地下管线数据库发展

地下管线数据库发展（精选7篇）

地下管线数据库发展 第1篇

关键词：地下管线,数据库更新,图形文件,数据文件

0 引言

地下管线就如同血液一样, 是城市基础设施的重要组成部分, 是城市现代化发展的物质基础。它肩负着输送能量、传输物质、传递信息、排放垃圾的重任, 是城市赖以生存的“生命线”。地下管线数据库是城市地下管线信息系统的基础和核心, 建立城市地下管线数据的动态更新机制, 及时更新和维护地下管线信息系统, 是保证管线现势性和管理有效性的唯一途径。本文以菏泽市地下综合管网管理系统为例, 主要介绍系统数据库的更新模式与方法。

1 菏泽市地下综合管网管理系统简介

菏泽市地下综合管网管理系统是由北京鸿业公司研发, 整个系统以大型数据库Oracle为基础, 以地理信息为依托, 采用C/S与B/S结合的设计架构, 以Autodesk Map (桌面GIS) 和Autodesk MapGuide (WebGIS) 作为图形平台。系统分为数据建库、更新、查询等模块, 并且提供了丰富的管线编辑功能和管线、管节点标注, 纵横断面绘制等工具。系统具有以下优点:

1) 桌面GIS与WebGIS取长补短, 充分发挥各自的长处。减小了系统维护的工作量, 使单位各专业部门共享资料时, 使用起来更简单、直观、形象。2) 系统提供了丰富的管线数据录入、编辑工具, 桌面GIS平台与WebGIS平台使用同一个数据库, 数据更新非常方便。3) 系统能够管理从规划、现状到废弃、拆除等管线的整个生命周期, 历史数据齐全。4) 系统提供可视化三维管网模型查看功能, 可进行管线水平间距分析、垂直间距分析、管线路由分析等分析功能, 为决策提供强有力的支持。5) 系统对各类管线和不同阶段的管线进行分层管理, 方便了管线的查询和统计。6) 完善的Oracle数据库备份、修复技术保证了系统的正常运行, 提高了系统的安全性。7) 系统还具有可视化操作、图文互动等优点。

2 菏泽市地下管线数据库的更新模式与方法

竣工测量采集的空间信息和属性信息, 按照系统的要求, 制作成图形文件和数据文件, 对图形文件、数据文件及新增管线与原有管线连接关系检查无误后即可入库。图1为管线数据入库更新流程图。

2.1 地下管线竣工测量

地下管线竣工测量分为覆土前测量和覆土后测量两步骤进行, 其目的是获取地下管线的空间信息和属性信息。覆土前测量在管线 (或管道) 铺设完毕后覆土前进行, 主要是测定地下管线特征点的平面位置和管线管顶 (管底) 高程, 并绘制连接草图, 记录管线属性信息。覆土后测量是在管线 (或管道) 覆土后, 场地平整、与管线配套的建 (构) 筑物及附属物修建完毕后进行。覆土后测量主要是测定地下管线建 (构) 筑物及附属物设施的地面坐标和高程, 绘制管线连接草图, 反映管线与周边地形、地物的衔接关系, 填写《地下管线竣工测量调查表》。竣工测量采集的准确的空间信息和属性信息为数据入库提供了可靠保障。

2.2 管线数据入库的方法

菏泽市地下管线信息系统提供了图形文件入库和数据文件入库两种入库的方法。

1) 图形文件入库。

外业采集的空间数据, 采用南方CASS6.1软件, 按1∶500比例尺成图, 比例尺应与系统中的地形带状图一致。地下管线在系统中是由管点和管线组成的, 绘制图形时, 图形内部除零层外只能存在两个图层即点层和线层。系统中入库时默认的点层为CASS中的GXYZ层, 所以绘制管线点符号应放在GXYZ层中, 而管线层应以系统中各种不同管线的线层名称命名。如给水管线, 线层应命名为“JS”。为了避免管点间发生连接错误, 图形中各管点之间应按草图所记点号连接。绘制图形时不能任意增加管点符号, 同时也应删掉点坐标文件中无用的点。绘制完成的图形文件采用系统提供的空间数据导入工具, 导入系统数据库。导入的数据只包含管线的空间信息, 入库后要对各个管线点和管线段的属性进行编辑入库。图形文件入库可以直观的表达管线间的连接关系, 绘图和数据编辑比较简单, 比较适合数据量较少的管线更新入库。

