城市地下管線探測(cè)及地下管線信息系統(tǒng)建設(shè)探究

（福建省華航測(cè)繪有限公司，福建漳州 363105）

隨著現(xiàn)代城市建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，城市地下管線的設(shè)計(jì)與規(guī)劃逐漸成為現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的必要條件，成為行業(yè)內(nèi)普遍關(guān)心的問題。實(shí)際上，隨著城市建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，經(jīng)濟(jì)建設(shè)水平日益提升，城市地下管線探測(cè)技術(shù)在不斷成熟。通過綜合管線系統(tǒng)的建設(shè)，滿足了現(xiàn)代城市地下管線管理要求，取得了科學(xué)、完整的建設(shè)模式，促進(jìn)了數(shù)字化城市的建設(shè)。為了進(jìn)一步探討城市地下管線探測(cè)與地下管線信息系統(tǒng)的建設(shè)趨勢(shì)，對(duì)城市地下管線探測(cè)技術(shù)特征進(jìn)行分析。

1 地下城市管線探測(cè)概述

1.1 基本定義

城市地下管線探測(cè)是一種針對(duì)城市地下管線實(shí)施探查與測(cè)繪的技術(shù)，探查的內(nèi)容包括地下管線的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查及摸底，主要借助不同類型的探測(cè)方法，對(duì)各種類型的管線類型、材質(zhì)、埋設(shè)年代、深度及走向等內(nèi)容進(jìn)行全面分析。測(cè)繪是基于已經(jīng)查明的地線管線開展測(cè)量與線路圖的繪制，其中包括一部分施工測(cè)量的內(nèi)容，同時(shí)包括竣工測(cè)量的內(nèi)容。地下管網(wǎng)的探測(cè)需要明確區(qū)域范圍內(nèi)的地下管線探測(cè)，包括市政公用管線及小區(qū)住宅和工程特定項(xiàng)目的管線探查。從客觀上來看，城市地下管線的探測(cè)是一個(gè)相對(duì)廣義的概念，但其技術(shù)類型與工作內(nèi)容相對(duì)明確，根據(jù)不同類型的服務(wù)部門進(jìn)行變更。

1.2 技術(shù)指標(biāo)與工作流程

地下管線包括熱力、給排水、燃?xì)饧半娦烹娎|等多種類型，多種類型的管線增加了管理的難度，導(dǎo)致區(qū)域管理的復(fù)雜化。采取城市地下管線信息系統(tǒng)進(jìn)行信息梳理，需要基于地下管線的探測(cè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)。

城市地下管線的探測(cè)需要經(jīng)過兩個(gè)方面的工作流程：第一，管線的探查，需要考慮到地下管線與周圍介質(zhì)的作用關(guān)系，排除背景干擾，分辨具體的工作目標(biāo)，應(yīng)考慮材料的材質(zhì)、埋設(shè)方式等內(nèi)容，避免受到外部因素的不良干擾。在進(jìn)行管線探測(cè)儀的選擇時(shí)，應(yīng)滿足強(qiáng)度控制的要求，包括根據(jù)管線的類型、材質(zhì)及性能差異實(shí)施科學(xué)選擇。第二，管線的測(cè)量包括控制測(cè)量、地形圖修測(cè)等多個(gè)方面內(nèi)容，多采用GPS、RTK技術(shù)解決等級(jí)控制點(diǎn)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)化問題。實(shí)施圖根定點(diǎn)測(cè)量，如果測(cè)點(diǎn)不合適需要及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，滿足地形圖的成圖要求。

2 城市地下管線探測(cè)及地下管線信息系統(tǒng)建設(shè)的主要內(nèi)容

城市地下管線探測(cè)與地下管線信息系統(tǒng)的構(gòu)建需要遵從基本原則，體現(xiàn)出系統(tǒng)構(gòu)建的功能。

2.1 基本原則

城市地下管線信息系統(tǒng)作為一項(xiàng)復(fù)雜程度較高的建設(shè)項(xiàng)目，其涉及GIS、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、CAD、工作流程、數(shù)據(jù)庫及圖檔管理等多個(gè)方面，由多種技術(shù)與平臺(tái)內(nèi)容構(gòu)建而成，系統(tǒng)的信息量較大、數(shù)據(jù)的格式繁多，在具體實(shí)施過程中會(huì)存在一定的復(fù)雜度。

