地下管網(wǎng)一體化作業(yè)方法探討

韓曉玲，彭友志，白立波

（1. 新疆生產(chǎn)建設兵團勘測規(guī)劃設計研究院，新疆 烏魯木齊 830002；2.中國地震局 地震研究所，湖北 武漢 430072）

地下管網(wǎng)一體化作業(yè)方法探討

韓曉玲1，彭友志2，白立波1

（1. 新疆生產(chǎn)建設兵團勘測規(guī)劃設計研究院，新疆 烏魯木齊 830002；2.中國地震局 地震研究所，湖北 武漢 430072）

為減少管網(wǎng)數(shù)據(jù)采集工作量，提高工作效率，降低出錯率，在充分利用PDA與CAD軟件二次開發(fā)功能的基礎上，探討了一種有效的內(nèi)外一體化作業(yè)方法。闡述關鍵技術及作業(yè)流程，設計了一套用于一體化作業(yè)的軟件，可實現(xiàn)屬性數(shù)據(jù)與空間數(shù)據(jù)的自動匹配、自動成圖與自動入庫。

地下管網(wǎng)；二次開發(fā)；PDA；CAD；自動成圖

為提高數(shù)字化地下管網(wǎng)普查的工作效率，減少數(shù)據(jù)出錯機率，實現(xiàn)外業(yè)普查信息快速、高效、直觀的自動化采集處理，本文以PDA和CAD軟件平臺為基礎，開發(fā)出了一套地下管網(wǎng)信息作業(yè)系統(tǒng)，能夠實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動匹配成圖和入庫一體化處理。

1 系統(tǒng)關鍵技術及一體化作業(yè)流程

1.1 數(shù)據(jù)結構

地下管網(wǎng)一般都由管網(wǎng)點、管網(wǎng)段及其附屬設施構成[1,2]。根據(jù)地下管網(wǎng)的圖形屬性，將管網(wǎng)數(shù)據(jù)庫分為點庫與線庫兩類，盡可能地減少數(shù)據(jù)存貯空間的冗余度。即管網(wǎng)都由管網(wǎng)段組成，每個線段由兩個直接相連的管網(wǎng)點組成。該結構簡單，數(shù)據(jù)連接關系由起點和終點控制，便于內(nèi)業(yè)處理。在管線探測時，為更好地進行探測追蹤，避免具有上下連接關系，管徑、用途、權屬單位等屬性一致的“管線段”的重復記錄，本文根據(jù)結構簡單、低冗余度、易于管理的原則設計了管網(wǎng)數(shù)據(jù)結構，見表1。

表1 管網(wǎng)數(shù)據(jù)結構

1.2 顯示設計

為了將已有的多種數(shù)據(jù)信息轉換成采集系統(tǒng)能直接利用的數(shù)據(jù)[3]，本文將已有數(shù)據(jù)（如地形圖、設計圖等）轉換成系統(tǒng)能夠識別的圖片格式，自動生成配置文件?？紤]到PDA運算速度低、內(nèi)存較小、顯示屏分辨率不大的局限，采用分塊分級顯示需要的圖像塊部分，從而加快顯示速度和提高系統(tǒng)利用效率[4]。坐標轉換關系下：

1.3 數(shù)據(jù)存儲技術

本系統(tǒng)在設計的管網(wǎng)數(shù)據(jù)結構基礎上，為有效利用和管理管網(wǎng)信息，增強可操作性，利用開源的數(shù)據(jù)庫SQLite進行管網(wǎng)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲和管理。利用通用的SQL語言進行文件創(chuàng)建、修改、查詢等操作。

1.4 一體化作業(yè)流程

本文結合施測方法，建立了一套一體化的作業(yè)方法。即空間位置信息可在外業(yè)采集系統(tǒng)上利用處理過的已有資料進行交互式的實時點擊獲取，也可以使用全站儀等進行采集。將采集的管網(wǎng)信息按管網(wǎng)種類分別存儲，使用統(tǒng)一的文件接口自動導入內(nèi)業(yè)CAD處理系統(tǒng)中，避免了人工記錄的錯誤。作業(yè)流程如圖1所示。

2 外業(yè)PDA數(shù)據(jù)采集平臺

管網(wǎng)普查除查明地下管網(wǎng)的空間位置外，還需要對其埋深、高程、走向、性質(zhì)、規(guī)格、材質(zhì)、埋設時間和權屬單位等屬性信息進行普查。根據(jù)不同管線采集屬性的不同，分別建立各自的屬性錄入界面。

1）可選坐標數(shù)據(jù)錄入。此方法用于已有地形圖資料情況下的數(shù)據(jù)采集，優(yōu)點是采集現(xiàn)場查看相對位置直觀，容易發(fā)現(xiàn)錯誤。系統(tǒng)運行界面如圖2所示，可使用按鈕（1︰1）預覽整圖大小。鼠標框選感興趣的區(qū)域，系統(tǒng)將框選區(qū)域中心自動縮放至屏幕中心。在錄入屬性數(shù)據(jù)時，可以選擇是否加入校正的圖面空間坐標數(shù)據(jù)。該模式要求用戶鼠標拾取空間數(shù)據(jù)后才能夠繼續(xù)錄入屬性數(shù)據(jù)，能直觀顯示管線點的相對位置。

