沈亞妮

摘 要：城市排水管網(wǎng)擔(dān)負(fù)著收集和輸送城市污水和降水的重要功能，對(duì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)、人民生活、地表水和地下水的安全及生態(tài)環(huán)境有重大影響，是城市賴(lài)以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，被稱(chēng)作城市的“生命線(xiàn)”和“血脈”。論文結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目系統(tǒng)的闡述了排水管網(wǎng)數(shù)據(jù)采集、處理及建庫(kù)的整個(gè)過(guò)程。實(shí)踐證明在該過(guò)程中用到的技術(shù)路線(xiàn)及實(shí)現(xiàn)方法是行之有效的。這些數(shù)據(jù)為建設(shè)“數(shù)字水務(wù)”、“數(shù)字城市”提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

關(guān)鍵詞：排水管網(wǎng) 數(shù)據(jù)采集 數(shù)據(jù)庫(kù)

中圖分類(lèi)號(hào)：P208 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）07（b）-0064-02

城市排水管網(wǎng)擔(dān)負(fù)著收集和輸送城市污水和雨水的重要功能，對(duì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)、人民生活、地表水和地下水的安全及生態(tài)環(huán)境有重大影響。是城市賴(lài)以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，被稱(chēng)作城市的“生命線(xiàn)”和“血脈”。為了進(jìn)一步完善“數(shù)字城市”的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)“數(shù)字水務(wù)”，需建立排水管網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)排水管網(wǎng)系統(tǒng)的科學(xué)管理與決策，這就需要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)保障。該文以某市的“排水管網(wǎng)測(cè)繪”項(xiàng)目為背景，設(shè)計(jì)并實(shí)踐驗(yàn)證了一套排水管網(wǎng)數(shù)據(jù)采集流程和數(shù)據(jù)庫(kù)的建立方法，為該市排水管網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，更好地實(shí)現(xiàn)排水管網(wǎng)管理的科學(xué)化、智能化。

1 數(shù)據(jù)采集的內(nèi)容和要求

1.1 數(shù)據(jù)采集的內(nèi)容

排水管網(wǎng)測(cè)繪工作范圍為市屬公共排水管網(wǎng)、管網(wǎng)附屬設(shè)施（窨井、雨水口、出水口等）、泵站和污水處理廠(chǎng)。這些范圍內(nèi)的排水管網(wǎng)均要通過(guò)實(shí)地測(cè)量和探測(cè)獲取三維空間地理信息。主要包括以下內(nèi)容。

（1）地形數(shù)據(jù)，含管線(xiàn)的道路中心線(xiàn)至兩側(cè)第一排建筑物（含）內(nèi)的地形數(shù)據(jù)，包括道路邊線(xiàn)，道路名，權(quán)屬注記等。以及泵站和污水處理廠(chǎng)的現(xiàn)行地形圖。確保管線(xiàn)的準(zhǔn)確空間地理位置；（2）排水管道的上、下游窨井，所在道路、路段，排水管道管徑、長(zhǎng)度、管材、建造年代、建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位、施工單位等；（3）窨井的坐標(biāo)，井蓋標(biāo)高，窨井上、下游管底標(biāo)高，窨井規(guī)格，井深、落底形式、井蓋尺寸、材料等；（4）雨水口坐標(biāo)、連管管底標(biāo)高、連管管徑、長(zhǎng)度、進(jìn)水口型號(hào)；（5）污水處理廠(chǎng)圍墻折點(diǎn)坐標(biāo)；進(jìn)出水管位置標(biāo)高、管徑、長(zhǎng)度；主要建筑物坐標(biāo)、標(biāo)高；（6）泵站圍墻折點(diǎn)坐標(biāo)、泵房標(biāo)高；泵站進(jìn)出水管管徑、長(zhǎng)度，管底標(biāo)高、管材；建造年代、建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位、施工單位。

