试论城市地下管线管理与应用

摘要：近年来，地下管线探测与管理技术得到较快发展,并取得良好的经济与社会效益，但仍然面临和存在着一些比较突出的实际问题,本文试着从城市综合地下管线管理系统的特点、设计方法和原则、城市综合地下管线管理系统建立的意义三个方面来探讨和分析城市地下管线的管理及应用。

关键词：地下管线，管理，应用

地下管线是城市中重要的基础设施,它的安全运行是现代化城市高效率、高质量运转的保证。因此，建立城市综合地下管线管理系统势在必行。

一、城市综合地下管线管理系统的特点

城市综合地下管线管理系统是指利用GIS技术和其他专业技术，采集、管理、更新、分析和处理地下管线数据的一种技术系统。它是一个四维的系统，其特点具体如下：

（1）隐蔽性决定了时间及三维空间动态的复杂性；

（2）隐蔽性、埋设位置的集中性也决定了地下管线数据的重要性，数据的完整性、可靠性与准确性是地下管线系统实用的关键；

（3）系统必须自动识别管线间的连接性，即管线与管点间的拓扑关系非常重要；

（4）城市综合地下管线管理系统是一个信息在空间分布上极不均匀的空间异质系统，城市中心区的管线密度较大，从中心区向城市边缘急剧减小。

二、城市综合地下管线管理系统的设计方法和原则

1、系统设计应注意的问题

地下管线管理系统是一个系统工程，其系统组织至关重要，决定其成败的关键因素是数据的组织。有没有数据，数据质量如何，怎样使数据随城市现状的变化而及时更新是地下管线系统建立过程中应当高度关注的。如下所述：

（1）调查研究、修正方案

系统的开发建设是为用户服务的，必须重视和照顾用户的需求，对用户需求进行充分、细致的调查，并对用户的运行机制、信息流程、现有数据基础、用户对系统和产品的要求等方面做详细研究，做出详尽的设计方案，并在开发过程中，恰当根据使用者的意见，不断对设计方案进行修正，对系统进行调整和完善，使其使用功能逐步完善。

（2）协调关系、统一安排

数据的收集和更新，以及数据共享方面的协调和管理是系统建设过程中一大难点，也是组织协调问题，由于这种协调在不同部门间进行，若各部门没有统一的领导和规划，资料各有归属，会加大工作的难度，使得工作无法照常进行，因而，要协调好各部门的工作进度，对其进行统一领导和安排。

（3）重视数据库建立工作

数据是GIS的核心，一个系统的好坏很大程度上依赖于数据质量的好坏，数据库设计、数据录入是建库的两个重要因素，在数据库设计过程中要求对系统内的各类数据标准化，并分类编码，采取严格的数据质量控制办法。

（4）系统开发标准化

系统的开发涉及到许多标准化问题，如地理信息编码、数据交换格式、基础数据库结构和图形订制都有许多标准化问题，要求其符合一定的规范和标准，，以利于数据的交换、共享、更新和系统的推广，在系统的开发建设过程中尽量注意标准化问题。

（5）长期规划工程项目

地下管线信息系统建设是一个长期的工程项目，其运行周期较长。因此，应该做好项目管理的长期规划，最好有一个保证其数据更新、模型改进的长期预算。

（6）数据结构的合理性

地下管线系统中GIS数据类型多、数据量大，管线与管点之间又有复杂的拓扑关系，因此数据结构的合理性非常重要，在系统分析和数据库设计时应该给予充分重视，以保证系统高效稳定运行。

