管线建站技术

文章编号:0494-0911(2011)10-0056-04中图分类号:P208文献标识码:B北京市地下管线信息多源数据整合研究孟志义(北京测绘设计研究院,北京100038)ResearchonMulti-sourceDataIntegrationofUndergroundPipelineMENGZhiyi摘要:分析北京市现有地下管线数据的特点.
以给水管线为例,将自来水公司和测绘院的数据进行详细比对、核查分析,并在此基础上提出给水管线数据整合方法,同时将上述方法推广到其他种类管线的数据整合和补测补绘中.
最后对管线数据整合效果进行总结和评价,提出存在的问题和建议.
关键词:地下管线;多源数据整合;管线分类收稿日期:2011-08-29作者简介:孟志义(1960—),男,北京人,高级工程师,主要从事城市地下管线工程,三维扫描工程及城市工程测量的研究及应用工作.
一、引言北京市的城市地下管线分属不同单位建设和管理,资料分散分布在不同的城市部门.
由于各管线权属单位获取和存储地下管线信息的方式不同,其信息化建设工作程度也不均衡.
因此地下管线资料具有多源性、多样性、离散性和时空性等特点.
1)多源性:是指地下管线信息获取的方式不同,如野外调查、管线探测、竣工测量或由已有竣工资料数字化等.
2)多样性:是指地下管线的类型多种多样,包括给水、排水、燃气、热力、电信、电力、工业和综合管沟(廊)8大类管线;地下管线资料的介质类型、数据格式和存储方式多样,从其存储的介质类型可划分为纸介质资料和电子数字资料.
3)离散性:是指地下管线信息分散存储在城市规划、建设、市政、城建档案、管线权属单位以及各企事业单位等部门.
4)时空性:是指随着城市建设的发展和时间的推移,城市地下管线信息会发生变更,需要对城市地下空间的变更信息进行管理,以保证其现势性.
地下管线信息的离散性决定了各建设单位利用地下管线信息时,要到多个管线权属单位查询.
而地下管线信息的其他3个特性,又会导致多方式获取的资料在完整性、准确性、现势性方面存在问题.
各家权属单位存储的地下管线范围、数据精度、数据内容、数据格式等都有差异.
因此,城市地下管线信息化建设工作首先要对各家存储的数据进行评估,从中提取符合标准要求的数据,提出需要进行补测补绘的数据.
本文在对北京市给水管线数据进行调研、收集、分析、提取和整合的基础上,探索出了北京市地下管线数据整合和综合的技术路线.
二、给水管线数据整合方法给水管线数据整合方法如下:1)根据《北京市地下管线探测技术规程》(DB11/T316—2005)的技术要求,通过查阅技术报告和工程档案的方式,对北京市测绘设计研究院(以下简称"测绘院")和北京市自来水集团公司(以下简称"自来水公司")的地下管线现状资料进行详细调研,获得其地下管线资料的空间精度和属性项内容等信息.
2)按照《北京市地下管线探测技术规程》(DB11/T316—2005)规定的数据交换格式,将收集的已有地下管线数据转换到统一的数据格式.
3)将测绘院和自来水公司的地下管线数据进行比对分析.
4)对于比对分析的结果(给水管线),按以下情况处理.
a.
当二者平面位置较差小于槡2δts(δts为平面位置限差),且管线规格相同时,直接采用测绘院的地下管线数据作为入库数据;当二者平面位置小于槡2δts,但管线规格不同时,应首先确认二者是否同一条管线,如是同一条管线,管线点的坐标、高程直接采用测绘院的数据,而管线规格则从收集的管线权65测绘通报2011年第10期属单位的已有资料中提取;否则应分别将其作为独有的管线进行处理.
b.
当二者平面位置较差大于槡2δts时,应首先确认二者是否同一条管线,如是同一条管线,分别查看其资料的形成年代或其来源方式,并根据资料的来源方式和检查验收情况对数据进行甄选,总体原则是选择竣工测量方式采集且有相关的检查验收证据的数据作为入库数据;否则应分别将其作为独有的管线进行处理.
c.
对于管线权属单位资料中独有的管线,查看其资料的形成年代或来源方式.
如是通过竣工测量方式获得的数据,且有相关的检查验收证据,可直接作为入库数据;如不是,或者虽然数据是通过竣工测量方式获得,但无相关的检查验收证据,则列入今后的补测补绘工作计划.
d.
对于测绘院独有的管线,绘制1∶2000管线图,由自来水公司进行审图,确认管线的使用情况,并通过今后的补测补绘工作,对管线的走向进行核实.
e.
所有数据应该通过今后的补测补绘工作,来采集"材质"和"埋设年代"等在现状管线资料中缺失的属性信息.
三、给水管线数据现状与存在问题自来水公司管线数据管线总长为6530km;测绘院给水管线数据管线总长为3490.
2km.
