4、動態(tài)更新研究

寧波市地下管線探測技術研究與應用 陳 恒 何文峰 王英林 （寧波市測繪設計研究院 浙江寧波 315041） 【 摘 要 】 作者結合寧波市地下管線普查，先分析了管線探測的整個流程和形成資料，提出了切合寧波實際的幾個關鍵技術處理方案。分析了今后在實行管線動態(tài)更新時可能存在的問題，并且較為深入地闡述了解決這些問題的一些可行性建議。 【 關鍵詞 】 地下空間、管線探測、數(shù)據(jù)標準、編碼方案、動態(tài)更新 1、引言 隨著經濟社會的迅猛發(fā)展和城市化進程的快速推進，城市的人口、資源、環(huán)境所帶來的壓力日益嚴重，城市的 空間資源日益短缺，這就需要現(xiàn)代化城市的規(guī)劃、建設和管理必須把城市的地上和地下空間作為一個整體來考慮，地下空間是一種極其寶貴的資源，不可再生，一旦無序開發(fā)，就會產生不可挽回的損失。作為地下空間的主載體城市地下管線，是城市的重要基礎設施，是城市生存和發(fā)展的血脈，科學、準確、完整的地下管線現(xiàn)狀信息是地下管線安全、高效的保障。為 保證地下管線信息的科學性、準確性和現(xiàn)勢性，目前國內通行的運做模式是：通過城市地下管線普查，建立綜合地下管線數(shù)據(jù)庫，進行地下管線竣工測量更新綜合地下管線數(shù)據(jù)庫。 2、地下管線探測作業(yè)流程 地下 管線探測作業(yè)過程主要可分為管線探查、管線測量、管線圖編繪和管線數(shù)據(jù)入庫四部分，其具體流程和形成資料如圖 1 所示。 3、地下管線探測標準 研究 . 3.1 地下管線標準制訂的原則 科學性 根據(jù)當前國內外科技發(fā)展趨勢，吸取兄弟城市成功經驗和教訓，用科學發(fā)展觀作為工程監(jiān)理資料M D B 文 件 入 S D E + O r a c l e 數(shù) 據(jù) 庫結束權屬單位管線審圖不合格合格合格不合格管線圖編繪質量檢查管線測量質量檢查不合格合格形成的探測資料管線探測流程合格不合格管線探查質量檢查由 測 區(qū) m d b 最 終 文 件 生 成 d w g 圖 形測 區(qū) m d b 最 終 文 件探測任務全程監(jiān)理權屬單位審圖記錄包含包含輔助線表注記表管線表管點表管線表管點表帶屬性的圖幅級d w g 文件m d b 過 程 文 件生 成 m d b 過 程 文 件管線測量數(shù)據(jù)文件 管線探測成果表 實地調查成果表 管線圖形編輯由圖形文件反生成測區(qū)m d b 最終文件管線注記管線點注記由 m d b 生 成 管 線 圖管線圖編繪明顯點質量檢查表圖根導線測量觀測記錄、平差計算資料控制點點之記控制測量成果表開挖驗證檢查表同精度重復檢查表隱蔽點明顯點管線測量數(shù)據(jù)文件控制測量觀測記錄、平差計算資料管點測量圖根導線測量控制測量現(xiàn)況調繪設定管線點標志確定管線點位置管線測量實地調查成果表 管線探測成果表管線探測實地調查 隱蔽管線點明顯管線點管線探查合同書一致性檢驗報告方法實驗報告技術設計書 方法實驗技術設計書 儀器一致性檢驗探測任務合同 圖 1 管線探測流程及形成資料 出發(fā)點，以長效性為衡量依據(jù)來規(guī)范探測標準。 系統(tǒng)性 將現(xiàn)有管線和規(guī)劃管線的屬性或特征按一定排列順序予以系統(tǒng)化， 并形成一個系統(tǒng)的科學分類體系。 