2、系统设计基本原则

（1）实用性原则

系统应满足地下管线资料的自动化管理，真正实现管理科学化；

（2）可靠性原则

数据库可靠性：数据库中的所有数据应是准确可靠的；

系统可靠性：系统应具有很强的容错能力和处理突发事件的能力，不至于因某个动作或某个突发事件而导致数据的丢失和系统瘫痪；

（3）完备性原则

数据库中的各种数据应该是全面的、完整的，能够满足系统各项功能的需求；

（4）科学性和规范性原则

系统应以软件工程的思想和方法来建立，保证系统结构的科学性和合理性，同时，系统的各项功能应该符合综合管线管理要求，信息编码、数据规范应满足行业或地方规范；

（5）可扩展性和开放性原则

系统应有良好的与其他GIS系统数据和制图系统数据的接口，实现系统之间的数据共享。

3、地下管线数据的获取

地下管线数据获取的方法分为地下普查和地下管线竣工测量两种。

（1）地下管线普查

城市地下管线普查是指在一定时期内，按照城市规划管理的要求，根据城市具有的技术与经济能力，采取最经济和科学合理的方法，查明城市建成区或城市规划开发区内的地下管线现状，获取准确的管线有关数据，编绘管线图，建立管线数据库，并在这个基础上做好档案与动态管理。城市地下管线普查作业方法：

①地下管线现状调绘

城市地下管线现状调绘是指在开展地下管线探查作业前，根据已有的地下管线竣工资料、施工资料、设计资料等，将已有的地下管线竣工资料、施工资料、设计资料等，将已有地下管线现况标绘在1：500的地形图上，作为野外探测的作业的参考，减少实地探查作业的盲目性，提高野外探查作业的质量和作业效率。同时，为地下管线探查作业提供有关地下管线的属性数据（如管径、管材、埋设年代等）

②城市地下管线探查

城市地下管线探查是在现状调绘的基础上采用实体调查和仪器探查相结合的方法，查明地下管线的敷设情况、在地面上的投影位置和埋深、管线的相关位置和走向、地下管线的属性，如管线类型、性质、规格、材质、载体特征等。并在地面上设置地下管线投影中心标志和明显管线点标志，以提供工序测绘的依据。

③地下管线测绘

地下管线测量是指在城市等级导线点和等级水准点的基础上进行的图根控制测量、地下管线点平面和高程位置连测及相关地形测量。

（2）地下管线竣工测量

地下管线普查在一定时期内只能做一次，这种方法实际上是对城市地下管线资料做一个完整的总结和调查，然后建立地下管线资料库。然而城市的管线工程每天几乎都在进行，因此，地下管线资料的动态更新主要依靠管线竣工测量来动态获取管线的资料。

地下管线竣工测量应在地下管段敷设以后、覆土以前进行。其任务是测定地下管线的平面位置、高程；量测地下管线的埋深、规格以及规划审批的定位尺寸；记录地下管线的性质、材质、走向、埋设时间和全书单位，并绘制地下管线竣工平面图和编制地下管线成果表，同时按要求填写地下管线工程竣工测量验收记录册。

三、城市综合地下管线管理系统建立的意义

城市地下管线普查是城市建设、规划的一项重要基础工作。如何管理地下管线资料，最大限度地发挥地下管线普查的经济效益成为一项重要任务。传统的管线资料管理手段大多采用文本文件或数据库与属性数据完全分离，管线资料管理混乱，资料更新速度慢，跟不上现代城市建设的步伐，不能保证资料的现势性和正确性。因此，同步建立地下综合管线管理信息系统是确保地下管线普查使用目的的实现与广泛应用的最佳方法：

1、使用计算机存储管线信息大大缩小了存储空间。一个城市的纸介质图纸可多达几十吨，而使用计算机仅用若干磁盘或光盘就可以存放全部信息；

2、提高了检索查询速度。利用计算机查询某一个区域、某一地点或某种特征的管线信息仅需要一个命令或按钮即可完成，这是常规管理办法的人工查找无法比拟的；

3、图形显示更加直观，通过三维显示技术，真实再现地下管线三维布局结构；

4、可以实现管线资料的动态更新和管线工程的动态跟踪，提高了管理水平；

5、便于资料的网络共享。

结语

综上所述，建立城市综合地下管线管理系统是做好城市地下管线管理与应用的重要举措之一，其为城市地下管线的管理和应用提供了先进的技术手段，有助于对城市各类地下管线数据的日常管理,从而做到高效利用各种信息,提高工作的科学化与规范化。

参考文献：

[1]王璐，李锐.GIS在城市小区地下管线管理中的应用.自动化与仪表，2006,21（2）

[2]李学军，洪立波.城市地下管线探测与管理技术的发展及应用.城市勘测，2010年第4期