2) 数据文件入库。

对外业采集的空间数据和属性数据进行检查后, 编辑入库文件。入库文件分点表和线表两部分, 入库文件为Excel格式。点表主要是编辑填写管线点的空间数据和管线点的属性特征。线表主要是编辑填写管线各管段的连接管线和管段的属性信息。点表与线表中的属性信息按照竣工测量调查表中的内容填写。导入系统数据库默认为MDB文件格式 (ACESS数据库) , 入库前将Excel格式的数据文件转换成MDB文件格式。转换完成的MDB文件, 利用导入工具导入数据库, 数据的导入分连接数据库、数据审查、导入数据三个步骤。连接数据库主要是提取需要入库的MDB文件。MDB文件与导入工具建立连接后, 根据弹出管线数据表对话框 (针对表名=管代号+Point/Line形式) , 选择需要入库的管线类型 (默认) 。数据审查主要是对提取MDB文件进行检查。数据的检查包括空间信息和属性信息的检查、点表和线表点号是否一致等。数据审查未成功, 系统会报出错误信息。可根据系统提示改正MDB文件中的错误信息, 重新进行数据导入。数据检查成功后, 进行数据的导入。数据导入完成工具自动关闭。数据文件入库编辑程序简单, 可以实现管线的批量入库, 但入库方法抽象, 编辑时容易出现错误。

入库后的新增管线要进行数据的接边, 接边主要是对管线的属性信息和空间信息接边。接边时如发现错误, 应查明原因, 现场核实, 及时改正。采用图形文件入库的管线可以生成管线点成果表, 成果表的格式为MDB文件格式。通过生成的管线点成果表, 可以重新对入库的各种信息进行检查, 从而确保了管线的准确性。

3 结语

现代化城市的规划、建设和管理必须把城市的地上和地下作为一个整体的空间来考虑, 科学的规划来自于完整的信息和对城市发展的准确预测。地下管线数据库更新实现了地下管线的动态管理, 为城市规划、建设、国土、通讯等部门提供各种信息支持, 为市政工程的设计、施工和维护提供科学的依据, 地下管线数据库更新模式为综合型、多功能、多专业的城市地理信息系统数据库的建立提供了可靠的技术保障。

参考文献

[1]CJJ 61-2003, 城市地下管线探测技术规程[S].

城市地下管线测量数据分析论文 第2篇

（1）隐蔽管线点的探测精度：平面位置限差δts=0.10h，埋深限差δth=0.15h（h为地下管线中心埋深，单位为cm，当h＜1m时则以100cm代入计算）。

（2）明显管线点埋深量测精度：当中心埋深＜2m时，其量测埋深限差为±5cm；当埋深≥2m、＜4m时，其量测埋深限差为±8cm；当埋深≥4m时，其量测埋深限差为±10cm。（3）管线点的测量精度：平面位置中误差ms不得大于±5cm（相对于邻近控制点）高程测量中误差mh不得大于±3cm（相对于邻近控制点）[5]。

（4）地下管线图上测量点位中误差不得大于±0.5mm；地下管线图上探测点位中误差不得大于±（0.5＋0.25δts/M（mm），式中M为测图比例尺的分母。

5.2地下管线属性调查要求

地下管线属性调查包括管线类别、材质、规格、特征点类别、电缆根数、管块总孔数及附属设施等，其调查要求主要有：

（1）管线类别识别错误属错探管线，应重新调查。

（2）管线材质、电缆根数、管块总孔数、特征点类别四项合并成一项统计，即所检查管线点总数的四倍为计数总项，检查错误率小于或等于总项的3%时，调查工作质量合格，否则不合格。

（3）管线规格包括管径和方沟（或管块）断面尺寸，其量测限差为±5cm，检查错误率小于或等于3%时，调查工作质量合格，否则不合格。

（4）检查中发现漏探的管线应及时进行补探，并按规定的程序重新进行检查。

5.3地下管线测量数据入库

城市地下管线测量工作采集了大量的数据，获得了非常丰富的信息成果，传统的白纸成图或机助成图已无法满足城市地下管线动态管理需要。为了更好的使用和管理地下管线信息数据，最有效的方法是建立地下GIS系统数据库，它可以在计算机上建立各种管线信息数据库，使图形、文本信息的录入、修改、删除等数据管理实现自动化[6]。管线探测数据、外业测量数据经过检查合格后录入“地下管线数据处理系统”，不仅大大提高了测量数据内业处理效率，还进一步优化了内外业一体化作业流程。

6结束语

随着城市建设的日新月异，地下管线的数量和种类也越来越多。地下管线测量作为“数字城市”的基础性数据保障，对城市的信息化建设起着至关重要的作用[7]。对城市地下管线进行测量，从而保证了城市地下管线资料的现势性、完整性、准确性和有效性，从而满足现代“数字城市”建设的需要。我们通过对城市地下管线测量采集的数据进行数字化、信息化的管理，不仅大大提高了工作效率，而且使数据更加有效的服务于相关使用部门。

参考文献:

[1]刘港．浅谈城市地下管线的测量精度及方法[J]．地理空间信息，，5（4）：95-96.

[2]陈杰华，陈敏．城市地下管线测量方法研究[J]．江西测绘，（2）：38-41.

[3]CJJ61-1994．城市地下管线探测技术规程[S]．

[4]杨虎．城市地下管线探查技术及方法研究[J]．科技资讯，（13）：70-71.