1.2 數(shù)據(jù)采集的要求

（1）制定數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，并要求其符合相關(guān)規(guī)定，并能準(zhǔn)確地反映現(xiàn)有的排水管網(wǎng)的地理位置、空間特征；（2）數(shù)據(jù)格式： ArcView的基本數(shù)據(jù)格式shape格式是國(guó)際上通用數(shù)據(jù)格式，所以本次項(xiàng)目要采用shape格式來(lái)存儲(chǔ)管網(wǎng)的空間數(shù)據(jù)。在shape文件中，空間圖形數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在擴(kuò)展名為shp的二進(jìn)制文件中，屬性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在FoxPro關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中，而數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的連接信息用擴(kuò)展名為shx文件存儲(chǔ)。每個(gè)Shape文件必須在同一目錄下個(gè)擴(kuò)展名分別為.shp、.dbf、.shx，而文件名相同的三個(gè)文件組成，Shape文件分為點(diǎn)、線(xiàn)、面三種類(lèi)型數(shù)據(jù)分別進(jìn)行存儲(chǔ)；（3）屬性數(shù)據(jù)管理：針對(duì)排水管網(wǎng)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，要對(duì)排水?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)的屬性描述，比如排水管道的等級(jí)、建設(shè)年代等數(shù)據(jù)，因此用Access數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)對(duì)這些屬性數(shù)據(jù)分別進(jìn)行管理。

2 數(shù)據(jù)采集流程

在排水管網(wǎng)空間數(shù)據(jù)入庫(kù)之前， 需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)地外業(yè)調(diào)查及內(nèi)業(yè)處理， 其技術(shù)流程如圖1所示。外業(yè)調(diào)查主要是作業(yè)人員以某市其基本比例尺分幅地形圖為工作底圖， 并對(duì)其所要求地形進(jìn)行地形修測(cè)，并對(duì)其實(shí)地進(jìn)行調(diào)查， 將窨井的平面位置和高程以及其他屬性采集完全。內(nèi)業(yè)工作主要是利用AutoCAD制圖軟件處理工作底圖上的窨井管道等相關(guān)信息。數(shù)據(jù)的檢驗(yàn)工作應(yīng)在數(shù)據(jù)采集的過(guò)程中進(jìn)行控制， 以確保成果的質(zhì)量。

2.1 控制測(cè)量

本次測(cè)量的平面坐標(biāo)系統(tǒng)采用城市平面坐標(biāo)系統(tǒng)，高程系統(tǒng)采用城市高程系統(tǒng)。平面控制點(diǎn)的測(cè)量應(yīng)不低于圖根導(dǎo)線(xiàn)的精度要求，本項(xiàng)目主要使用圖根電磁波測(cè)距導(dǎo)線(xiàn)或GPSRTK方法測(cè)定。高程控制主要采用圖根水準(zhǔn)測(cè)量和GPS高程測(cè)量方法測(cè)定，主要技術(shù)要求依據(jù)相關(guān)規(guī)范。

2.2 地形修實(shí)測(cè)

對(duì)測(cè)量范圍內(nèi)市政道路（一般有路名牌）兩側(cè)的第一排建筑物（含新增市政道路），包括道路邊線(xiàn)，道路名，權(quán)屬注記等進(jìn)行測(cè)量，并對(duì)窨井、雨水口三維坐標(biāo)以及泵站、污水處理廠(chǎng)圍墻內(nèi)地上（構(gòu)）建筑物平面位置；地坪標(biāo)高（較有代表性的位置，要有坐標(biāo)）；格柵平臺(tái)標(biāo)高（要有坐標(biāo)）；進(jìn)出水管平面位置、標(biāo)高進(jìn)行測(cè)量。

2.3 帶狀圖的制作及編號(hào)

使用修測(cè)后的地形圖按照道路制作帶狀圖，然后根據(jù)條狀圖對(duì)其路段碼和自然碼的編輯，以便外業(yè)記錄時(shí)使用，同時(shí)生成原始的點(diǎn)線(xiàn)文件。井的編碼規(guī)則為：地物的分類(lèi)碼（7位）+行政分區(qū)區(qū)碼（2位）+道路碼（3位）+路段碼（2位）+自然編號(hào)（3位）共17位。地物的分類(lèi)碼和行政分區(qū)區(qū)碼按照某市的編碼規(guī)定進(jìn)行編號(hào)，道路碼從001到999，路段碼從01到99，自然編號(hào)從001到999，所有的點(diǎn)或線(xiàn)都不能重復(fù)，以保證其在數(shù)據(jù)庫(kù)中的唯一性。

2.4 數(shù)據(jù)采集的方法

數(shù)據(jù)采集用PDA作為手簿進(jìn)行外業(yè)數(shù)據(jù)記錄。為了確保系統(tǒng)的運(yùn)用方便，必須對(duì)作業(yè)中所涉及到的各類(lèi)數(shù)據(jù)格式嚴(yán)格作出統(tǒng)一的規(guī)定。