对于"管径≥75mm"和"管线在6m宽以上道路上"的管线数据,测绘院符合要求的管线长度为2930.
5km,占其总长度的84%;自来水公司符合要求的管线长度为3062.
1km,占其总长度的46.
9%.
给水管线数据存在问题叙述如下:(1)数据范围问题在自来水公司的管线数据中,有一些管线不在要求范围(五环路范围)之内,或虽在范围内,但不符合相应的取舍标准(管径≥75mm)或管线不在规定的道路上;测绘院的管线基本位于城市主干道路、次干道路、城市支路、社区支路和城市广场范围内,管线的取舍基本符合规定要求.
(2)高程缺失问题自来水公司管线点约有80%没有高程数据;测绘院管线点都有高程数据.
(3)属性数据缺失问题自来水公司数据只有1.
3%的管线点有"埋设年代"信息,所有管线点均无"材质"信息;测绘院数据无"材质"、"埋设年代"、"权属单位"等信息.
四、给水管线数据比对分析与核查分析(1)比对分析经比对分析,对于"管径≥75mm"的管线数据,两家数据基本重叠的管线长度为2128.
3km,较差小于或等于0.
2m的管线长度为1520km,占基本重叠管线总长的71.
4%,说明两家给水管线数据的重合性较好.
对于管径600mm以上的数据,两家数据基本重叠的管线长度为887.
7km,较差小于或等于0.
3m的管线长度为783km,占基本重叠管线总长的88.
3%;走向一致、重叠不好(0.
3m以上)的管线长度为104.
4km;走向、位置都不一致的管线长度为167.
8km.
(2)核查分析本次主要对管径≥600mm的给水管线进行了外业实地核查.
对于不重合且较差大于0.
3m的管线,以及自来水公司独有的管线,分别提取样本,对样本采用地下管线核查、探查、测量的手段进行外业实地测绘、数据处理,对质量评定合格的核查数据直接入库.
对测绘院独有的管线提取样本,采用地下管线探测仪器核查管线在实地是否存在.
对自来水公司独有管线数据的核查表明,自来水公司管线数据的平面位置可利用性较好,未发现有大的偏差.
但存在高程数据不全、数据表现不合理和附属设施描述不够详尽和准确等问题,如图1~图3所示.
图1数据表现的不合理性问题图2自来水公司提供的管线图752011年第10期孟志义:北京市地下管线信息多源数据整合研究图3核查后的管线图与核查数据相比,测绘院管线数据没有大的位置偏差,但存在部分窨井位置与资料不符、管线资料未反映管线改建情况、部分管线附属设施在实地不存在、实地新增附属设施在资料中未反映等问题.
问题源于管线改建后未进行竣工测量.
对于较差大于0.
3m的管线,与核查数据相比,自来水公司的已有给水管线数据只有39.
8%,测绘院已有给水管线数据平面位置较差在0.
6m以内的占91.
5%,测绘院管线数据的平面位置精度明显高于自来水公司的管线数据.
在本次核查的测绘院给水管线数据中,较差大于0.
6m的管线点共计19个,所占比例为8.
5%.
其原因有竣工测量错误、两次测量的位置不同、管线已改建和管线有偏距等因素.
五、管线数据整合给水管线数据整合是基于下列原则进行,首先从自来水公司和测绘院的给水管线数据中,对道路宽度大于6m、且管径大于或等于75mm的给水管线数据进行重合度比对分析,对于两家偏差小于0.
2m的管线直接入库测绘院数据.
外业核查的数据采用外业核查数据和测绘院给水管线隐蔽管线点数据整合入库.
基于测绘院的已有管线数据在空间位置上具有很好的可利用性和给水管线试验结果,在对其他管线进行数据整合和补测补绘时,可采取以下技术路线.
(1)数据收集收集需要进行数据整合的某种管线数据.
(2)数据格式转换按照《北京市地下管线探测技术规程》(DB11/T316—2005)规定的数据交换格式,将收集的已有地下管线数据转换到统一的数据格式.
(3)数据提取根据《北京市地下管线探测技术规程》(DB11/T316—2005),抽取规定范围内的、符合管线取舍要求的、埋设在城市主干道路、次干道路、城市支路、社区支路和城市广场范围内的已有管线数据.
(4)平面位置限差(δts)的确定采取外业实地抽样核查的手段,获得此类管线的平均埋深,计算其平面位置限差(δts).
(5)数据比对分析以测绘院的管线数据为基准,将收集的某种管线数据与其进行比对分析.
(6)数据整合入库参见本文第二章.
(7)管线补测补绘下列管线需要采用补测补绘方式,以获得相关的空间和属性数据.
1)平面位置大于槡2δts、且管线权属单位无竣工测量成果资料的管线.
2)对于测绘院资料中独有的管线,绘制1∶2000管线图,由管线权属单位进行审图,确认管线的使用情况,通过补测补绘工作,对管线的走向进行核实.
