摘要：以寶山區(qū)排水管線普查項(xiàng)目為例，兼顧排水管線服務(wù)于規(guī)劃、建設(shè)、管理、地下空間應(yīng)用及合流、污水改造等多方面管理需求，研究制定出一套融合多項(xiàng)工作的排水管網(wǎng)數(shù)據(jù)管理標(biāo)準(zhǔn)，并從排水管網(wǎng)調(diào)查、管線測(cè)量、數(shù)據(jù)處理及編繪、管網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)、管網(wǎng)成果三維建模等多個(gè)方面介紹了項(xiàng)目實(shí)施情況。通過該項(xiàng)目進(jìn)行總結(jié)及歸納，形成了一套有效的關(guān)于城市排水管線普查工作的流程和機(jī)制，對(duì)類似項(xiàng)目有一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：排水管線 管網(wǎng)普查 管網(wǎng)數(shù)據(jù)處理 管網(wǎng)三維建模

Abstract： Taking Baoshan District drainage pipeline survey project as an example， taking into account the management needs of drainage pipelines in planning， construction， management， underground space application， confluence， sewage transformation and other aspects， a set of data management standards for drainage pipeline is studied and developed. The implementation of the project is introduced from the aspects of drainage network investigation， pipeline surveying， data processing and compilation， pipeline network database construction， and three-dimensional modeling of pipeline network results. Through the summary of the project， an effective process and mechanism for the census of urban drainage pipelines have been formed， which has certain guiding significance for similar projects.

Key Words： Drainage pipeline network; General survey of pipeline network; Data processing; Pipeline network 3D modeling

本文以上海市寶山區(qū)排水管線普查項(xiàng)目為例，從同時(shí)服務(wù)于排水管理和中小河道污染治理的角度，介紹了項(xiàng)目實(shí)施的方法。

首先定制了一套融合、能服務(wù)于多項(xiàng)工作開展的排水管網(wǎng)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。在依此標(biāo)準(zhǔn)采集的數(shù)據(jù)除包含排水井及管道的常規(guī)信息外，采集了監(jiān)測(cè)井及其用戶、管道淤塞程度、泵站（及污水處理廠）服務(wù)范圍、井蓋狀態(tài)等管網(wǎng)運(yùn)行信息，并前瞻性地設(shè)置了管道養(yǎng)護(hù)字段（如管道檢測(cè)年月、檢測(cè)設(shè)備、實(shí)施單位、檢測(cè)結(jié)論、修復(fù)方式等）以便記錄相關(guān)信息利于查閱[1]。據(jù)此，制作了多種成果類型以服務(wù)于審批、維護(hù)、巡檢、督察等不同工作場(chǎng)景;開發(fā)了寶山區(qū)排水管網(wǎng)查詢分析系統(tǒng)以便為河道整治、區(qū)域排水能力規(guī)劃、管道養(yǎng)護(hù)、滲漏分析、監(jiān)測(cè)井審批等工作提供高效、直觀、便捷且有力的服務(wù)與支持[2]。

1管線調(diào)查

管線調(diào)查的主要內(nèi)容是對(duì)范圍內(nèi)有路名銘牌道路的窨井、箅子、出水口、管道、泵站、污水處理廠等進(jìn)行調(diào)查，包括尺寸、材質(zhì)、形狀、位置等[3]。窨井摸測(cè)主要沿著干線進(jìn)行，支線一般延伸一只窨井，在弄口、廠門口的窨井和出水口均要摸測(cè)。測(cè)區(qū)內(nèi)沿市政道路兩側(cè)新增或變化的第一排建筑物修測(cè)完整。在充分搜集和分析已有資料的基礎(chǔ)上，采用實(shí)地調(diào)查和量測(cè)相結(jié)合的方法進(jìn)行，主要查明排水管線的平面位置、埋深、性質(zhì)、走向、規(guī)格、材料以及管線附屬設(shè)施的位置、性質(zhì)、構(gòu)（建）筑物等要素，形成符合委托要求的排水管線成果。工作流程圖如圖1所示。

2 管線測(cè)量

2.1? 量測(cè)要求

在對(duì)排水管線進(jìn)行量測(cè)、調(diào)查時(shí)，主要依照如下要求進(jìn)行[4]：

利用“L”尺直接量測(cè)，兩次讀數(shù)，單位為m，讀至cm，直接讀出其管徑、埋深、井深等數(shù)據(jù)，判別管線管口的淤塞情況;同時(shí)量測(cè)井蓋尺寸、判別井蓋的完好狀況。

