论文部分内容阅读
摘要： 因种种原因，很多管线资料不完备更新不及时，失去现势性和利用价值，给地区发展带来了很多不利因素，为了提高城市地下管线的科学化管理，本文用MAPGIS软件为平台，以建立某小区的地下综合管线地理信息系统为例介绍了建库的过程，以点带面的方式为城市管网的信息化、数字化管理提供可靠有效的手段。
关键词：地下管线；探测；数据采集
Abstract: for a variety of reasons, many pipeline material incomplete not updating, lose processing.along and use value, to the region development brought many unfavorable factors, in order to improve the urban underground pipeline scientific management, this article with MAPGIS software as a platform to build a district underground pipeline of comprehensive geographic information system for example, we built the process of library, to point the way for the urban pipeline with the digital management information, provide reliable and effective method.
Keywords: underground pipeline; Detection; Data acquisition
中图分类号： [TU279.7+6] 文献标识码：A文章编号：
城市基础设施中地下综合管线主要包括如燃气、电力、电信、有线、供水、排水等等，是城市基础设施的重要组成部分，是城市赖以生存和发展的物质基础。随着我国经济建设迅速发展，城市信息化的步伐加快，给城市地下综合管线设施的规划、 建设和管理提出了越来越高的要求。但城市发展的沿革中，由于历史和现实的种种原因，很多管线的图纸和档案不完备，更新不及时，特别是城市中数据采集不能跟上城市的发展进程，使管线资料失去现势性和利用价值，给地区发展带来了很多不利因素，对城市的建设直接和间接的造成经济损失。本文用MAPGIS软件为平台，以建立某小区的地下综合管线地理信息系统为例，通过以点带面的方式为城市管网的信息化、数字化管理提供了可靠有效的手段。
1 技术参数
执行《1∶500、1∶1000、1∶2000，地形图要素分类与代码》(GB14804-93)、《1∶500 1∶1000 1∶2000地形图图式》(GB/T7929-1995)、《地下管线探测技术手册》(CJJ 61-95)、《城市地下管线探测技术规程》(CJJ61-94)等技术标准。
坐标系统采用小区独立坐标系，高程基准为1985国家高程基准，数据利用城市一级基本控制标准测量成果，利用已有的1:1000数字化地形图作为管线数据库的底图数据，顾及道路及两侧建筑物的变化，对提供的DWG地形图数据要进行预处理，对道路及第一排建筑物进行了测量，保证其现势性，使其符合综合管网的数据建库要求。
2 管线的普查与测量
在各管线单位提供的资料基础上，进行了仪器探查和实地调查，管线测量时利用全站仪来观测管线点点位坐标。具体明显管线点调查及管线探测技术方法是：使用电磁感应类的金属管线探测仪根据管线种类、地电条件不同等选择适宜的探测方法和发射频率。遵循由已知到未知，由简单到复杂，由点到线，到面的顺序等原则对排水、给水、热力、电力等的明显点打开井盖，用特制的探杆直接量测管线，详细记录管线的埋深、材质、管径及与相连管线点的链接关系。明显管线点调查的具体项目、量测精度按《技术规程》的有关规定执行。
3 平台选择及软硬件的要求
3.1 平台选择
地下综合管线地理信息系统采用MAPGIS平台作为基础平台， MAPGIS是由武汉中地信息工程有限公司出品的优秀桌面地理信息平台, 相对于国内外其它产品，它是优秀的国产GIS平台，作为综合管网信息系统的开发平台，具有功能强大、数据模型合理、二次开发手段丰富和性价比高等优势，是一个集当代最先进的图形、图像、地质、地理、遥感、测绘、人工智能、计算机科学于一体的大型智能软件系统，是集数字制图、数据管理及空间分析为一体的空间信息系统。
3.2 软件环境
Windows XP，MAPGIS 6.0；应用软件：数据转换软件；辅助工具：Microsoft office 2000，AutoCAD等。
3.3 硬件环境
客户机：Pentium IV CPU，主存512M，硬盘160G；工程扫描仪：CONTEX，A0幅面，800DPI；喷墨绘图仪：HP750；数字化仪：A0幅面；打印机：针式、激光或喷墨打印机。