（1）點(diǎn)文件的數(shù)據(jù)格式。

XP，塊名，坐標(biāo)X，坐標(biāo)Y，坐標(biāo)Z，編號(hào)，井深，井蓋長(zhǎng)度，井蓋寬度，備注，井蓋材料，窨井形式，落底形式，井蓋規(guī)格，年份，月份，其中空值用“*”代替。

（2）線(xiàn)文件數(shù)據(jù)格式。

X，類(lèi)別，材料，壓力類(lèi)型，施工方式，編號(hào)，年份，月份，斷面高，斷面寬，備注，管道等級(jí)，檢查井?dāng)?shù)量，雨水口數(shù)量，管道形式，管道狀態(tài)，其中空值用“*”代替。

（3）PDA采集數(shù)據(jù)文件格式。endprint

作業(yè)時(shí)間

井編號(hào)，井蓋標(biāo)高

井蓋材料，井蓋規(guī)格，窨井形式，落底形式

管道方向，管徑，深度，管底標(biāo)高，相連井編號(hào)，管道形式，管道材料

最后修建日期：年，月，日，

備注。

2.5 數(shù)據(jù)處理

先將外業(yè)PDA手簿采集的數(shù)據(jù)利用管線(xiàn)伴侶見(jiàn)圖3所示，進(jìn)行整合，然后通過(guò)排水管網(wǎng)數(shù)字處理軟件讀入到AutoCAD成圖軟件中，生成新的CAD排水管網(wǎng)圖。

3 數(shù)據(jù)入庫(kù)

3.1 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

數(shù)據(jù)采集及處理完成并檢查無(wú)誤后，通過(guò)排水管網(wǎng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序，將圖形數(shù)據(jù)換成為ACCESS數(shù)據(jù)庫(kù)文件。

3.2 數(shù)據(jù)入庫(kù)

將ACCESS文件格式的數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)導(dǎo)入GEOMEDIA中，進(jìn)行拓?fù)浞治龊?，生成SHAPE文件。在系統(tǒng)中可進(jìn)行一定的查詢(xún)測(cè)試。

4 質(zhì)量控制

4.1 地形修實(shí)測(cè)

平面控制點(diǎn)若為RTK測(cè)量，則須檢查控制點(diǎn)在測(cè)量時(shí)，是否進(jìn)行兩次初始化，四組數(shù)據(jù)之間的點(diǎn)位較差是否小于2 cm，重復(fù)抽樣檢查是否達(dá)到20%的的要求，且檢測(cè)點(diǎn)的點(diǎn)位誤差是否小于3 cm，控制點(diǎn)的邊長(zhǎng)相對(duì)精度應(yīng)≤1/4000；高程控制測(cè)量以及地形修實(shí)測(cè)的相關(guān)內(nèi)容，按質(zhì)量檢查要求進(jìn)行數(shù)據(jù)質(zhì)檢。

4.2 數(shù)據(jù)處理檢查流程

為了保證數(shù)據(jù)的質(zhì)量及其屬性的完整性，在AutoCAD軟件開(kāi)發(fā)了數(shù)據(jù)檢查程序，對(duì)其相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行檢查，具體數(shù)據(jù)檢查流程見(jiàn)圖2。

4.3 數(shù)據(jù)入庫(kù)檢查

由AutoCAD圖形中將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成ACCESS數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)后，對(duì)數(shù)據(jù)入庫(kù)檢查，若有問(wèn)題則逐級(jí)反饋，一致數(shù)據(jù)無(wú)誤。

5 結(jié)語(yǔ)

該項(xiàng)目所建成的排水管網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)已成功的應(yīng)用于某市的相關(guān)部門(mén)，已為其防汛指揮提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，實(shí)踐表明本項(xiàng)目的數(shù)據(jù)采集和建庫(kù)方法提高了生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)了外業(yè)采集數(shù)字化，內(nèi)業(yè)處理自動(dòng)化，質(zhì)量檢查系統(tǒng)化，數(shù)據(jù)入庫(kù)程序化，保證了排水管網(wǎng)建庫(kù)的進(jìn)程。另外，排水管網(wǎng)建庫(kù)是一個(gè)長(zhǎng)期而艱巨的任務(wù)，此次只是一個(gè)基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)庫(kù)，后期要保證數(shù)據(jù)的實(shí)勢(shì)性，還需建立完善的更新維護(hù)機(jī)制，以確保數(shù)據(jù)庫(kù)在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)揮其應(yīng)有的作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 袁建平.基于MapObjects的排水管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)構(gòu)建與應(yīng)用[D].武漢大學(xué)，2005.

