．科学出版社，２００４，２（５）：５－９． 【２］承继成，李琦，林珲，董宝青，夏曙东．数字城市理论、方法与应用 【Ｍ１．科学出版社，２００３，７（２）：２２—１６４． ［３】韩勇，陈之中．城市地下管线信息系统的结构设计及功能ｆＪ］瑚｛绘通 报，２００２，３：４５￣４６． 『４１张望军，王国生，王政华．城市地下管线信息系统在ＧＩＳ下的建立 【Ｊ１．湖南大学学报（自然科学版），２０００，５：８５～９０． 【５】陈俊，宫鹏．实用地理信息系统【Ｍ］．科学出版社，２００１，２（３）：１－５． 收稿日期：２０１３—９—２９ 作者简介：朱玉云（１９６９一），男，工学学士，工程师，主要从事遥 感与ＧＩＳ等方面的生产与研究。
