琚 鋒，吳建曄，俞連芳，錢強強

（1.湖州市測繪院，浙江 湖州 313000）

安吉縣地下管線探測與信息系統(tǒng)建設

琚 鋒1，吳建曄1，俞連芳1，錢強強1

（1.湖州市測繪院，浙江 湖州 313000）

結(jié)合安吉縣綜合地下管線探測與信息系統(tǒng)建設實踐，闡述了地下管線外業(yè)探測、內(nèi)業(yè)整理、空間數(shù)據(jù)庫建庫和信息系統(tǒng)建設整個流程；總結(jié)了建設過程中涉及到的關鍵技術與難點，為快速搭建縣級城市綜合地下管線信息系統(tǒng)提供了參考方案。

地下管線；物探；空間數(shù)據(jù)庫；信息系統(tǒng)

城市綜合地下管線是城市基礎設施的重要組成部分[1]。由于管線資料及相關信息不完整，在建設施工過程中，常出現(xiàn)挖斷、挖破地下管線等事故，造成不必要的經(jīng)濟損失。進行城市地下管線現(xiàn)狀基礎資料探測，準確摸清城市地下管線的分布情況，建立一套科學、完善和先進的城市地下管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)，實現(xiàn)城市管網(wǎng)數(shù)據(jù)整合和數(shù)據(jù)動態(tài)管理，對現(xiàn)代化城市的建設和科學發(fā)展具有重大的現(xiàn)實意義。為適應安吉縣地下空間管理和城市規(guī)劃建設的需要，確保城市重要基礎設施，特別是地下管線的安全運行，安吉縣市管理局組織開展綜合地下管線普查工作，建立城市綜合地下管線管理信息系統(tǒng)。

1 地下管線探測

1.1 地下管線探查方法

1）明顯點量測。地下管線的明顯點均采用直接量測的方式進行。對于排水、給水、燃氣的明顯點，打開井蓋，用特制的探桿直接量測管線，詳細記錄管線的埋深、材質(zhì)、管徑及與相鄰管線點的連接關系；對于電信、電力管線，操作員需進入檢修井內(nèi)，用鋼尺量測埋深、管線斷面尺寸等相關數(shù)據(jù)，并調(diào)查孔數(shù)、已用孔數(shù)、敷設方式及與相鄰管線點的連接關系。

2）隱蔽點定位與定深。隱蔽管線探查應遵循從已知到未知，從簡單到復雜，方法有效、快速、輕便的原則，復雜條件下應采用綜合方法[2]。安吉縣管線種類較多，特別是給水管線、煤氣管線明顯點很少，檢修井內(nèi)一般看不到管徑、埋深與材質(zhì)，給管線普查帶來一定的難度。對這些地下管線進行探測時，應根據(jù)不同情況選擇不同的工作方法和工作參數(shù)，滿足精度要求。

3）管線點編號與標注。管線點外業(yè)編號采用“探測小組號+管線代號+流水號” 組成。管線點的地面標志統(tǒng)一用紅油漆標注“+”記號，并在管線點附近明顯且能長期保留的建筑物或地面上標注管線點號。外業(yè)工作采用每調(diào)查或探測一個特征點，同時在外業(yè)草圖上記錄點的屬性，并根據(jù)調(diào)查結(jié)果確定其連接關系的方法。

1.2 管線測量

管線測量的任務包括圖根控制測量和管線點測量。圖根控制測量主要以安吉縣檔案館提供的Ⅱ級以上等級控制點作為起算點，直接加密圖根控制點。圖根控制布設為電磁波測距附合導線或結(jié)點導線網(wǎng)。若因地形限制導線無法附合的區(qū)域可布設圖根支導線[3]。管線點測量主要是測定管線點的平面坐標和高程。在管線探測區(qū)布設平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)，對探測的管線點，采用全站儀極坐標法測定其平面坐標和高程，形成管線點坐標數(shù)據(jù)，作為精確繪制管線圖的基礎。

2 地下管線信息系統(tǒng)建設

地下管線普查后形成地下管線的空間和屬性信息，按照標準要求通過數(shù)據(jù)處理軟件錄入計算機，建立基礎地理空間數(shù)據(jù)庫和管線信息數(shù)據(jù)庫，并經(jīng)過查錯程序檢查，排查錯誤，確保數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)和資料的準確無誤。安吉縣綜合地下管線信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫存儲于SQL Server 2008，主要由綜合地下管線工程數(shù)據(jù)庫和基礎地理空間數(shù)據(jù)庫組成，如圖1所示。其中，基礎地理空間數(shù)據(jù)庫包括1∶500和1∶2 000地形數(shù)據(jù)以及不同分辨率的衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)[4]。

整個地下管線探測工程外業(yè)進行的同時，利用地下管線外業(yè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)HSM-Pipe對地下管線屬性數(shù)據(jù)進行處理；外業(yè)測量數(shù)據(jù)采用清華山維EPSW前端數(shù)據(jù)采集軟件直接將數(shù)據(jù)傳入計算機，實現(xiàn)測量數(shù)據(jù)內(nèi)外業(yè)一體化成圖；再通過物探點號將兩者結(jié)合形成綜合地下管線工程數(shù)據(jù)庫。為便于外業(yè)測量小組進行地下管線數(shù)據(jù)檢查，工程數(shù)據(jù)庫存儲于Access數(shù)據(jù)庫中，待數(shù)據(jù)檢查無誤后，最終匯總?cè)霂煨纬删C合地下管線數(shù)據(jù)庫。