[2] 王中輝，閆浩文，程?hào)|.門(mén)牌空間數(shù)據(jù)的采集及建庫(kù)方法研究[J].測(cè)繪與空間地理信息，2010，5（33）.endprint

作業(yè)時(shí)間

井編號(hào)，井蓋標(biāo)高

井蓋材料，井蓋規(guī)格，窨井形式，落底形式

管道方向，管徑，深度，管底標(biāo)高，相連井編號(hào)，管道形式，管道材料

最后修建日期：年，月，日，

備注。

2.5 數(shù)據(jù)處理

先將外業(yè)PDA手簿采集的數(shù)據(jù)利用管線(xiàn)伴侶見(jiàn)圖3所示，進(jìn)行整合，然后通過(guò)排水管網(wǎng)數(shù)字處理軟件讀入到AutoCAD成圖軟件中，生成新的CAD排水管網(wǎng)圖。

3 數(shù)據(jù)入庫(kù)

3.1 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

數(shù)據(jù)采集及處理完成并檢查無(wú)誤后，通過(guò)排水管網(wǎng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序，將圖形數(shù)據(jù)換成為ACCESS數(shù)據(jù)庫(kù)文件。

3.2 數(shù)據(jù)入庫(kù)

將ACCESS文件格式的數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)導(dǎo)入GEOMEDIA中，進(jìn)行拓?fù)浞治龊?，生成SHAPE文件。在系統(tǒng)中可進(jìn)行一定的查詢(xún)測(cè)試。

4 質(zhì)量控制

4.1 地形修實(shí)測(cè)

平面控制點(diǎn)若為RTK測(cè)量，則須檢查控制點(diǎn)在測(cè)量時(shí)，是否進(jìn)行兩次初始化，四組數(shù)據(jù)之間的點(diǎn)位較差是否小于2 cm，重復(fù)抽樣檢查是否達(dá)到20%的的要求，且檢測(cè)點(diǎn)的點(diǎn)位誤差是否小于3 cm，控制點(diǎn)的邊長(zhǎng)相對(duì)精度應(yīng)≤1/4000；高程控制測(cè)量以及地形修實(shí)測(cè)的相關(guān)內(nèi)容，按質(zhì)量檢查要求進(jìn)行數(shù)據(jù)質(zhì)檢。

4.2 數(shù)據(jù)處理檢查流程

為了保證數(shù)據(jù)的質(zhì)量及其屬性的完整性，在AutoCAD軟件開(kāi)發(fā)了數(shù)據(jù)檢查程序，對(duì)其相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行檢查，具體數(shù)據(jù)檢查流程見(jiàn)圖2。

4.3 數(shù)據(jù)入庫(kù)檢查

由AutoCAD圖形中將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成ACCESS數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)后，對(duì)數(shù)據(jù)入庫(kù)檢查，若有問(wèn)題則逐級(jí)反饋，一致數(shù)據(jù)無(wú)誤。

5 結(jié)語(yǔ)

該項(xiàng)目所建成的排水管網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)已成功的應(yīng)用于某市的相關(guān)部門(mén)，已為其防汛指揮提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，實(shí)踐表明本項(xiàng)目的數(shù)據(jù)采集和建庫(kù)方法提高了生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)了外業(yè)采集數(shù)字化，內(nèi)業(yè)處理自動(dòng)化，質(zhì)量檢查系統(tǒng)化，數(shù)據(jù)入庫(kù)程序化，保證了排水管網(wǎng)建庫(kù)的進(jìn)程。另外，排水管網(wǎng)建庫(kù)是一個(gè)長(zhǎng)期而艱巨的任務(wù)，此次只是一個(gè)基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)庫(kù)，后期要保證數(shù)據(jù)的實(shí)勢(shì)性，還需建立完善的更新維護(hù)機(jī)制，以確保數(shù)據(jù)庫(kù)在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)揮其應(yīng)有的作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 袁建平.基于MapObjects的排水管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)構(gòu)建與應(yīng)用[D].武漢大學(xué)，2005.