3)非竣工测量方式获得的、管线权属单位资料中独有的管线.
4)所有管线数据应该通过今后的补测补绘工作,来采集"材质"和"埋设年代"等在现状管线资料中缺失的属性信息.
(8)管线补测补绘成果入库补测补绘的成果在入库前,应与原有已入库成果合并进行质量检查、处理,必要时应进行实地再核查,确认没有数据错误后方可入库.
六、整合效果与建议依据上述技术路线,对北京市的8大类地下管线进行了数据整合,整合管线长度达1.
5万千米,加上整合完成后通过管线竣工测量采集的新建管线2.
1万千米,目前北京市地下管线数据库共有各类管线长度达3.
6万千米(如图4所示).
数据整合成果在测绘院内地下管线管理和测绘生产中得到广泛使用,发挥了重要作用.
同时为北京市规划委员会、北京市城市规划设计研究院、北京市排水集团等部门提供了大量管线数据,为市重点工程、奥运工程提供了及时的管线数据服务.
图4北京市地下管线的长度及分类85测绘通报2011年第10期随着北京市地下管线综合管线数据整合建库的完成,现有的管理方式也发生变化:综合管线资料由纸介质、手工管理转变为信息化管理,实现了质的变化;同时服务方式也发生了变化,摆脱了原来复印图纸、抄录成果的状况,提升了管线资料管理单位服务水平,方便了用户.
尽管北京市地下管线综合管线数据整合建库的完成为规划设计等工作提供了很大方便,但仍存在一些问题有待进一步解决:1)成果数据在城市规划、管理中应发挥更大的作用.
目前的管线整合成果与北京市规划委员会的规划审批系统"规管2000"还存在衔接问题.
2)新建管线有些未按规定进行竣工测量,测绘院不掌握这部分信息,造成信息不全.
3)管线改建时测绘院得不到相关信息,废弃管线在整合数据库中不能及时删除,不能完全反映现状.
为此,笔者提出以下建议:1)建立市政(线性)工程规划核验管理系统,并与"规管2000"实现挂接,为规划审批提供准确依据,实现市政工程规划审批及验收的信息化管理.
2)完善市政工程规划验收机制,确保市政工程验收的完成以及档案收集和信息数据采集.
3)推动与相关管线权属部门的合作,互通信息,共建共享.
4)开展有针对性的管线普查,全面更新补充管线信息.
参考文献:[1]杨伯钢.
北京市地下管线信息共享有关问题研究[D].
北京:北京大学,2009.
[2]中华人民共和国建设部.
CJJ61—2003城市地下管线探测技术规程[S].
北京:中国建筑工业出版社,2003.
[3]北京市质量技术监督局.
DB11/T316—2005北京市地下管线探测技术规程[S].
北京:北京市质量技术监督局,櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂2005.
(上接第31页)地形环境的影响,电台信号确有损耗,导致电台覆盖距离小于15km.
但对于每个架设基站的地区来讲,县城或城镇的测图使用范围很小,已基本覆盖县城及乡镇区域,对于灾后重建的测绘任务是有保障的,能够保证受灾地区的重建任务.
而对于玉树县结古镇不能覆盖区域,则采用在县城东西方向增加两个流动基准站以满足城市重建的测绘需要.
表1实时定位服务覆盖范围测试结果测试站点最远距离km固定解残差值水平/高程/mm是否覆盖县城区域解决方法囊谦7.
613/18完全覆盖杂多9.
530/47完全覆盖歇武8.
59/16完全覆盖玉树5.
310/24不完全覆盖增设流动基准站治多21.
27/13完全覆盖曲麻莱15.
56/9完全覆盖玛多5.
56/8完全覆盖巴干6.
56/9完全覆盖清水河15.
16/9完全覆盖称多8.
56/8完全覆盖四、结束语本文描述的连续运行基准站系统是在青海玉树地震后,由国家测绘局紧急支援所建,是结合当地的实际地形、地质环境以及供电通信、后勤保障等条件所综合采用的最合理的建站技术.
目前系统已正式运行,并在1∶10000航摄地面控制、像控点图根控制方面发挥着重要的作用.
随着玉树灾后重建的大幕拉开,该系统所提供的平面基准将会发挥重要的作用.
致谢:参加此项工作的外业人员还有国家测绘局第一大地测量队、国家测绘局第三大地测量队、青海省测绘局、天宝公司、拓普康公司等共计50余人,在此一并表示敬意.
参考文献:[1]陈俊勇,张鹏,武军郦,等.
关于在中国构建全球导航卫星国家级连续运行站系统的思考[J].
测绘学报,2007,36(4):366-369.
[2]胡旭清.
汪彬,长株潭GNSS首期连续运行参考站系统(CZTCORS)性能测试与分析[J].
测绘通报,2008(12):30-32.
952011年第10期孟志义:北京市地下管线信息多源数据整合研究