[5]孔祥元，梅是义．控制测量学[M].武汉：武汉大学出版社，.

[6]房晶．城市地下管线测量探讨[J]．淮海工学院学报（自然科学版），（18）：71-72.

浅谈城市地下管线测量与数据管理 第3篇

关键词：城市地下管线；管线数据；实地探测；数据检查

1 城市地下管线的测量

地下管线测量包括历史的和现状的地下管线测量。历史地下管线测量是由物探技术人员探测管线（点）的位置，测量技术人员采集管线点的三维坐标，然后由内业人员把外业人员采集的数据输入、建库、成图。在建管线的测量是在竣工覆土前，采用实测法进行竣工测量，然后由内业人员进行数据处理、成图、入库。

1.2地下管线测量技术

地下管线测量方法包括现状调绘和实地探测。

1.1.1现状调绘

现状调绘采用实地调查与仪器探查相结合的形式，即通过对明显管线点的实地调查、对隐蔽管线点的探查、对疑难点位开挖来确定管线点的测量点位。通过调查，查明各种管线的敷设情况（管线在地面上的投影位置及埋深）、类别、材质、规格、载体特征、电缆根数、孔数及附属设施等，绘制探测草图（详细记录管线点的属性及管线的走向、连接关系等），并在地面上设置管线点标志。管线点宜设置在管线特征点在地面的投影位置上。 管线特征点包括起讫点、交叉点、分支点、转折点、变材点、变坡点、变径点、上杆、下杆以及管线上的附属设施中心点等。

1.1.2实地探测

地下管线探查的物探方法按场源分为：电磁法、直流电法（包括高密度电法）、磁法、弹性波法（浅反、波面）、红外辐射法等。地下管线探查前，应在探查区或邻近的已知管线上进行方法试验，确定仪器设备的有效性、精度和有关参数。不同的地下管线、不同的物理条件的地区，应分别进行方法试验。

1） 金属管线和电缆的探测。 探查金属管线和电缆应根据管线的类型、材质、管径、埋深、出露情况、地电环境等因素选择探测方法。（1）接头为高阻体的金属管线，宜采用频率较高的电磁感应法或夹钳法，亦可采用电磁波法，当探查区内铁磁干扰较小时，可采用磁场强度法或磁梯度法；（2）管径（相对埋深）较大的金属管道，宜采用直接法或电磁感应法，也可采用电磁波法或地震波法；（3）掩埋较深（相对管径）的金属管道，亦采用功率（或磁矩）大、频率低的直接法或电磁感应法；（4）电力电缆宜采用被动源法进行搜索，初步定位，然后以主动源法精确定位、定深，当电缆有出露端时，宜采用夹钳法；（5）电信电缆和照明电缆宜采用主动源电磁法，有调教时可施加断续发射信号。

2）非金属管道的探查。非金属管道的探查宜采用电磁波法或地震波法，亦可按下列原则进行选择：（1）有出入口的非金属管道。宜采用失踪电磁法；（2）钢筋混凝土管道。可采用磁偶极感应法。但需加大发射功率（或磁矩）、缩短收发距离（应注意场源影响）；（3）管径较大的非金属管道，宜采用电磁波法、地震波法。当具备接地条件时。可采用直流电阻率法（含高密度电阻率）；（4）热力管道或高温输油管道。宜采用主动源电磁法和红外辐射法；（5）在盲区探查管线时，应先采用主动源感应法及被动源法进行搜索，搜索方法有平行搜索法及圆形搜索法，发现异常后，宜采用主动源法进行搜索追踪、定位、测深。

2 管线数据资料管理

2.1管线数据类型

管线数据包括城市给水、排水、燃气、电力、电信、热力、工业等管线的空间数据和属性数据。空间数据包括各类管线、管段、管件及地面设施的空间位置和形状信息。属性数据应包括管线点点号、平面坐标、类别及特征，管線材质、管径或横断面、管线连接关系、埋设年代、权属单位，地面、管顶或管底高程，电信电缆的管道孔数及已用孔数，电力线的电缆根数、电压及截面积，燃气管道的压力与埋设方式等特殊信息。有关图幅信息等。

2.2管线数据的处理流程

（1）数据输入或导入。由于外业探查或竣工测量的管线数据记录在《地下管线探查记录表》中，因此，在数据处理前。需要将其录入到相应的管线探查成果数据库中。

（2）数据检查。为确保录入到管线探查成果数据库中的数据与《地下管线探查记录表》中的数据一致，在录入工作完成后，应人工对录入数据进行核对。并改正录入过程中的错误。在完成人工检查后，应采用检查软件对探查和测量的数据进行检查。检查内容包括：重点号检查，管线探查成果数据库与管线点测量成果库点号一致性检查。数据规范性检查，各属性内容合理性检查，重力排水管高程检查，管线点间距检查，管线间空间碰撞关系检查，管线拓扑关系检查，数据格式检查，数据库与图形文件一致性检查，数据数量检查，注记字体与大小检查，图廓整饬内容检查等。