在調(diào)查窨井、雨水箅等附屬物時(shí)，其特征填寫3T或4T，根據(jù)填寫的通向分別調(diào)查管段的屬性;

排水井不下井量測(cè)，但需調(diào)查;排水溝量測(cè)矩形斷面內(nèi)壁的寬和高。

量測(cè)結(jié)果應(yīng)與地下管線參考底圖進(jìn)行對(duì)照，當(dāng)兩者不一致時(shí)，應(yīng)以實(shí)地量測(cè)內(nèi)容為準(zhǔn)。

排水管線調(diào)查排水流向，同時(shí)查明是否為壓力管并記錄。

當(dāng)在直線段上的井蓋被瀝青、混凝土或建筑物壓蓋而無(wú)法打開的，現(xiàn)場(chǎng)拍攝點(diǎn)位照片，在對(duì)應(yīng)的管線點(diǎn)表中的JPGNO字段輸入相應(yīng)內(nèi)容，并填寫“遺留問題匯總表”。

對(duì)于管線點(diǎn)的平面及高程位置應(yīng)測(cè)設(shè)至井蓋幾何中心，井底深度一般應(yīng)摸測(cè)至井蓋中心在井底的投影位置。

2.2? 控制點(diǎn)布設(shè)

平面控制點(diǎn)的布設(shè)與測(cè)量主要采用基于上海CORS系統(tǒng)的GPS RTK布設(shè)，并以其為首級(jí)控制點(diǎn)布設(shè)二、三級(jí)導(dǎo)線和圖根導(dǎo)線。所在地城市二、三等水準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)密度較高，可直接作為圖根水準(zhǔn)路線的起算點(diǎn)[5]。

2.3? 測(cè)區(qū)接邊

對(duì)作業(yè)區(qū)域內(nèi)各測(cè)區(qū)之間的接邊，遵循后完成測(cè)區(qū)重復(fù)調(diào)查和測(cè)量已完成測(cè)區(qū)設(shè)置的接邊點(diǎn)，并比對(duì)兩個(gè)測(cè)區(qū)之間成果是否在規(guī)定限差內(nèi)，管線點(diǎn)、段的屬性是否一致，符合相關(guān)要求的可任取其中一點(diǎn)作為成果入庫(kù)，如不符合要求兩測(cè)區(qū)作業(yè)人員應(yīng)同時(shí)到實(shí)地探測(cè)確認(rèn)后取合格的點(diǎn)位成果分別入庫(kù)[6]。

3? 數(shù)據(jù)處理及編繪

3.1? 數(shù)據(jù)處理

將管線外業(yè)調(diào)查草圖和管線點(diǎn)測(cè)量數(shù)據(jù)按照一定的規(guī)則錄入，兩個(gè)數(shù)據(jù)之間應(yīng)以管線點(diǎn)號(hào)為關(guān)聯(lián)，錄入后經(jīng)數(shù)據(jù)檢查、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換生成符合本技術(shù)設(shè)計(jì)規(guī)定結(jié)構(gòu)的地下排水管線點(diǎn)表、地下排水管線線表、地下排水管線面表。

3.2? 數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查

數(shù)據(jù)檢查主要是運(yùn)用程序和人工對(duì)入庫(kù)數(shù)據(jù)進(jìn)行校對(duì)，根據(jù)預(yù)設(shè)條件，查找數(shù)據(jù)庫(kù)中邏輯、拓補(bǔ)、遺漏等數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，同時(shí)也可以查找類似管線編碼、格式等數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。

對(duì)入庫(kù)數(shù)據(jù)應(yīng)使用自主開發(fā)的圖庫(kù)一體化管線檢查程序其部分界面如圖2，進(jìn)行數(shù)據(jù)一致性檢查和人工核對(duì)的方式結(jié)合進(jìn)行。

主要檢查內(nèi)容如下：

重點(diǎn)檢查：外業(yè)點(diǎn)號(hào)重復(fù)、測(cè)量點(diǎn)號(hào)重復(fù)和連接點(diǎn)號(hào)重復(fù);

重線檢查：外業(yè)線記錄重復(fù);

屬性庫(kù)代碼規(guī)范性檢查;

屬性庫(kù)方向錯(cuò)誤檢查：管線點(diǎn)特征代碼與管線調(diào)查屬性庫(kù)中實(shí)際連接的方向數(shù)是否對(duì)應(yīng);