安全性 既要保證建成后的數(shù)據(jù)能在網上發(fā)布，方便用戶使用，同時要保證地下管線特別是軍用管線的保密。 兼容性 在對管線信息分類和編碼時，凡已經頒布實施的有關國家標準均應直接引用，還充分引用有關行業(yè)標準及各城市頒布的有關地方標準，參考正在研究和制定的國家、行業(yè)及地方相關標準的成果，求得最大限度地兼容和協(xié)調一致。 綜合實用性 從系統(tǒng)工程角度出發(fā)，把管線工程放在“數(shù)字寧波”整體中處理，達到整體最優(yōu)。即在滿足總體要求的前提下盡量滿足系統(tǒng)內各有關單位的實際需要。 3.2 關鍵技術 3.2.1 管線圖中地形數(shù)據(jù)的技術處理 在國內，近 百個城市建立的 綜合地下管線信息管理系統(tǒng)中，真正做到對地下管線進行 動態(tài) 更新的城市幾乎沒有，導致幾年后 隨著城市建設 的 不斷 發(fā)展，原先建立的 綜合地下管線信息管理系統(tǒng)因不能發(fā)揮其應有的效能而變成一堆昂貴的“數(shù)字垃圾”。究其原因，有些是因為動態(tài)更新的竣工測量沒跟上，有些雖則進行了竣工測量，但因為管線數(shù)據(jù)和地形數(shù)據(jù)混雜，使得數(shù)據(jù)更新非常麻煩，有時甚至難以實現(xiàn)。寧波市地下管線探測技術規(guī)程充分利用“數(shù)字寧波”的核心工程寧波市地理信息系統(tǒng)的數(shù)字優(yōu)勢和 ESRI 公司 ARCGIS 產品的功能優(yōu)勢，把管線圖形數(shù)據(jù)和地形圖數(shù)據(jù)分開存儲（各自保存在一個數(shù)據(jù)集 DataSet 中），單獨更新，但又能進行疊加分析，這樣便于數(shù)據(jù)的維護和管理。當?shù)匦螖?shù)據(jù)發(fā)生變化而更新時，可很方便地只更新地形數(shù)據(jù)，避免了以往因管線圖中保存地形數(shù)據(jù)，出現(xiàn)既要更新地形圖中的數(shù)據(jù)，又要更新管線圖中的數(shù)據(jù)。 3.2.2、綜合管溝的技術處理 綜合管溝常見的處理方法為每家權屬單位的管線分別繪制一次，這樣圖面負載大，管線長度統(tǒng)計重復次數(shù)多，當管溝新增用戶單位時，數(shù)據(jù)不易維護。在寧波市地下管線探測技術規(guī)程中，綜合管溝為一種管線類型，雖 然有多家權屬單位的管線，但只用一種線型表示，該線型除一般屬性外，還有管線權屬和管溝權屬，管線權屬值為所有管溝使用單位，不同單位之間用“；”分隔；管溝權屬值則為管溝所有權單位。當提供專業(yè)管線圖和進行數(shù)據(jù)分析（如連通性分析）時，只須對該字段設置條件即可，和重復繪制各單位管線相比，不但圖面清晰美觀，而且成圖工作量和圖面負載明顯減少。 3.2.3、管線編碼技術 1 外業(yè)物探點編碼方案 管線點物探編碼在同一測區(qū)內應唯一，其結構如圖 2 所示。 該編碼方案方案包含探測單位名稱信息，對產品的可追溯性實現(xiàn)了有效標識，便于日后的 質量跟蹤。 X X X X 阿拉伯數(shù)字順序編號 管線代號（如 GD、 DX ） 探測單位代碼（如 A、 B ） 測區(qū)代碼（用 1、 2、 3 等表示） 圖 2 管線點物探編碼結構圖 2 成圖點號編號方案 成圖點號是指對管線點按圖幅 進行編輯時所標注的點號。