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跨越时空的地下管线数据更新之演进
2019-07-29 10:45:26    浏览次数:
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       作者:司殿臣
         一、前言
        随着经济建设的发展,城市公共基础设施建设进一步加快,城市地下管线种类越来越多且相互交织,形成了城市的生命线。同时,管线重大事故的频发,管线事故的危害性使准确现势性的地下管线空间数据的重要性日益突出,催生了各大城市各具特色的管线数据更新工作流程。 
        随着管线普查的浪潮,各地基本都建立了各自的管线管理GIS系统,海量二维数据管理和三维数据可视化数据分析逐渐成为应用主流。管线数据成为地下空间基础数据,地下管线数据和民生息息相关,管线的安全、数据的共享、管线设施的管理,对数据的内容和处理方式有了更高的要求,如何有序、合理的对数据进行采集更新,是管线建库后必须解决的关键问题。 
        二、开题
        行业有言,“练拳容易,改拳难”,对于初学者,犹如一张白纸,可以勾画任意蓝图,在严格的要求下,容易形成规矩定式,但是如果要修改已经养成的定式,则是一件非常困难的事情。 
        城市地下管线也是如此,初次建立地下管线数据库和信息系统,在遵循规程的前提下,就是“开拳”一路打下去,中间有检查、监理修正动作,最后提交成果。除此之外,再无瓜葛。但如果是新增修补测,常规动作之外,还有一项重要工作就是新旧数据接边。 
        数据接边,是地理信息行业的术语,本来是一条线,因为空间测区的划分,或时间周期的变化,分两批次,或两个时间段,进行测量,产生了两段线,接边就是把它们连接在一起,不仅是几何图形的连接,还要解决拓扑方面的方向等。
         接边是管线工程项目中非常普遍的工序之一,也输数据质量把关的节点之一,因其琐碎,处理起来难度较大。特别是管线数据的后期更新中,老管线数据都是前期工程的结果,有设计,有报告,但是,当时的施工人员不会再回来配合参与。因此,探测一条路、一片区域、甚至一个城市测区,是一回事儿,最后的接边工序,又是一回事儿。准备不充分,就会造成窝工。 
        特别是对于大城市、特大城市,地下管线及其庞大、复杂,采集的数据点数呈几十万、上百万级别,甚至更多,中间需要接边的点数相当可观。很多时候,管线数据接边成为一项专门工作,耗时很长,很多常规接边操作不再实用。研究、开发新的数据更新接边、入库技术和方法,成为一向很现实的问题。 
        笔者多年从事地下管线数据整理、数据更新入库等数据处理工作,现分享呼和浩特、武汉、南京三个城市数据整合、入库更新工作经验。这三个城市在全国建立地下管线GIS管理系统比较早,并一直维护管线的现势性,卓有成效。
 
        三、呼和浩特市
        呼和浩特是内蒙古自治区首府,早在1998年就完成全市管线普查工作,2009年进行全面补测和系统建设工作(第一次补测),2015年又进行补测工作(第二次补测),随后进行地下管线全覆盖的小区探测工作(小区探测),进而形成从源头到用户的全面管线资料。笔者参加工作后,有幸参与了第一次补测、第二次补测和小区探测工作。 
        第一次补测过程中甲方提供的原有数据量不是很大,且当时我单位管线处理系统还不是特别灵活,对原有数据只是做简单的数据转换,所有组长经过物探、测量、数据整理、自检、互检、监理检查后,将小片区数据库与原有数据合并,整合接边。虽然存在组长排队整合接边的情况,但总体可调控没有出现窝工现象。第二次补测的数据整合过程本想沿用第一次简单粗犷的方式,但发现原有数据已经接近7000公里,且作业组人数众多,我单位管线处理系统操作效率也严重下降,轮流顺序接边势必造成严重窝工,项目组果断将原有数据根据作业片区分割,采用平行接边,整合最终数据的工作方式。 
        小区探测的接边整合又提出了新的挑战,小区分布散,作业组间测区重合量大,数据接边工作量大,原有数据量接近1万公里,通过分析在原有数据区域分割基础上又进行了专业分割,分割出数百个小专业、小片区数据库,这样又带来了大量的数据管理工作,项目组也不得不增加内业数据人员协助数据接边、修改及最终整合。 
        呼和浩特的管线更新补测及小区探测,金迪公司都很好的完成了工作任务,但是每次补测后都需要更换GIS系统下所有数据,没有真正的在GIS系统下实现道路更新或区域更新,这是受到工程性质的限制。 
 
四、武汉市
        武汉是湖北省会,城区面积巨大,近1600平方公里。笔者2013年参与武汉项目组,武汉的管线更新工作是全国做的比较早的城市,政策上每年都有定向更新,且步伐紧跟国家的五年规划,每个五年规划都有新内容与新思路,数据更新内容也从地下管线扩展到了场站设施。
        最初武汉城区被监理以平方和图幅为单位划分为若干个测区,如笔者接触的汉阳区就有5个小测区。每年的更新数据点号是最大的特点,测区号+年代号+管类代码+流水号,保证每年数据的物探点号可以唯一。以电子图纸和表格管理的时代,这样的点号管理是管线数据更新能够有序进行的最大保障;在当前GIS系统数据管理时代,这样的点号管理也是非常必要的。 
        2016年前,数据的更新模式以测区为单位,测区间数据打断到测区边缘,保证测区间接边在测区边缘。每年提交数据以测区为单位提交整合后数据库,拆除数据库,新增数据库。2016年后,系统平台上线后,可以实现区域任意范围的更新,逐渐将测区合并,如汉阳之前的小测区合并为HY测区,更新范围由原来的小片区逐渐转变为以道路为单位。数据库提交不再要求提交总数据库,而是拆除数据库和新增数据库。根据武汉技术方向的变化,我单位紧跟武汉技术思路变化,在原有管线数据处理系统的基础上开发武汉专版系统,并不断更新维护,以适应武汉数据整理新的要求。
 
道路开挖管线重新铺设
道路更新外业施工
 
道路更新管线图
 
        五、南京市
        2017年,随着金迪公司中标南京玄武区非公共空间地下管线探测项目,笔者有机会接触南京管线更新方案。他们不仅搭建了GIS管理平台,还开发了数据处理、检查和入库的数据平台。整体数据更新流程更加清晰,衔接更加紧密,具体流程如下:
        此种方法可以实现管线任意范围内的数据更新,在提升数据质量的同时也保证了数据更新的灵活性,提高了数据更新的效率。
数据整理与接边
小区入库更新范围 
        目前,以道路为单位的数据更新和小区数据入库更新成为管线数据更新的主流方向。我单位在数据处理平台开发了带图边点的数据导出与回填功能,可以任意范围内数据的导出整理,后再回填的数据更新步骤,以满足主流数据更新方案。
 
        六、小结
        城市地下管线数据有其共同的地方,也有不同的地方,特别是在应用于各地的管理中时,千差万别。也因此,在行业内《城市地下管线探测技术规程》指导下,各地到建立了适合自己管理需要的地方规程或标准,在满足实用的同时,管线数据的分类、结构、数据要求越来越细,越来越复杂,这就给管线数据普查带来了挑战。 
        得益于将近30年的管线数据普查经验和相关设备、技术、方法的进步,现在的管线数据采集、处理工艺已经发生了很大变化,无论是在质量,还是在效率等方面,都有了巨大提升,但仍然处在变革当中。 
        城市在发展,管线在发展,管线服务与工程也在发展,其要素也在与时俱进,不断地更新换代,以适应新形势下城市管理的更高要求,接边技术更不在话下。
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