（3）数据预处理。录入和检查工作完成后，用管线数据处理软件对数据进行预处理，生成管线图形文件、注记文件、管线线数据库、管线点数据库。

（4）图形编辑。将管线图形文件和注记文件输出成地下管线图，由探查人员根据草图检查管线点符号（测点性质）的正确性、管线连接关系的正确性、有无遗漏管线、管线性质的正确性、管线点坐标是否正确、管线属性是否正确以及相邻图幅、相邻测区的管线是否一致等内容。然后在管线图形文件上进行编辑和修改。

（5）数据输出与转换。将编辑好的管线图形文件输出到CAD平台下的管线图形文件，并确定输出的范围和管线种类，输出的高程表和管线成果表可以在不同的数据平台上进行数据格式的转换、编辑。

（6）数据更新。随着城市规模的不断扩大，城市地下管线建设和改造工作时刻都在进行，保证管线数据的动态更新，确保数据的完整性和现势性时是长期而重要的任务。

3 结语

为了满足城市地下空间开发设计和城市规划建设的需要，实现城市地下管网数据整合、数据更新和动态维护，我们有责任高标准、严要求地开展地下管线探查工作，不断摸索学习新的方法。

参考文献

[1]CJJ61-2003，城市地下管线探测技术规程[3].

[2]张正禄.地下管线探测和管网信息系统[M].北京：测绘出版社2007：124-127..

[3]雷林源.城 市地下管线探测与测漏[M].北京：冶金工业出版社2003：176-177..

地下管线数据库发展 第4篇

如果有路段需要开挖, 施工单位就应该到规划部门报备相应手续, 然后从信息中心免费调阅地下管线资料, 以便优化操作方案, 实施精细化作业。地下管线信息库, 为拒绝“拉链马路”提供了技术支撑。

无锡市建设局工程处人士介绍, 如今, 地下管线的精准信息从工程项目的规划设计环节即导入, 保障新建、改扩建道路只开挖一次路面, 施工后一次性恢复, 原则上5年内不再被重复开挖。据统计, 这几年市区“拉链马路”现象已降至个位数。

地下管线数据库发展 第5篇

城市管线是城市的生命线,是城市的血管和神经,担负着信息、物质、能源输送的重担。尤其是地下管线,因其具有系统性、隐蔽性等特点,往往成为城市管理的一大难题。地下管线信息系统是数字城市的重要组成部分,其建设关系到居民生产生活的各个方面,是城市水污染防治的源头所在。以往仅利用Excel表格和CAD格式存储管线数据的管理模式存在很大的缺陷,存储的信息仅仅是图形的显示,不能很好地关联属性信息,无法有效地表示管线的特性[1]。因此必须依靠GIS技术,按照其体系和方法建立统一的信息系统,才能实现数据的有效管理、拓展数据的应用领域,才能够从根本上解决目前的问题。

地理信息系统(GIS)于20世纪60年代中期逐渐发展起来,它是在计算机软硬件的支持下输入、存储、管理、分析和输出多学科、多专业所需地理空间信息的一种计算机技术系统。GIS能够应用计算机软件和硬件系统的支持,进行地理空间数据的管理,并利用计算机程序建立常规或专门的地理分析与模拟方法,从而对复杂的地理空间系统进行空间定位和综合分析。GIS能够以地理模型方法作为研究手段,进行地理信息的空间分析、多要素综合分析和相关参数的动态预测,从而产生更高层次的地理空间信息,为地理研究和地理决策提供科学支持[2]。

1 地下排水管线数据库设计的基本原则

数据库的设计规范性直接影响应用程序中的数据维护、查询、检索、分析等功能。只有建立一个高效率、低冗余的存储机制,才能对系统中所涉及的空间和属性数据进行统一有效的管理。地下排水管线信息系统的设计应遵循以下原则[3]:

(1)空间数据的多源性:排水管网的查询和分析,需要多种类型的空间基础数据的支持,包括基础地形图、影像图、DEM等。

(2)空间数据和属性数据的互联性:基于GIS的平台可以对管网数据进行有效地存储,相关的属性数据则利用数据库平台进行高效存储并便于扩充,两者通过关键字段相连。

(3)数据的规范性:地下排水管网中节点和管线的类型比较复杂,数据库在设计和建设中应有统一的依据。昆明市城市地下管线探测办在国家和行业标准的基础上,制定了《昆明市城市管线探测技术规程》,并上升为云南省地方标准。

(4)良好的可扩展性:排水管网的数据随着城市规模的扩大变得越来越复杂,冗余度低、可扩充性好的数据库结构有效支持了数据的维护和更新,便于将来系统的数据内容和功能的扩充。