傳統(tǒng)編號方案為道路名阿拉伯數(shù)字順序編號兩部分組成，該方案主要缺點為： a、必須對全市（包括縣、市、區(qū)地區(qū)）每條道路（包括街道和巷道等）進行統(tǒng)一編碼，工作量較大。 b、該方法因無法預知道路長度而難以給定編號位數(shù)，并且有許多管線不在道路上，而在距道路較遠的村莊或小區(qū)，給這些管線命名難以統(tǒng)一。 c、在城市的發(fā)展過程中，新的道路不斷產生，原有道路時有廢止，這給管線編碼的維護帶來難度。 d、對較長道路（如省道、國道）在普查時編碼容易統(tǒng)一，但在動態(tài)更新時時，成圖點號因管點點數(shù)的變化和最大序號難 以確定，編碼無法有序進行。 寧波市地下管線探測技術規(guī)程中的成圖點號由管線代號和序號兩部分組成，共 5 位， 1-2 位為管線代號； 3-5 位為序號，采用三位阿拉伯數(shù)字順序編號，不足三位前面補 0。成圖點號要求在 1： 500 標準圖幅內應是唯一的，其結構如下： X X X X X 阿拉伯數(shù)字順序編號 管線代號（如 GD、 DX ） 3 數(shù)據(jù)庫中編號方案 在數(shù)據(jù)庫中管點編碼按照分區(qū)定位理論，由 8 位圖幅編號（如 10060001）和 5 位成圖點號（如 JS002） 組成，因圖幅編號在寧波市范圍內唯一，成圖點號在單圖內唯一，那么其組合編碼也唯一。 圖幅編號在數(shù)據(jù)入庫時，根據(jù)管點坐標可自動生成，減少了成圖點號編碼長度，從而緩解圖面負載。 管線編號則由 ARCGIS 自動生成 ID 號，根據(jù)管線的起點編號和終點編號組合查詢可對管線段進行定位。 4 地下管線的分類編碼 地下管線的分類編碼結構如圖 2 所示。根據(jù)國家正在制訂的新的地物要素編碼方案，地下管線的門類代碼為“ 4”，類別、子類和識別碼參照 CJJ 61 2003中第 7.2.6 條，但管線分類增加“人防”、“綜合管溝”和“不明管道”，擴 展一位幾何識別碼（ 1 表示點狀地物， 2 表示線狀地物， 3 表示面狀地物， 4 表示注記）。 X X X XX X 幾何識別 碼 識別 碼 管線 子類 代碼 管線 類別 代碼 管線門類代碼 圖 2 地下管線的分類編碼結構 4、動態(tài)更新研究 4.1、目前的問題 目前，國內有許多城市通過 地下管線 普查建立了綜合地下管線信息管理系統(tǒng)，在 地下管線 普查之后，真正做到對地下管線進行 動態(tài) 更新的城市很少。造成動態(tài)更新困難有多方面的原因，但主要的原因是： 缺少系統(tǒng)的規(guī)劃 很多城市在開展 地下管線普查工作時，僅考慮了如何完成地下管線普查工作，對普查后的地下管線 竣工測量如何開展基本 沒有考慮；或雖然有所考慮，但由于計劃不完整、保障措施不到位、數(shù)據(jù)流轉不清晰，致使后期的 數(shù)據(jù)更新無法開展。 缺少有效的約束 地下管線 與城市基本控制、基本地形圖一樣，應該屬于城市基本測繪內容。很多城市沒有在測繪法的指導下，制訂有關地下管線動態(tài)更新的地方法規(guī)，而只是在部門管理文件做出規(guī)定，要求各管線權屬單位在新建、改建或擴建地下管線工程完成后，在六個月內向有關管理部門提交相應的地下管線 竣工測量成果。在實際操作過程中，由于這種 部門級管理文件的約束力不強，又缺少相應的監(jiān)督和處罰手段，使得這種依賴于管線權屬單位對動態(tài)更新的積極性的更新方式周期長、數(shù)據(jù)質量參差不齊、漏測工程愈來愈多， 成果也不能及時上交和入庫，致使數(shù)據(jù)庫逐漸失去現(xiàn)勢性而廢 棄。 