屬性庫(kù)中孤立點(diǎn)檢查;

地下管線點(diǎn)、線面表中必填字段及取值合法性檢查;

管線點(diǎn)間距超長(zhǎng)檢查;

管線屬性數(shù)據(jù)庫(kù)連接關(guān)系、管線點(diǎn)特征代碼是否有誤;

管線空間屬性是否有誤、線屬性是否統(tǒng)一。

3.3? 管線圖編繪

利用數(shù)據(jù)處理軟件，選取經(jīng)過數(shù)據(jù)查錯(cuò)的mdb數(shù)據(jù)庫(kù)，進(jìn)行管線成圖操作，疊加數(shù)字地形圖，生成排水管線圖，樣圖如圖3。

4 管線三維建模

為了更加直觀地展示管網(wǎng)的成果，展現(xiàn)管線真實(shí)的三維形態(tài)和空間位置，本項(xiàng)目對(duì)測(cè)繪成果進(jìn)行三維建模，實(shí)現(xiàn)在三維場(chǎng)景中重現(xiàn)排水管網(wǎng)的地下空間分布與排水設(shè)施的真實(shí)形態(tài)，實(shí)現(xiàn)地上地下設(shè)施的三維一體化展示。

4.1? 地下管線建模

4.1.1 數(shù)據(jù)源

地下管線建模的數(shù)據(jù)源來自排水管網(wǎng)測(cè)繪所獲取的成果，并且需將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成圖屬合一的SHP格式，并數(shù)據(jù)規(guī)格應(yīng)滿足相關(guān)數(shù)據(jù)要求。

4.1.2 制作流程

采用管線三維自動(dòng)化生成技術(shù)，自動(dòng)生成地下管線及其附屬設(shè)施的三維模型，大致的流程可分為以下幾個(gè)環(huán)節(jié)：數(shù)據(jù)設(shè)置、字段映射、值域映射、材質(zhì)設(shè)置、生成數(shù)據(jù)。

4.2? 地上建筑設(shè)施建模

4.2.1 數(shù)據(jù)源

地上建筑設(shè)施建模的數(shù)據(jù)源來自最新的數(shù)字地形圖數(shù)據(jù)和最新的數(shù)字正射影像圖數(shù)據(jù)。在最新的數(shù)字地形圖數(shù)據(jù)中提取建筑的平面位置信息，誤差不得超過0.2m;在最新的數(shù)字正射影像圖數(shù)據(jù)中提取建筑的高程信息及房頂結(jié)構(gòu)信息，誤差不得超過0.4m。

地上建筑設(shè)施模型的紋理信息主要來源于外業(yè)實(shí)測(cè)采集的照片數(shù)據(jù)和最新的數(shù)字正射影像圖數(shù)據(jù)。在外業(yè)實(shí)測(cè)采集的照片數(shù)據(jù)中提取地上建筑設(shè)施模型的側(cè)面紋理，在最新的數(shù)字正射影像圖數(shù)據(jù)中提取地上建筑設(shè)施模型的屋頂紋理。

4.2.2 制作流程

依據(jù)數(shù)據(jù)源制作三維模型，制作過程大致可分為以下幾個(gè)環(huán)節(jié)：建筑照片采集、生成白模、屋頂制作、紋理制作、模型細(xì)化與貼圖、模型優(yōu)化與檢查、模型烘焙、導(dǎo)出USB文件、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、編譯發(fā)布和成果提交。

5 結(jié)語(yǔ)

本文通過對(duì)寶山區(qū)排水管線普查項(xiàng)目的闡述，在掌握了寶山區(qū)排水管線的分布現(xiàn)狀和排水管線在地下空間中的使用現(xiàn)狀同時(shí)，為寶山區(qū)排水管線的規(guī)劃、建設(shè)、管理和地下空間的利用提供了重要的基礎(chǔ)信息，總結(jié)出一套有效的開展排水管線普查工作的方法。并且，本項(xiàng)目調(diào)查的排水管網(wǎng)信息和提供的河道等信息，為寶山區(qū)做好合流、污水改造，黑臭水體治理等提供了有力的數(shù)據(jù)保障，進(jìn)而配合政府提高寶山區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，實(shí)踐“綠水青山就是金山銀山”，讓居民更有獲得感。為排水管線普查如何服務(wù)好排水管理提供了一定的借鑒。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：朱祥杰（1983—），男，本科，工程師，主要從事工程測(cè)量技術(shù)工作。

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