(5)拓扑关系的可维护性:数据库在设计时必须考虑拓扑关系的可维护性,包括空间拓扑关系和属性拓扑关系。拓扑关系的正确与否直接影响管网的网络分析和模拟计算结果。

(6)数据的安全性:排水管网数据的泄露将导致数据的破坏和丢失,因此需设置完善的安全机制。包括对用户权限的设置,对数据库的加密和备份等。

2 昆明市地下排水管线数据库的建设

笔者随同昆明市城市地下管线探测管理办公室在遵循上述基本原则的基础上,建成昆明市地下排水管线数据库,实现了管线数据的表达和应用。

2.1 综合数据库设计

综合数据库包括空间数据库、属性数据库和元数据库等。空间数据库存储地下排水管网设施的空间信息和基础地形数据。属性数据库存储运营监测数据、文档多媒体数据、模型参数数据和管网普查数据等。系统采用混合数据模型(如图1),将空间数据和属性数据分开保存,前者用分层的方式存储在空间数据管理系统中,以便系统开发应用过程中能随时调用。后者用关系型数据库Oracle存储。同时,在数据库中保存所有数据的描述信息,通过一系列数据表来描述和管理所有数据[4]。

2.2 数据入库流程

入库流程如图2所示。

对准备建库的数据,为了保证数据库的质量能满足要求,需要对入库前的数据进行一系列的处理,严格控制数据质量。在正式库中来进行数据的修改是相当麻烦的。为保证工程的完整高效性,要建立一个临时的工程,利用该工程来进行预入库处理,直到最后没有任何错误时再将数据输入到正式库中。

数据检查无误后,进行预入库处理,将通过检查的数据导入到一个临时的库中,在入库的过程中系统会自动检查一些错误,这些错误将自动进行标记后保存下来,便于后面进行定位、修改。

通过了上面所有的工序后,数据才能导入到正式库中。

2.3 数据检查

数据对整个系统起着决定性的作用。排水管线数据主要包括MDB数据、DWG数据、纸质数据和其他格式的电子数据,其涉及的数据量大,数据种类繁多。对海量的基础地理空间数据进行有效的检查,使之成为符合系统数据标准的数据,是保证整个系统发挥效用的基础。采集到的数据要全部、无损地进入GIS系统,建立起无缝空间数据库。这个空间数据库是全要素的、并且同时符合GIS数据模型和制图规范,保证进入到库中的是高质量的“干净的”数据。数据检查可分为制图检查和要素质量检查两类。前者主要通过有经验的制图人员通过浏览挑错来完成。后者检查的主要内容是要素质量检查。

数据检查采用自动批量处理和人工交互处理相结合的办法。最初完成采集的数据要经过检查修改检查等反复的过程,直到检查不出错误为止。这些都通过专门的检查工具或脚本来进行智能化的检查,对错误加以标记后由数据录入人员进行修改。随着作业人员对规范理解和熟练程度的加深,上述的反复过程就会大大减少。

2.4 数据库的数据更新功能设计

城市排水管网地理信息系统的生命力依赖于数据的现势性,这就要建立完善的数据更新机制。一方面,不断获取现势数据,并对数据库进行更新维护;另一方面,还要能够保存历史数据,以便在必要时能恢复过去任一时刻的数据,并能实现历史查询和数据对比等操作。

基本库是保存完整的、“干净的”现势数据的空间数据库,其中的信息只能在进行数据更新时进行修改,不能进行随意地修改,同时为了保证检索的速度,整个系统的索引机制不能被随意增加一些无关的内容[5]。数据的更新需满足以下要求:

(1)能够针对基本现势数据库建立历史库,把每次被更新的数据及其描述信息保存起来,包括所包含的图形和属性数据、数据更新的时间、位置、范围等;

(2)提供更新状况的查询功能,能够根据给定的条件查询哪些数据在何时进行了更新;

(3)能够将某一次更新前后的历史和现状的变化情况进行对比;

(4)能够恢复出指定范围在指定时间的原始状况;

(5)能够根据基本现势库的更新实现其他与之相关的数据库的更新。

数据更新的步骤如图3所示。

3 数据库管理系统的功能实现

此系统提供了下面的基本功能:

(1)视图显示功能:GIS支持下的电子地图是一种动态的地理信息视图。通过图层控制、缩放、漫游、鹰眼等功能可以动态改变地图显示的内容和范围。

(2)查询统计功能:图形和属性的互查、对各类要素及其图形进行统计并生成文字、表格以及专题图等,以满足系统本身以及社会各界对数据的需求。

(3)各种空间分析功能:基于GIS的强大空间分析功能,可以对管线数据进行多种分析,并能为政府决策提供支持。

(4)各类专题数据的提取:可根据用户的需要按要素或图形参数提取任意区域和类型的数据形成专题地图并输出。

经过严格、高质量的建库过程,数据库及其管理系统建立起来了,如图4所示。

4 总结及展望

针对以往管线存储管理模式的不足,本文以昆明市地下排水管线数据库为例,介绍了基于GIS的地下排水管线数据库的建设,数据的存储、检查、更新和管理。在总结地下排水管线数据库的设计原则和实现功能的基础上,本文给出了数据库管理系统的实现界面。昆明市地下排水管线数据库的建立,对城市规划、雨污分流工程、地铁建设以及滇池治理等提供了宝贵的基础资料和有力的支持。