為了進(jìn)一步提升系統(tǒng)的構(gòu)建水平，確保其具有強(qiáng)大的生命力，保障在整個(gè)壽命周期內(nèi)可體現(xiàn)城市地下管線信息系統(tǒng)構(gòu)建的意義與價(jià)值。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中需要遵從以下原則：其一，完整性。在城市地下管線信息系統(tǒng)構(gòu)建過程中，應(yīng)考慮到方案的完整性，做好數(shù)據(jù)管理的內(nèi)容安排，需要做好數(shù)據(jù)的更新管理，確保各項(xiàng)功能能夠符合系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求與數(shù)據(jù)信息的整合。其二，可靠性。城市地下管線信息系統(tǒng)構(gòu)建過程中需要確保城市運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性，對(duì)于地下管線的管理需要依靠完善的信息系統(tǒng)，以滿足系統(tǒng)可靠性的服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)與構(gòu)建要求。其三，先進(jìn)性。通過提升整體的管理水平，引入先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)與管理經(jīng)驗(yàn)，采取必要的先進(jìn)技術(shù)，提升城市地下管線信息系統(tǒng)的先進(jìn)性。其四，安全性。城市地下管線信息系統(tǒng)關(guān)系到城市的發(fā)展前景，數(shù)據(jù)直接關(guān)系到城市安全。因此，需要保障操作的安全性，只有通過授權(quán)方可使用，以提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性。其五，動(dòng)態(tài)更新性。城市地下管線信息系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)在于可以隨時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整，以滿足不同類型的管線設(shè)計(jì)與優(yōu)化要求。

2.2 系統(tǒng)功能

城市地下管線信息系統(tǒng)的功能決定了其作用與價(jià)值，結(jié)合現(xiàn)階段技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，城市地下管線信息系統(tǒng)主要存在如下功能：其一，數(shù)據(jù)輸入子系統(tǒng)功能。城市地下管線信息包括圖紙、設(shè)計(jì)圖、竣工測(cè)量數(shù)據(jù)等類型，因此，數(shù)據(jù)的輸入過程需要適應(yīng)不同類型的信息，通過優(yōu)化輸入方法能夠解決。如圖紙掃描矢量化、點(diǎn)線表數(shù)據(jù)導(dǎo)入、其他系統(tǒng)導(dǎo)入及鍵盤鼠標(biāo)輸入等類型。系統(tǒng)需要同時(shí)具備一定的數(shù)據(jù)檢查與分析功能，結(jié)合數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)，提升入庫管理的可靠性，提升數(shù)據(jù)的正確性與完整性。其二，地圖管理子系統(tǒng)。地圖管理子系統(tǒng)主要包括基本管理功能為內(nèi)的大多數(shù)功能類型，如圖形繪制、地圖編輯、符號(hào)庫管理、數(shù)據(jù)的輸入輸出和系統(tǒng)轉(zhuǎn)換等。其三，管網(wǎng)管理子系統(tǒng)。主要包括日常的管線數(shù)據(jù)管理功能等，管線的信息查詢與管線編輯、專題圖制作、歷史數(shù)據(jù)等均屬于管網(wǎng)管理子系統(tǒng)的內(nèi)容。其四，WEB發(fā)布子系統(tǒng)。發(fā)布子系統(tǒng)主要以可配置的數(shù)據(jù)與資源滿足公眾的需要，包括網(wǎng)上查詢與瀏覽等不同類型的需求。通過權(quán)限控制的方式提供必要的發(fā)展機(jī)會(huì)，有助于靈活的數(shù)據(jù)查詢與數(shù)據(jù)服務(wù)統(tǒng)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)具體的功能，如管線和地形的信息瀏覽、信息定位、管線分析、系統(tǒng)設(shè)置等多個(gè)方面。

3 城市地下管線探測(cè)及地下管線信息系統(tǒng)建設(shè)的發(fā)展趨勢(shì)

城市地下管線探測(cè)與地下管線信息系統(tǒng)的發(fā)展需要遵從一定的規(guī)律，通過多種技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用來實(shí)現(xiàn)。

3.1 資料調(diào)繪技術(shù)

資料調(diào)繪技術(shù)是一種基于權(quán)屬單位資料與圖紙解決管線關(guān)鍵信息的技術(shù)類型。該技術(shù)在開始前可以獲取到大量的相關(guān)資料，對(duì)資料中存在的問題進(jìn)行分析整理，解決數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確、不完整的問題，為后續(xù)技術(shù)提供必要的功能保障，一些特殊情況下需要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)確認(rèn)的方具有能夠做到查缺補(bǔ)漏的功能，可以滿足不同類型的系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)與發(fā)展要求。