圖1 一體化作業(yè)流程圖

圖2 系統(tǒng)運行界面圖

2）無坐標數(shù)據(jù)錄入。如圖3，管網(wǎng)信息的記錄，可以在缺少已知信息或錄入屬性數(shù)據(jù)時不關注其空間坐標數(shù)據(jù)的情況下，通過事后測量的正確坐標進行匹配更新。在屬性數(shù)據(jù)錄入過程中，為方便編輯、加快錄入且保證正確，管線點號能自動增加，避免重復；部分屬性如權屬單位、材質(zhì)等一致的屬性數(shù)據(jù)能夠自動關聯(lián)至對應管線點。連接點號可以輔助內(nèi)業(yè)自動成圖。

進入數(shù)據(jù)錄入可編輯界面圖3（右）后，可以對已經(jīng)錄入的數(shù)據(jù)進行編輯、修改、刪除；相同屬性的自動關聯(lián)能省去重復輸入，提高記錄速度。在圖3右面的界面中，此時若要輸入DH管線點，勾選有相同屬性的管線點DH4356，該點的屬性將出現(xiàn)在錄入界面上，完善其他的屬性信息即完成錄入。

圖3 錄入與編輯界面

3 內(nèi)業(yè)CAD數(shù)據(jù)處理平臺

采用Arx技術基于CAD開發(fā)的管線成圖平臺主要分為自動成圖、屬性輸入、管線編輯、成果輸出等[5,6]，可實現(xiàn)屬性查詢、屬性標注，同時具有測量點展點、查詢、管線點屬性輸入、點位屬性修改、數(shù)據(jù)庫查詢、屬性添加、比例尺修改、數(shù)據(jù)庫合并、通用數(shù)據(jù)格式輸出等功能。

3.1 數(shù)據(jù)匹配

管網(wǎng)數(shù)據(jù)包括空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，需要匹配對應。PDA文件即外業(yè)探測時錄入的管線點屬性文件，坐標文件即外業(yè)測量的管線點坐標文件。如果實際坐標數(shù)據(jù)沒有采集回來，可僅對PDA數(shù)據(jù)進行屬性檢查，經(jīng)過數(shù)據(jù)編輯后若存在遺漏或不合理的點，在進行外業(yè)測量時重新核對改正，生成的Excel編輯成果表如圖4所示。

圖4 數(shù)據(jù)匹配成果表

3.2 數(shù)據(jù)編輯

對匹配生成的Excel成果表自動入庫前，需進行數(shù)據(jù)檢查，保證屬性數(shù)據(jù)的正確和完整。圖5即經(jīng)過屬性檢查后的結果文件，根據(jù)相應的錯誤提示進行編輯、修改、補充。

圖5 屬性及坐標檢查、編輯界面

3.3 自動成圖

利用檢查無誤的Excel成果表，系統(tǒng)將自動進行管線點的繪制及管線屬性的自動入庫等。在采集屬性數(shù)據(jù)過程中填寫連接點號的管線點將實現(xiàn)自動連接，也可根據(jù)草圖手動連接、編繪。圖6 即自動成圖效果。

圖6 自動成圖

3.4 后處理等相關

利用相應的功能模塊，可以自動進行各項錯誤檢查處理、管線圖的自動標注與提取、屬性庫編輯、成果輸出，還可以輸出目前應用廣泛的ArcGIS格式數(shù)據(jù)。本文針對地下管網(wǎng)普查的作業(yè)需要，開發(fā)的管網(wǎng)信息一體化作業(yè)軟件，在實際生產(chǎn)中取得了令人滿意的效果，提高工作效率近2倍，開拓了地下管網(wǎng)外業(yè)數(shù)字化普查的新視角。

[1] 徐家峰．淺析影響地下管線探測精度的原因[J]．北京測繪，2010(4):74-76

[2] CJJ61-2003．城市地下管線探測技術規(guī)程[S]．

[3] 李魯群,李成名,林宗堅．一種適合掌上電腦GIS矢量的柵格存儲數(shù)據(jù)結構研究[J]．計算機應用研究,2002(7):118-120

[4] 施一民．現(xiàn)代大地控制測量[M]．北京:測繪出版社,1999

[5] 李黎,李劍．基于管理的地下管網(wǎng)數(shù)據(jù)探討[J]．地理空間信息,2004,2(4):40-42

[6] 傅曦,齊宇．嵌入式系統(tǒng)Windows CE開發(fā)技巧與實例[M]．北京:化學工業(yè)出版社,2004

[7] 田應中,張正祿,楊旭．地下管網(wǎng)網(wǎng)探測與信息管理[M]．北京:測繪出版社,1997

P208

B

1672-4623（2014）05-0147-03

10.3969/j.issn.1672-4623.2014.05.054

韓曉玲，研究方向為航空攝影測量。

2012-12-19。