4 地下管线建库概述
本次地下管线建库的管类有：给水、雨水、燃气、热力、电力、路灯、电信（网通、联通、移动）、有线电视八大类。主要查明它们的平面位置、走向、埋深、材质、性质、规格、埋设年代和权属单位等内容。通过测绘外业作业，并用计算机对上述地下管线相关信息进行内业编辑和处理，建立地下管线信息管理系统，为城市的规划、建设和管理服务。
5 地下管线信息系統的建立
以MAPGIS为开发平台，在Windows XP环境下，采用Visual Basic 6.0及SQL语言开发而成。它是利用计算机强大的存储、计算、分析及管理功能构建的专业信息管理系统，可以对整个城区内的地形信息及管线信息进行综合管理。该系统的建成及使用极大地提高了工作效率，实现了城区地下管线管理的现代化。
5.1 地形信息入库
地形图是管线的背景图，为此要对地形信息进行数据入库。
5.1.1 地形图(底图)数据处理
地下综合管线网GIS的建设利用已有的1:1000数字化地形图作为管线数据库的底图数据，对提供的DWG地形图数据进行预处理，使其符合综合管网的数据建库要求。通过AUTOCAD软件，输入房屋建筑及注记、道路及道路注记、植被（绿化带）及注记、水系及注记、其他地形，如沟、坎、围墙、栏杆等具体地形图入库的内容后，利用MAPGIS的转换工具，进行图形转换。
5.1.2 图形数据入库
图形转换并进行底图经拼接后可以将上述图层自动转入为对应MAPGIS点表、线表文件，并自动赋予地物的各种属性值。数据检查无误后，将底图数据保存为DBS文件，使用网络数据库管理模块，进行图形数据的入库。
5.2 管线信息入库
管线图是在综合管网信息系统下生成并编辑，形成的数据文件格式已经基本符合信息系统的要求，然后再做适当的处理。数据库的设计与建立是系统建设的一项最基本和最重要的任务。根据系统设计的目标和要求，该数据库设计包括数据分类、数据录入等。
5.2.1 数据分类
建立系统所需的数据类型有两大类：空间数据和属性数据。空间数据主要包括图件资料，如地形图、建筑物位置分布图、道路干线图、专业管线图、管线管辖单位分布图等。属性数据主要为各图件的属性文本资料，如管线的类型、材质、长度、管径、埋设日期、阀门数等信息资料。数据的来源主要是管线的探测资料。
5.2.2 管网数据的输入
数据输入时建立系统是最重要的也是最艰巨的工作。该系统的数据有三大类，这三大类数据分别为：背景地图数据、管线管点的空间位置数据、管线管点的属性数据。
5.2.2.1 背景地图数据的输入
为了使背景地图准确、完整，要选用本小区的1：1000分幅地形图AutoCAD2004的DXF数据文件，再用AutoCAD对图形进行编辑，尤其要对管线、管线点、管线附属物仔细检查。最后将编辑、检查、整饰后的DXF数据转换为MAPGIS数据文件，从而获得全区完整的地图数据。
5.2.2.2 管线、管点空间数据的输入
任何管线都要由三种要素组成，即管点、管段、管线。所以管线数据的输入主要包括管点位置坐标的输入以及由相关管点联为管段、相同型管段联成管线的问题。该数据的输入主要以根据原有管线图用数字化仪跟踪数字化输入为主，也可以直接用键盘输入管点探测所得的坐标数据等方式输入计算机。由于在探明地下管线空间位置时就已经探明了管线材质、管线埋深和管线直径等属性，在常规作业测量时，把各测点三维坐标、埋深和专业属性在笔记本电脑上实时输入进数据库，同时输入该测点是否和其他测点连接，和谁连接，此点是起始点或中间点或结束点等。
5.2.2.3 管线管点属性数据的输入
管线属性包括管点属性、管段属性和管线属性。它们的输入必须与所屬管线点、管线段、管线严格一一对应，输入的方法有键盘输入和数据库转入，用键盘直接输入时在空间数据输入的同时进行的，如输入一个管点的同时输入其属性，由数据库转入时应注意所利用的数据库结构定义与该系统属性库的结构定义完全一致，属性输入完后，应与对应的管点、管段、管和线作正确符合检查。
6 系统建设意义
在信息高度发达、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。通过城市地下管线普查，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，建立集空间异质、结构复杂、三维标度和海量数据的城市基础设施中地下综合管线地理信息系统，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科学的完善和发展，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。
参考文献：
[1] 范冲等. 城市地下管线数据的质量控制探讨[J].中南大学,2005年8月.
[2] 王波等.利用WebGIS 建立城市地下管线管理系统[J].水文工程地质,2005,7.
[3] 吉绪发等.城市地下管线数字化一体化探测方案[J].中国城市出版社,2004,4.