笔者正随同昆明市城市地下管线探测办在现有数据库的基础上建立排水模型,进行昆明市城市片区排水环境的评价与研究。随着污染源调查的进行,在城市排水管网情况信息化程度逐渐提高的基础上,地理信息系统与动态模拟系统相结合的方式将是排水管网建模的发展方向。

参考文献

[1]陈吉宁,赵冬泉,等.城市排水管网数字化管理理论与应用.北京:中国建筑工业出版社,2010

[2]边馥苓.地理信息系统原理和方法.北京:测绘出版社,1996

[3]解智强,王贵武,等.基于GIS模型的昆明市地下排水管线数据库设计与表达应用.测绘通报,2010;(10):59—62

[4]赵冬泉,王浩昌.GIS在城市排水管网数字化管理之中的应用与开发.2009年第八届ESRI中国用户大会论文集.北京:457—458

地下管线数据库发展 第6篇

1 地下管线数据种类剖析

城市地下管线一般埋设在地下, 且埋设较深, 种类多样,十分复杂, 外加因频繁施工所产生的变更、 记载资料不完整等因素的影响, 城市地下管线十分隐蔽, 多样且繁琐, 制约了相关数据结构设计工作的开展。 为构建管线GIS系统, 则一定要设计出满足管线特征、 符合系统功能标准的数据结构。这是因为系统数据库构建、 计算活动的开展等都建立在数据结构之上, 尤其是近些年, 人们愈发关注管线GIS系统自身的功能, 提出严格标准。 目前, 管线GIS系统逐渐向三维发展, 因此, 相应设计工作也应彰显这一走向。

城市地下管线作为城市基础设施, 它在城市建设中发挥着保障作用, 堪称地下神经, 主要有给水、 排水、 燃气以及供热等管线共同组成。 上述管线一般包含地上、 地下和半地上结构, 然而, 主要位于地下, 因此, 将其称作地下管线。管线相连组成管网, 且各类管网分别包含管线段与配置设施这两部分, 呈现出环形、 辐射发散以及树木等不同类型, 组成系统, 且每一个元件交互作用, 一起发挥作用。

因地下管网数据隶属基本网络数据, 符合网络的主要特性, 主要由弧段与节点组成。 其中节点又可下分成管网点状实体以及3 类特征点。 因管网数据系统内部的管层都不涉及面状实体, 权衡空间数据拓扑结构时一般可不考虑点面以及线面对应的拓扑关系; 城市基本体系图层存在面状实体, 然而, 基本体系图层一般只用来标注地下管网的实际位置, 其精度要求并不高, 由此可知, 构建管网数据结构时通常可进行合理的简化。

地下管线通常由管线、 管段以及管点组成, 一条管线通常能够划分成多条管线段, 其中管线段指代连接管点的导管。管点较为复杂, 一般包含下述几类: 重合点、 分支点、 变更点等。 因管网层的差异, 相应的配置设施点也各不相同, 以给水层为例, 其配置设施中线点由水源井与水塔等共同组成。其配置设施中心点不同于重合点、 分支点等, 一般用来记录相应的属性数据, 而重合点、 分支点等属于管线特征点, 常常用来记录该点位置对应的空间信息。 认为无论哪两个特征点,均可组建成管线段。 通过上述探讨可知, 配置设施中心点通常要求记录属性信息, 因此, 不将其列入划分管段点范畴。

2 GIS数据结构概述

空间数据结构是空间数据模型的基本组成单位, 而空间数据模型主要为概括空间数据组织以及研制空间数据库常规模式提供主要研究方法。 空间数据模型在地理信息系统中占据着核心的位置。 因此, 数据结构探讨和认知可促进数据结构设计, 研制出更加实用GIS系统。 数据模型关乎着管网数据表达, 影响着管网空间探究。

2.1 三维数据结构

三维GIS建立在二维GIS之上, 并非片面地扩充, GIS处理对象从二维逐渐过渡到三维, 不仅会显著增加数据量, 还要求面对复杂的对象类型与繁琐的空间关系, 引发GIS数据处理从根本性层面发生较大转变。 为进一步概括空间三维数据, 现阶段, 人们研发出不同的数据模型与众多的数据结构。站在总体层面而言, 主要可划分成以体描述与面展现为基础的数据模型, 并包含三维栅格结构以及矢量结构。 其中三维栅格结构指代以几何空间平整分割以及平整体聚集来描述问题, 较为典型的为八叉树结构; 而三维矢量结构指代边界表达方式, 主要借助低维边界来概括高维数据, 以四面体网格为代表。 近些年, 某些学者还研制出重组型数据结构, 主要为两种结构的整合。 上述数据模型的特点各不相同, 且各有所长, 然而, 均存在不足之处, 亟待进一步改进。 在实践探究活动中, 研究此类课题时, 应依托现有研究基础, 联系实际情况, 设计出满足标准的数据结构。