沒有建立數(shù)據(jù)共享機制 目前，國內一般由城市規(guī)劃管理部門牽頭開展地下管線普查工作，地下管線普查的資金一般由城市財政承擔，財政資金比較困難的城市（或地區(qū)）一般通過各管線權屬單位分攤的方式獲取。在普查完成后，如果管線權屬單位要使用地下管線數(shù)據(jù)，需要從城市規(guī)劃部門購買，有時，購買的價格比獨自建設的價格還高，導致管線權屬單位參與的積極性不高。 4.2、動態(tài)更新管理體系的建設 4.2.1 環(huán)境體系建設 為了確保 地下管線動態(tài)更新 目標的實現(xiàn)，在 地下管線普查之前，應組織有關管理部門建立相應的 法律法規(guī)、規(guī)范標準、組織體系和 人才體系的系統(tǒng)環(huán)境。 （ 1）法律法規(guī)和規(guī)范標準 法律法規(guī)和規(guī)范標準是有關單位開展 地下管線更新 業(yè)務的依據(jù)和行動綱領，同時也是管理部門實施監(jiān)督檢查的依據(jù)。規(guī)范化與標準化是綜合系統(tǒng)與專業(yè)系統(tǒng)、基礎地理信息系統(tǒng)實現(xiàn)信息交換、信息資源互聯(lián)互通與共享的前提。在 地下管線普查之前，規(guī)劃管理部門應會同地方立法部門、技術監(jiān)督部門分別制訂關于地下管線動態(tài)更新 的地方法規(guī)和規(guī)范標準。 地方法規(guī)一般包括地下管線管理條例、地下管線信息管理辦法等，法規(guī)應闡明以下內容： 新建 、 擴建 、 改建 地下管線的工作程序； 竣工測量的工作程序；數(shù)據(jù)庫更新與數(shù)據(jù) 分發(fā)的工作程序； 新建 、 擴建 、 改建 地下管線的審批機構與職責；實施竣工測量的 機構與職責； 實施系統(tǒng)更新、系統(tǒng)維護與數(shù)據(jù)分發(fā)的 機構與職責；信息流轉的規(guī)則；違章責任等。 規(guī)范標準一般包括：地下管線探測技術規(guī)程、地下管線探測監(jiān)理規(guī)程、地下管線數(shù)據(jù)交換標準與信息共享技術規(guī)范等。 （ 2）組織體系和人才體系建設 地下管線的更新涉及到各管線權屬單位、地下管線竣工測量單位、地下管線數(shù)據(jù)入庫與系統(tǒng)維護單位、地下管線檔案管理單位以及政府有關地下管線管理的單位。由此可見，地下管線的更新涉及多單位協(xié)同作業(yè)，因此，需要明確對地下管線動態(tài)更 新實施單位（竣工測量、數(shù)據(jù)建庫、系統(tǒng)維護等單位）單位的資質要求、詳細界定各地下管線動態(tài)更新實施單位和監(jiān)管單位的職責等，使各單位按各自的職能工作，避免因職責不清造成更新工作的混亂。 人是管線更新工作的主體，如果從事管線更新工作的人員不能勝任工作，那么實現(xiàn)地下管線動態(tài)更新的目標就不能達到。因此，應基于適當?shù)慕逃?、培訓，確保從事影響管線更新工作的人員應是能夠勝任的。 4.2.2 統(tǒng)一的網絡平臺建設 為了實現(xiàn) 地下管線 信息的應用、共享與交換，首先應該建立連接城市規(guī)劃部門、各管線權屬單位、竣工測量單位、數(shù)據(jù)入庫單位和信息 系統(tǒng)維護單位間的基礎寬帶網絡，使之成為 地下管線 信息的應用、共享與交換的網絡平臺。 