基于GIS地下管线知识规则研究

狄福臣

摘 要：地下管线知识规则是地理信息系统对管线空间对象存储和地下管线探测成果数据检查的基础，该文通过对地下管线对象的抽象描述，建立了各地下管线对象间的空间规则知识规则和属性规则。

关键词：地理信息系统（GIS） 地下管线对象知识规则 空间关系

中图分类号：TE973 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）03（a）-000-02

随着城市信息化、地下空间的规划与开发利用的进行，我国大部分城市都建立了管线地理信息系统，而为了更好的解决管线对象空间信息的存储和地下管线探测数据成果的检查，该文将对地下管线的知识规则进行深入的研究。

1 地下管线对象描述

城市地下管线种类众多、错综复杂，但一般可以把管线对象抽象成管线点对象、管线段对象、建（構）筑物对象等[1]。

（1）管线点对象。地下管线的点对象包括各管线的特征点和附属物。它是点要素，在空间中有确定位置，但是没有长度和面积的目标。管线的特征点主要为管径变化的点、进出房点、管线交叉点等。附属物即管线上的附属设施，主要为各种窨井、各种装置等。各类管线点实体对象如下表1所示。

（2）管线段对象。管线段是管线点与管线点之间连接的管线，它反映的是离散的管线点之间的连通关系。在地理要素集中管线段以线要素来表示。

（3）建（构）筑物对象。建（构）筑物种类繁多，包括民用建筑、工业厂房外，还包括电缆、上水和下水管道、道路、围墙、土地以及各种工业设备等。该文所涉及的建构筑物只是管线的建构筑物。建构筑物为面状实体。在管线探测中，一般都要求建构筑物必须要测量。各种管线的建构筑物如表2。

2 管线对象的空间知识规则分析

空间关系是指各实体对象间的空间关系，要对空间关系给出一个明确而又严格的定义是非常困难的，目前还没有一个统一的认识，但是目前为止，空间关系通常被分为三类基本关系：度量关系、顺序关系和拓扑关系[2-5]。

地下管线对象的空间实体要素被抽象为点、线和面，而实际这些要素是带有语义信息的，各实体间都蕴含着空间知识规则。例如：在地下管线的铺设工程中，两跟平行布置的保温管道的净距必须要大于150 mm，这种就属于两条管线的度量关系；对于管线的铺设顺序也有相应的规定。而在对象管线空间关系中拓扑关系体现的最为明显，下面将重点阐述管线对象间的空间关系。

2.1 点要素的拓扑关系

（1）管线对象中点对象与点对象的拓扑规则。一种管线的特征点或附属物的点对象不能和另一种特征点或附属物的点对象重合，例如在同一位置上不可能附属物既是检查井又是雨落口。（2）管线对象中点对象与线对象之间的拓扑规则。点对象必须要被线对象的端点所覆盖，但个别的孤立点除外。例如：特征点三通必须在管线段的端点上，当然也有个别特殊的点不符合除外，如孤立的窨井，就不和任何管线段相连接。（3）管线对象中点对象与面对象之间的拓扑规则。一类管线点对象必须在面对象中。例如：在表示排水泵站和它的建构筑物范围线时，排水泵站的排水设备是点对象而建构筑物范围线是面对象，排水泵站必须要在它的建构筑物范围之内。

2.2 线要素的拓扑关系

（1）管线对象中线对象与线对象之间的拓扑规则。两条管线段对象不能重叠也不能相交。例如，在同一位置上，雨水管线和污水管线不可能是重叠在一起的；两条管线段也不能空间相交，如果相交了就会发生管线碰撞。（2）管线对象中线对象与面对象之间的拓扑规则。管线对象中的线对象端点必须被面对象的边界所覆盖。例如，排水管线的管线段的一个端点必须在排水泵站的建构筑物范围线的边界上。

2.3 面要素的拓扑关系

管线对象的面对象一般就只有建构筑物范围线、大的井室边界线。无论是建构筑范围线还是大井室范围线都不能有重叠的部分。

（4）调查表的数据规则分析。地下管线成果库中包含多个表，每各表都有规定的数据结构。调查表的数据规则主要检查数据成果库中的各表结构是否符合规定，包括字段名称及字段数量是否符合规定、字段类型是否正确、宽度是否符合要求等。

参考文献

[1] KGX-2009.昆明市城市管线探测技术规程2009（试行）[S].

[2] 刘增宝.GIS的空间关系表达及计算研究综述[J].电脑知识与技术，2009（5）：462-465.

[3] 玛依拉.基于规则的空间拓扑关系检查[D].西安：长安大学，2009.

[4] 廖楚江，杜清运.GIS空间关系描述模型研究综述[J].测绘科学，2004，29（4）：79-82.

[5] 阳光，周广华.城市综合地下管线普查全过程监理技术方法[J].测绘工程，2008，17（6）：50-52.