[4] 李世平,武文波.基于MapGIS小区综合管网信息系统的建立[J].矿山测量,2009,1.
[5] 董丽华,赵新华.区域综合管网地理信息系统(GIS)的建立[J].水利水电技术,2004.
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词：地下管线；探测；数据采集
Abstract: for a variety of reasons, many pipeline material incomplete not updating, lose processing.along and use value, to the region development brought many unfavorable factors, in order to improve the urban underground pipeline scientific management, this article with MAPGIS software as a platform to build a district underground pipeline of comprehensive geographic information system for example, we built the process of library, to point the way for the urban pipeline with the digital management information, provide reliable and effective method.
Keywords: underground pipeline; Detection; Data acquisition
中图分类号： [TU279.7+6] 文献标识码：A文章编号：
城市基础设施中地下综合管线主要包括如燃气、电力、电信、有线、供水、排水等等，是城市基础设施的重要组成部分，是城市赖以生存和发展的物质基础。随着我国经济建设迅速发展，城市信息化的步伐加快，给城市地下综合管线设施的规划、 建设和管理提出了越来越高的要求。但城市发展的沿革中，由于历史和现实的种种原因，很多管线的图纸和档案不完备，更新不及时，特别是城市中数据采集不能跟上城市的发展进程，使管线资料失去现势性和利用价值，给地区发展带来了很多不利因素，对城市的建设直接和间接的造成经济损失。本文用MAPGIS软件为平台，以建立某小区的地下综合管线地理信息系统为例，通过以点带面的方式为城市管网的信息化、数字化管理提供了可靠有效的手段。
1 技术参数
执行《1∶500、1∶1000、1∶2000，地形图要素分类与代码》(GB14804-93)、《1∶500 1∶1000 1∶2000地形图图式》(GB/T7929-1995)、《地下管线探测技术手册》(CJJ 61-95)、《城市地下管线探测技术规程》(CJJ61-94)等技术标准。
坐标系统采用小区独立坐标系，高程基准为1985国家高程基准，数据利用城市一级基本控制标准测量成果，利用已有的1:1000数字化地形图作为管线数据库的底图数据，顾及道路及两侧建筑物的变化，对提供的DWG地形图数据要进行预处理，对道路及第一排建筑物进行了测量，保证其现势性，使其符合综合管网的数据建库要求。
2 管线的普查与测量
在各管线单位提供的资料基础上，进行了仪器探查和实地调查，管线测量时利用全站仪来观测管线点点位坐标。具体明显管线点调查及管线探测技术方法是：使用电磁感应类的金属管线探测仪根据管线种类、地电条件不同等选择适宜的探测方法和发射频率。遵循由已知到未知，由简单到复杂，由点到线，到面的顺序等原则对排水、给水、热力、电力等的明显点打开井盖，用特制的探杆直接量测管线，详细记录管线的埋深、材质、管径及与相连管线点的链接关系。明显管线点调查的具体项目、量测精度按《技术规程》的有关规定执行。
3 平台选择及软硬件的要求
3.1 平台选择
地下综合管线地理信息系统采用MAPGIS平台作为基础平台， MAPGIS是由武汉中地信息工程有限公司出品的优秀桌面地理信息平台, 相对于国内外其它产品，它是优秀的国产GIS平台，作为综合管网信息系统的开发平台，具有功能强大、数据模型合理、二次开发手段丰富和性价比高等优势，是一个集当代最先进的图形、图像、地质、地理、遥感、测绘、人工智能、计算机科学于一体的大型智能软件系统，是集数字制图、数据管理及空间分析为一体的空间信息系统。
3.2 软件环境
Windows XP，MAPGIS 6.0；应用软件：数据转换软件；辅助工具：Microsoft office 2000，AutoCAD等。
3.3 硬件环境
客户机：Pentium IV CPU，主存512M，硬盘160G；工程扫描仪：CONTEX，A0幅面，800DPI；喷墨绘图仪：HP750；数字化仪：A0幅面；打印机：针式、激光或喷墨打印机。
4 地下管线建库概述