2.2 三维矢量数据结构

三维矢量数据结构涵盖二维平面中涉及的点、 线、 面基本元素, 并进行拓展, 又加设体这种新的元素, 并在此之上,组建结构更加繁琐的对象。 点作为基本矢量结构, 主要由点组成其余结构; 线作为空间内部的线化线索, 借助起止点来约束边界, 通过一组型值点来约束形状; 面作为空间内部的面状要去, 区别于二维空间中的面; 体指代三维实体, 是探讨如何借助较少平面组建复杂三维实体。

对于三维线状物体而言, 矢量数据结构较为实用, 且在如实反映物体自身与界限中存在显著优势。 同时, 矢量结构还可真实描述空间线性物体内部的拓扑关系, 便于空间查询,可促进空间拓扑剖析, 并还具有许多其他的优点, 满足GIS系统自身的需求。 地下管线数据种类有限, 一般较少, 主要包含管点与管线段。 将依托三维矢量结构来开展数据结构设计工作。

3 依托GIS开展的地下管线数据结构设计现状

在地下管线中, 其空间信息几乎和等同于平面信息, 然而, 现阶段, 大部分建立在GIS之上的管线系统主要为二维。借助二维平面图形概括和描述繁琐、 多样的地下管线仍然存在问题。 例如, 某不平整管线, 实际上曲折起伏, 然而, 经由二维平面图却将其转换成平面图, 使其变成线段。 而与地面相交, 且呈现九十度的管线, 一般在平面图上仅仅能以点来代表。 另外, 竖直平面中相互垂直的管线, 通过二维图描述, 将会彻底重合。 综合来说, 二维平面图不能精准描述和真实再现管线对应的空间位置, 部分有用信息无法完整地展现到平面图纸中, 导致建立在二位平面图之上的功能存在使用限制, 也恰恰因为这一点的作用, 三维地下管线探讨与设计将成为未来的主要研究方向。

4 管线三维数据结构

管线数据结构具有鲜明的层次感, 主要表现成管线到管线, 再到管线段以及管点。 由此可知, 在数据结构的具体设计过程, 应依托管线、 管点以及管线段要素, 同时, 展现出上述层次性。 确切地说, 可以一条管线为起点, 参照记录中设定的起始点代表符以及结束点代表符, 得到与管线对应的起止点数据。 参照管线段与配置设施点对应的代表符序列,能够依次获取数据信息; 分析管线段涉及的特征点代表符,则可搜集特征点数据, 以此来与整条管线相关的数据信息。同时, 各个管线段相连, 一起组成管线, 并在此之上, 形成管线层, 进而逐步明确线层自身的拓扑结构。

三维信息主要由特征点数据结构内部的平面横、 纵坐标以及特征点埋深共同来展现, 其特征点的所对应的空间坐标可表示成(x, y, h)。 通常落实两特征点的具体位置以后, 便可确定管间对应的管线段位置。 为缩减数据冗余值, 管线段对应的数据结构并未记录管线段的实际埋设深度, 如探讨管线横纵断面环节, 其埋设深度值一般可参照两特征点对应的坐标值借助几何运算获取。 若关联空间参考以及固定坐标系这两者的相互转化问题, 则可依托空间解析几何内容便可有效解决。 对于管线GIS系统而言, 其属性数据一般涵盖管线段特征字段设定的管线型号、 组成材料、 长度大小、 摊铺时间等基本属性数据。

5 地下管线对应的数据编码

为保证地下管线的正常、 高效运转, 促进数据输入, 便于管理与分析工作的开展, 应围绕数据结构内部的管线数据展开合理编码, 为管线数据库研制出切实可行的逻辑结构。同时, 国家也针对地下管线分类编码提出了具体的要求。

5.1 管线编码

管线包含多种类型, 且每一种类型都对应着特定的管线代码, 例如, 给水管线代码为JS、 燃气管线代码为PQ、 排水管线代码为PS、 热力管线代码为RL。 因每一种管线又包含多种管道, 其编码与代码各不相同。 以最常见的排水管线为例,排水管线主要包含雨水、 污水以及河流这3 种管道, 其编码分别为4000、 4100、 4200, 代码分别为YS、 WS、 HS。 对于地下管线而言, 其分类编码结构具有一定的特点, 一般可表示成管线类别码、 管线子类别码、 管线序列码。 在排水管线中, 参照上述结构, 一条管线通常可表示成: JSYS001, JS代表给水管线, YS代表子类型隶属雨水管道的范畴, 001 代表为第1 条管线。 另外, 还可完全通过数字来编码管线, 以此来提升数据检索成效, 增强系统运行能力。 以阿拉伯数01-03来说, 可分别表示给水管线、 排水管线和燃气管线, 并辅以子类型编码, 则给水管线编码通过数字表示则变成014000001。