[2] 王中輝，閆浩文，程?hào)|.門(mén)牌空間數(shù)據(jù)的采集及建庫(kù)方法研究[J].測(cè)繪與空間地理信息，2010，5（33）.endprint

作業(yè)時(shí)間

井編號(hào)，井蓋標(biāo)高

井蓋材料，井蓋規(guī)格，窨井形式，落底形式

管道方向，管徑，深度，管底標(biāo)高，相連井編號(hào)，管道形式，管道材料

最后修建日期：年，月，日，

備注。

2.5 數(shù)據(jù)處理

先將外業(yè)PDA手簿采集的數(shù)據(jù)利用管線(xiàn)伴侶見(jiàn)圖3所示，進(jìn)行整合，然后通過(guò)排水管網(wǎng)數(shù)字處理軟件讀入到AutoCAD成圖軟件中，生成新的CAD排水管網(wǎng)圖。

3 數(shù)據(jù)入庫(kù)

3.1 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

數(shù)據(jù)采集及處理完成并檢查無(wú)誤后，通過(guò)排水管網(wǎng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序，將圖形數(shù)據(jù)換成為ACCESS數(shù)據(jù)庫(kù)文件。

3.2 數(shù)據(jù)入庫(kù)

將ACCESS文件格式的數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)導(dǎo)入GEOMEDIA中，進(jìn)行拓?fù)浞治龊?，生成SHAPE文件。在系統(tǒng)中可進(jìn)行一定的查詢(xún)測(cè)試。

4 質(zhì)量控制

4.1 地形修實(shí)測(cè)

平面控制點(diǎn)若為RTK測(cè)量，則須檢查控制點(diǎn)在測(cè)量時(shí)，是否進(jìn)行兩次初始化，四組數(shù)據(jù)之間的點(diǎn)位較差是否小于2 cm，重復(fù)抽樣檢查是否達(dá)到20%的的要求，且檢測(cè)點(diǎn)的點(diǎn)位誤差是否小于3 cm，控制點(diǎn)的邊長(zhǎng)相對(duì)精度應(yīng)≤1/4000；高程控制測(cè)量以及地形修實(shí)測(cè)的相關(guān)內(nèi)容，按質(zhì)量檢查要求進(jìn)行數(shù)據(jù)質(zhì)檢。

4.2 數(shù)據(jù)處理檢查流程

為了保證數(shù)據(jù)的質(zhì)量及其屬性的完整性，在AutoCAD軟件開(kāi)發(fā)了數(shù)據(jù)檢查程序，對(duì)其相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行檢查，具體數(shù)據(jù)檢查流程見(jiàn)圖2。

4.3 數(shù)據(jù)入庫(kù)檢查

由AutoCAD圖形中將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成ACCESS數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)后，對(duì)數(shù)據(jù)入庫(kù)檢查，若有問(wèn)題則逐級(jí)反饋，一致數(shù)據(jù)無(wú)誤。

5 結(jié)語(yǔ)

該項(xiàng)目所建成的排水管網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)已成功的應(yīng)用于某市的相關(guān)部門(mén)，已為其防汛指揮提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，實(shí)踐表明本項(xiàng)目的數(shù)據(jù)采集和建庫(kù)方法提高了生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)了外業(yè)采集數(shù)字化，內(nèi)業(yè)處理自動(dòng)化，質(zhì)量檢查系統(tǒng)化，數(shù)據(jù)入庫(kù)程序化，保證了排水管網(wǎng)建庫(kù)的進(jìn)程。另外，排水管網(wǎng)建庫(kù)是一個(gè)長(zhǎng)期而艱巨的任務(wù)，此次只是一個(gè)基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)庫(kù)，后期要保證數(shù)據(jù)的實(shí)勢(shì)性，還需建立完善的更新維護(hù)機(jī)制，以確保數(shù)據(jù)庫(kù)在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)揮其應(yīng)有的作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 袁建平.基于MapObjects的排水管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)構(gòu)建與應(yīng)用[D].武漢大學(xué)，2005.

[2] 王中輝，閆浩文，程?hào)|.門(mén)牌空間數(shù)據(jù)的采集及建庫(kù)方法研究[J].測(cè)繪與空間地理信息，2010，5（33）.endprint