本次地下管线建库的管类有：给水、雨水、燃气、热力、电力、路灯、电信（网通、联通、移动）、有线电视八大类。主要查明它们的平面位置、走向、埋深、材质、性质、规格、埋设年代和权属单位等内容。通过测绘外业作业，并用计算机对上述地下管线相关信息进行内业编辑和处理，建立地下管线信息管理系统，为城市的规划、建设和管理服务。
5 地下管线信息系統的建立
以MAPGIS为开发平台，在Windows XP环境下，采用Visual Basic 6.0及SQL语言开发而成。它是利用计算机强大的存储、计算、分析及管理功能构建的专业信息管理系统，可以对整个城区内的地形信息及管线信息进行综合管理。该系统的建成及使用极大地提高了工作效率，实现了城区地下管线管理的现代化。
5.1 地形信息入库
地形图是管线的背景图，为此要对地形信息进行数据入库。
5.1.1 地形图(底图)数据处理
地下综合管线网GIS的建设利用已有的1:1000数字化地形图作为管线数据库的底图数据，对提供的DWG地形图数据进行预处理，使其符合综合管网的数据建库要求。通过AUTOCAD软件，输入房屋建筑及注记、道路及道路注记、植被（绿化带）及注记、水系及注记、其他地形，如沟、坎、围墙、栏杆等具体地形图入库的内容后，利用MAPGIS的转换工具，进行图形转换。
5.1.2 图形数据入库
图形转换并进行底图经拼接后可以将上述图层自动转入为对应MAPGIS点表、线表文件，并自动赋予地物的各种属性值。数据检查无误后，将底图数据保存为DBS文件，使用网络数据库管理模块，进行图形数据的入库。
5.2 管线信息入库
管线图是在综合管网信息系统下生成并编辑，形成的数据文件格式已经基本符合信息系统的要求，然后再做适当的处理。数据库的设计与建立是系统建设的一项最基本和最重要的任务。根据系统设计的目标和要求，该数据库设计包括数据分类、数据录入等。
5.2.1 数据分类
建立系统所需的数据类型有两大类：空间数据和属性数据。空间数据主要包括图件资料，如地形图、建筑物位置分布图、道路干线图、专业管线图、管线管辖单位分布图等。属性数据主要为各图件的属性文本资料，如管线的类型、材质、长度、管径、埋设日期、阀门数等信息资料。数据的来源主要是管线的探测资料。
5.2.2 管网数据的输入
数据输入时建立系统是最重要的也是最艰巨的工作。该系统的数据有三大类，这三大类数据分别为：背景地图数据、管线管点的空间位置数据、管线管点的属性数据。
5.2.2.1 背景地图数据的输入
为了使背景地图准确、完整，要选用本小区的1：1000分幅地形图AutoCAD2004的DXF数据文件，再用AutoCAD对图形进行编辑，尤其要对管线、管线点、管线附属物仔细检查。最后将编辑、检查、整饰后的DXF数据转换为MAPGIS数据文件，从而获得全区完整的地图数据。
5.2.2.2 管线、管点空间数据的输入
任何管线都要由三种要素组成，即管点、管段、管线。所以管线数据的输入主要包括管点位置坐标的输入以及由相关管点联为管段、相同型管段联成管线的问题。该数据的输入主要以根据原有管线图用数字化仪跟踪数字化输入为主，也可以直接用键盘输入管点探测所得的坐标数据等方式输入计算机。由于在探明地下管线空间位置时就已经探明了管线材质、管线埋深和管线直径等属性，在常规作业测量时，把各测点三维坐标、埋深和专业属性在笔记本电脑上实时输入进数据库，同时输入该测点是否和其他测点连接，和谁连接，此点是起始点或中间点或结束点等。
5.2.2.3 管线管点属性数据的输入
管线属性包括管点属性、管段属性和管线属性。它们的输入必须与所屬管线点、管线段、管线严格一一对应，输入的方法有键盘输入和数据库转入，用键盘直接输入时在空间数据输入的同时进行的，如输入一个管点的同时输入其属性，由数据库转入时应注意所利用的数据库结构定义与该系统属性库的结构定义完全一致，属性输入完后，应与对应的管点、管段、管和线作正确符合检查。
6 系统建设意义
在信息高度发达、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。通过城市地下管线普查，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，建立集空间异质、结构复杂、三维标度和海量数据的城市基础设施中地下综合管线地理信息系统，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科学的完善和发展，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。
参考文献：
[1] 范冲等. 城市地下管线数据的质量控制探讨[J].中南大学,2005年8月.
[2] 王波等.利用WebGIS 建立城市地下管线管理系统[J].水文工程地质,2005,7.
[3] 吉绪发等.城市地下管线数字化一体化探测方案[J].中国城市出版社,2004,4.
[4] 李世平,武文波.基于MapGIS小区综合管网信息系统的建立[J].矿山测量,2009,1.
[5] 董丽华,赵新华.区域综合管网地理信息系统(GIS)的建立[J].水利水电技术,2004.
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。