地下管線信息網不僅是提供管線數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕y(tǒng)一網絡平臺，全面滿足 新建 、 擴建 、 改建 地下管線工程規(guī)劃審批的業(yè)務需要；而且通過建立統(tǒng)一標準的公文電子信息資源庫，可以實現(xiàn)公文等信息的充分共享和廣泛使用，實現(xiàn)各單位間公文信息傳遞、交換和處理的網上互動。 4.2.3 地下管線信息數(shù)據(jù)庫建設 地下管線 信息數(shù)據(jù)庫是 地下管線 的動態(tài) 更新 體系的核心內容，與城市基礎地圖數(shù)據(jù)庫、人口數(shù)據(jù)庫、法人數(shù)據(jù)庫、經濟數(shù)據(jù)庫等數(shù)據(jù)庫一起構成城市電子政務的基礎數(shù)據(jù)庫，為城 市電子政務提供基礎數(shù)據(jù)支撐。 地下管線 信息數(shù)據(jù)庫應能快速提供完整、準確、可靠和現(xiàn)勢的 地下管線 信息，為城市規(guī)劃部門的地下空間規(guī)劃科學決策提供數(shù)據(jù)依據(jù)；為城市應急管理部門與 地下管線 相關的搶險決策提供數(shù)據(jù)支撐；可以有效避免城市建設單位的建設工程破壞 地下管線 ；提高各管線權屬單位的 地下管線 運行管理水平和維護效率以及為 地下管線 信息的共享應用打下堅實的基礎。 此外，由于綜合地下管線信息系統(tǒng)離不開城市基礎地形數(shù)據(jù)庫的支持，并且，從節(jié)省系統(tǒng)的技術支持、綜合應用和運行維護資金方面考慮，應將地下管線綜合數(shù)據(jù)庫按寧波市基礎地形數(shù)據(jù)庫 軟件平臺方案建設。 4.2.4 支撐協(xié)同作業(yè)的管理信息應用系統(tǒng)建設 地下管線 的動態(tài) 更新 是一項涉及多部門協(xié)同作業(yè)的工作，如管理部門、建設單位、竣工測量單位、系統(tǒng)維護單位和權屬單位等。如果信息在中間任何一個環(huán)節(jié)發(fā)生阻塞，就會造成該案件所涉及的地下管線信息未被更新到信息系統(tǒng)中，從而造成系統(tǒng)信息的不完整與不現(xiàn)勢，為以后信息的利用埋下隱患。因此，需要在各管線更新單位、監(jiān)管單位間建立群體協(xié)作信息管理系統(tǒng)，以解決管理部門、竣工測量單位、系統(tǒng)維護單位間的群體協(xié)同問題。系統(tǒng)應具有以下功能：流程定義、管線建設報批案件受理、案件傳 遞、流程查看、結案歸檔、批后管理、項目查詢等。 系統(tǒng)建立后，各單位可以隨時查看項目狀態(tài)，管理部門可以監(jiān)控、跟蹤項目的進展，對超時項目能自動催辦，對辦結歸檔項目能進行檢索、查詢和統(tǒng)計。因此， 群體協(xié)作信息管理系統(tǒng) 是一種通訊工具，它可以避免信息在流轉過程中發(fā)生阻塞，從而避免地下管線信息未被更新到信息系統(tǒng)中，確保系統(tǒng)信息的完整性與現(xiàn)勢性。 通過建立綜合 地下管線信息 管理 系統(tǒng) 和各專業(yè) 地下管線信息 管理 系統(tǒng) ，政府部門和專業(yè)管線單位可以實現(xiàn)對 地下管線信息 的查詢、統(tǒng)計、分析等業(yè)務需要。