圖1 綜合地下管線數(shù)據(jù)庫建庫流程圖

安吉縣地下管線信息系統(tǒng)采用清華山維公司的SunwayGIS平臺，實現(xiàn)了地形數(shù)據(jù)、地下管線數(shù)據(jù)、遙感影像數(shù)據(jù)等多源多尺度海量空間數(shù)據(jù)無縫集成管理，繪制出城市綜合地下管線管理的一張藍圖。平臺管線模塊開發(fā)了相當完備的專業(yè)功能。系統(tǒng)在管線數(shù)據(jù)檢查與質(zhì)量控制方面，根據(jù)地下管線的專業(yè)特點，定制了專用數(shù)據(jù)檢查工具，對管線數(shù)據(jù)點線之間的拓撲關系、屬性值的合理性、屬性關聯(lián)等諸多方面進行自動檢查，保證入庫數(shù)據(jù)的質(zhì)量；同時系統(tǒng)與清華山維EPSW前端數(shù)據(jù)采集軟件無縫集成[5]，實現(xiàn)了外業(yè)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)整理入庫、數(shù)據(jù)應用、數(shù)據(jù)庫更新、數(shù)據(jù)交換與共享等整體解決方案。

3 關鍵技術和難點

安吉縣地下管線埋設錯綜復雜，用單一的技術方法往往不能辨別管線的埋設情況。在管線埋設相對復雜的情況下應綜合采用各種物探方法以保證探測精度的可靠性。

3.1 近間距平行管線探測

安吉縣地下管線探測對象主要是沿道路兩側(cè)管線，在探測過程中如沿道路兩側(cè)多條管線并行且間距較小，管線周圍磁場會疊加，管道間信號相互干擾，據(jù)此定位定深會導致探測誤差，甚至帶來錯誤結(jié)果。因此，根據(jù)多年管線探測經(jīng)驗宜采取直接法或夾鉗法；在管線密集、且沒有使用直接法、夾鉗法的條件時，靈活運用選擇性激發(fā)或壓線法（傾斜壓線法），使得盡可能多的電流在目標管線上流動。使目標管線上的異常信號能從其他管線和介質(zhì)中分離出來[6]。同時，為了保證管線的平面位置和埋深的精度，在有條件的區(qū)域應開挖驗證管線的實際埋設情況，特別是管線的埋深應綜合比較直讀法、70%法及開挖驗證的實際深度并加以改正。

3.2 深埋管線的探測

據(jù)調(diào)查，安吉縣市政管線埋深一般約為2 m，但有些過河、穿越地方等采用了頂管方法埋設，管線埋得很深，如安吉污水處理廠進廠段污水管網(wǎng)埋深近8 m，給管線探測帶來困難。隨著管線埋深增加，管線探測儀的信號衰減，探測難度增大。通過使用探地雷達、RD8000等較新儀器進行探測、調(diào)閱管線權屬單位的設計圖紙、相關人員現(xiàn)場指認、人員下井等多種方法綜合分析，定深定走向，解決這一難點。

3.3 管線數(shù)據(jù)標準化

安吉縣綜合地下管線系統(tǒng)和地下管線外業(yè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)均使用“模板”技術封裝所有的數(shù)據(jù)標準。在項目實施開始，先制作了一個“安吉管線模板”，完成模板制作就相當于制定了一套數(shù)據(jù)標準[7]。只有具有一定權限的管理員，才能對模板進行修改，從而保證了數(shù)據(jù)在表結(jié)構、管線點、管線屬性域、坐標空間參考等信息符合數(shù)據(jù)庫設計標準，始終保持統(tǒng)一標準。

3.4 管網(wǎng)三維分析

安吉縣綜合地下管線信息系統(tǒng)通過對地形數(shù)據(jù)和管線數(shù)據(jù)進行符號化處理，實現(xiàn)管線的三維動態(tài)顯示功能，不僅可顯示空間關系，還可顯示各種要素屬性信息，模擬管線連通效果，生成三維模型數(shù)據(jù)，分析和輔助決策等。

[1] 龔俊,王新洲,王文慶，等.城市地下管線信息管理系統(tǒng)的探討[J].地理空間信息,2005,3(3):9-11

[2] CJJ61-2003.城市地下管線探測技術規(guī)程[S].

[3] CJJ8-99.城市測量規(guī)范[S].

[4] CJJ100-2004.城市基礎地理信息系統(tǒng)技術規(guī)范[S].

[5] 琚鋒,錢強強,錢中杰.清華山維SunwayGIS與南方CASS數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換研究[J].地理空間信息,2011,9(3):41-43

[6] 杜良法,李先軍.復雜條件下城市地下管線探測技術的應用[J].地質(zhì)與勘探,2007,43(3):116-120

[7] 張紅梅,張超.蕪湖市地下管線地理信息系統(tǒng)的建設研究[J].城市勘測,2009(5):46-48

Detection and Information System Construction of Underground Pipeline in Anji

byJU Feng

Based on the detection and information system construction of the comprehensive underground pipeline in Anji, this paper elaborated the complete process including underground pipeline detection, data processing, spatial database and information system construction, summarized the key technologies and difficulties appeared in the process of practice, and provided a reference scheme for fast construction of the urban underground pipeline information management system in county-cities.

underground pipeline,geophysical prospecting,spatial database,information system

P208

B

1672-4623（2014）02-0144-02

10.11709/j.issn.1672-4623.2014.02.052

2012-09-18。

琚鋒，工程師，主要從事地學信息系統(tǒng)研究與應用工作。