3.2 探地雷達(dá)技術(shù)

探地雷達(dá)技術(shù)值一種介于106～109 Hz的無線電波探測(cè)技術(shù)，是基于物理原理特征的探測(cè)模式。探地雷達(dá)可以用于探測(cè)地下的結(jié)構(gòu)，探測(cè)城市地下管線信息時(shí)具有明顯的優(yōu)勢(shì)，特別針對(duì)非金屬管道的探測(cè)效果較好。在整合城市地下管線信息系統(tǒng)構(gòu)建過程中，需要充分利用該類型的探測(cè)技術(shù)對(duì)相關(guān)信息進(jìn)行優(yōu)化分析。該技術(shù)目前已經(jīng)相對(duì)成熟，但存在一些應(yīng)用方面的缺陷，包括操作的難度較高、對(duì)于土壤類型具有一定的要求、使用成本較高，因此，無法適應(yīng)所有類型的探測(cè)需求。

3.3 聲學(xué)探測(cè)技術(shù)

聲學(xué)探測(cè)技術(shù)是基于傳統(tǒng)管道漏水檢測(cè)技術(shù)衍生出的技術(shù)類型，由于該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)自來水與煤氣管道的追蹤，可以解決電力電纜故障問題，因此，可以較好適應(yīng)不同類型的探測(cè)目標(biāo)與設(shè)計(jì)要求，是未來城市地下管線信息系統(tǒng)發(fā)展的重要技術(shù)類型之一。

3.4 紅外線成像技術(shù)

紅外線成像技術(shù)可以結(jié)合地下管線與土壤溫度，進(jìn)行管線位置的科學(xué)判斷，結(jié)合相關(guān)信息進(jìn)一步判定排水管道的漏點(diǎn)等問題，從而解決供熱管道的漏點(diǎn)分析檢測(cè)問題。結(jié)合城市地下管線信息系統(tǒng)的構(gòu)建現(xiàn)狀與使用要求，紅外線成像技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景。

3.5 電磁探測(cè)技術(shù)

電磁探測(cè)的具體工作類型包括有工頻法、電偶極感應(yīng)法及夾鉗法等，多種不同類型的方法逐漸成為追蹤地下管線的通用技術(shù)類型，在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。從技術(shù)來源上看，電磁探測(cè)技術(shù)是基于地下管線周圍介質(zhì)的導(dǎo)電性進(jìn)行判斷，主要是一種物理判斷方法，其優(yōu)勢(shì)巨大，在未來長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)能夠繼續(xù)使用。

3.6 地震波映像技術(shù)

作為近年來出現(xiàn)的新興技術(shù)類型，地震波映像法屬于新出現(xiàn)的技術(shù)，可以借助于彈性波實(shí)現(xiàn)地下管線的反射與折射，通過彈性波的相位、振幅與頻率的變化，能夠確定地下管線的具體位置。在沒有地下管線的地方，地震波的時(shí)間與形態(tài)均可以達(dá)到一定的水平，針對(duì)一些容易出現(xiàn)連續(xù)畸變的區(qū)域更為精確。

4 結(jié)語

綜上所述，隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，一些中小城市均在面臨大規(guī)模的市政建設(shè)任務(wù)，其中需要考慮到道路拓寬、城市地上改造，需要對(duì)城市地下管線實(shí)施大規(guī)模的籌劃與建設(shè)。在這個(gè)過程中，地下管線信息系統(tǒng)具有不可替代的作用，可以滿足城市快速發(fā)展的客觀要求，可以通過相對(duì)廉價(jià)的管理模式，達(dá)到暫時(shí)保存與綜合利用的目標(biāo)，提升技術(shù)的適應(yīng)性。根據(jù)現(xiàn)階段城市地下管線探測(cè)技術(shù)發(fā)展情況與信息系統(tǒng)的構(gòu)建現(xiàn)狀，需要積極開發(fā)資料調(diào)繪、探地雷達(dá)、紅外線成像及地震波映像等一系列技術(shù)，逐步形成更完善的發(fā)展模式，為推動(dòng)行業(yè)的穩(wěn)定快速發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。