5.2 管点编码

管点编码是一项简单的工作, 特征点以及附属设施点一般能够统一编码。 例如, 给水管线, 某点编码为JS014, 其中JS代表给水管线内部的上管点, 而014 代表管点序列号。

对于给水管线, 依据上述编码规律, 一条管线通常可将其编码成JSYS001, 编码中的JS代表给水管线, 而YS代表子类型属于雨水管道, 同样001 表明属于第1 条管线。 另外,也可通过数字来表示管线编码, 除可增加数据检索速度外,还可提升系统运行能力。

6 结语

地下管线数据库发展 第7篇

但是由于种种原因, 目前城市地下管线的管理存在若干问题。首先, 由于地下管线现状资料的缺漏和偏差而造成的盲目施工, 时常损坏地下管线, 导致停水、停电、停气、通讯中断, 甚至引起灾害事故。其次, 由于事先缺乏地下管线现状资料, 有些道路及管线工程无法按设计进行施工, 不得不在现场修改设计方案, 且覆土前又未进行竣工测量, 造成管线数据的动态更新难以实施。此外, 城市管线资料来源不明确, 精度不可靠, 且在传统的管线资料管理模式下, 图文表格不统一, 分类统计、检索速度慢, 不利综合分析, 存在较多弊端。所以要实现城市管理的科学化、现代化, 就必须实现管线资料的数字化管理, 立项对城市内的管线进行普查, 并对管线资料的管理作出长远规划。

一、更新城市地下管网信息

城市地下管线测量包括历史的和现状的地下管线测量。历史地下管线测量宜用管线普查的方法加以解决。现状在建的各类地下管线, 则要求复土前进行竣工测量, 采用实测法进行数据采集和录入地下管网, 对拆除的管线及时从地下管网中删除, 确保地下管网信息的现势性。

1. 现状调绘。

即充分利用已有资料, 协调各专业管线权属单位, 对已埋设的地下管线进行资料搜集, 分类整理, 调绘编制现状调绘图。

2. 实地探测。

在现状调绘资料的基础上, 以实地开井调查和仪器探查相结合的方法进行。探测前, 选用不同仪器和工作方式, 在有代表性的地段进行实验, 通过足够的、有代表性的开挖点验证校核, 以确定该方法的有效性和仪器的精准性, 从而求得相应的探测修正方法和最佳工作方式, 实践证明进行测区的方法实验能有效解决探测精度问题。

3. 数据采集与成图。

为保证城市地下管线测量精度一致, 首先应作控制测量。对野外采集的导线数据进行平差计算, 再对地下管线点、附属物、带状地形细部点进行测量和坐标计算, 为地下管线数据库提供图形数据及管线的材质、管径、埋深、权属单位、铺设年代等数据。地下管线图的编绘可用外业采集数据以数字化机助成图。

4. 成果验收。

地下管线普查成果验收可分外业和内业两大部分。外业部分:先由作业单位自检、互检和全面质量检查。再由上级主管部门实地以5%的比例抽样检查。内业部分:作业单位应分别对所有原始资料 (探查表、手图等) 、成果表及综合管线图等进行100%的检查。上级主管部门按规定比例进行检查, 并结合内、外业检查情况作出验收结论。复核无误后将测量成果及时地添加到地下管网中去;对拆除的地下管线从地下管网中删除输入到地下管线信息系统。

二、数字城市和城市地下管线管理信息系统的未来

在这样一个信息技术高度发达, 经济、社会日益全球化的今天, 城市信息化对于城市的健康持续发展具有重要意义。首先, 这是城市国际化的需要。快速的全球化加速了城市国际化的步伐, 城市日益融入到了全球的概念框架之中, 提高城市的区域和国际竞争力成为城市发展的新目标。而城市信息化将为全球化的实现和全球城市体系的构建提供物质基础和社会保障, 是其实现的前提。同时, 城市信息化也是城市国际化的重要表现。其次, 城市信息化是城市自身发展到一定阶段后的内在要求。随着经济、社会发展水平的提高, 尤其是信息技术的飞速发展, 带来了城市产业结构和社会发展的转型, 这为城市实现信息化提供了重要的动力支持。因此, 加强城市信息化建设对于城市的未来发展具有关键意义。

城市地下管线管理信息系统依赖于城市的建设发展, 数字城市是城市信息化战略中的重要组成部分, 也是信息化战略得以顺利实现的重要保障。所以需要加大力度进行城市信息化的进程, 进行城市基础数据的采集收集, 在数据采集、自动化入库、动态更新数据库一整套有效措施和手段的基础上, 研究和建立集空间异质、结构复杂、三维标度和海量数据的综合管线信息系统, 不但对于城市地下管线的科学化管理, 保证城市的可持续发展有着现实和深远的意义, 而且对于城市规划信息系统学科的完善和发展, 也无疑具有深刻的学术价值、理论价值和应用示范推广价值。