点线表在燃气管网地理信息系统（GIS）数据录入中的应用

赵承　范列朋　贾顺安

摘 要：介绍了GIS系统在燃气管网中的应用现状，随着燃气管道规模及复杂程度的显著提升，燃气管网数据采集录入效率已日显低下，传统的基于文件的扫描、配准、矢量化模式越来越不适合燃气公司日益增长的对录入速度和准确性的需求，在此基础上分析讨论了多种录入方式的优缺点，指出燃气管网矢量化及数据入库存在的问题，首次探讨了运用点线表形式录入燃气管网GIS系统的可行性，并提出了改进建议。

关键词：燃气管网 地理信息系统 点线表 矢量化

中图分类号：TU996.8

The Application of Point-line Table in GIS Data Entry of Gas Pipeline Network

ZHAO Cheng FAN Liepeng JIA Shunan

（1.Hangzhou Gas Group Co.， Ltd.， Hangzhou， Zhejiang Province， 310000 China;

2.Hangzhou Natural Gas Co.， Ltd.， Hangzhou， Zhejiang Province， 310014 China）

Abstract： This paper introduces the application status of GIS system in gas pipeline With the significant increase of gas pipeline scale and complexity， the efficiency of data acquisition and input in gas pipeline network has become increasingly low. The traditional file-based scanning， registration and vectorization mode is more and more unsuitable for the increasing demand for input speed and accuracy of gas companies. On this basis， the advantages and disadvantages of various input methods are analyzed and discussed， and the problems existing in the vectorization and data storage of gas pipeline network are pointed out. The feasibility of using point line table to input gas pipeline GIS system is discussed for the first time， and some suggestions for improvement are put forward.

Key Words： Gas pipeline; GIS; Point-line table; Vectorization

1 概述

城镇燃气管网是一个纵横交错的网络，具有复杂的空间和非空间属性，其图纸和设备资料繁多^[1-2]，如在泄漏抢修、停气范围确定、燃气方案编制等时，人工查阅燃气管道历史资料，难以完全掌握燃气管道现状，也难免发生燃气管理疏漏。而借助ArcGIS二次开发平台，基于GIS技术、通信技术、数据库技术构建的燃气管网GIS系统，基本实现了管网数据录入、管理、营运抢修、查询、统计分析等的计算机辅助管理功能。然而，随着燃气管道规模及复杂程度的显著提升，燃气管网数据采集录入效率已日显低下，传统的基于文件的扫描、配准、矢量化模式越来越不适合燃气公司日益增长的对录入速度和准确性的需求^[3-4]。以杭州燃气为例，杭州市现有地下燃氣管道6006.112km，其中中压A 1563.71km，中压B300.444km，低压3905.498km。燃气管道敷设区域不断扩大，部分管线使用年限较长，有得管线已近20年，管理难度较大，以往手工查询蓝图的方式已经远远不能满足实际需求，繁杂重复的管线采集和录入更新工作占用了公司大量的人力物力，使很多依赖竣工图开展的工作（如泄漏抢修、停气范围确定及燃气方案编制等）不能得到及时有效的实施。基于此，本文在对比分析几种数据录入方法的基础上，首次提出了基于Excel点线表结合shape格式的录入方法实现管道及其附属设施属性数据录入燃气管网GIS系统中。

2 管线数据入库方法

GIS系统燃气管网数据采集系统一般由竣工图扫描、竣工图配准、描图、管线及附属设施属性数据采集录入和竣工图入库组成^[5]。随着经济发展和用气需求的不断增加，必然伴随着燃气新建、改建和拆改工程数量的增加，在不增加人力、物力等资源的前提下，工程数量的增多必然会导致竣工图上交不及时，再加上现有地理信息系统数据录入方式要求严谨和操作步骤多，在一定程度上会造成地理信息系统数据录入缓慢和管线数据得不到及时更新，因此需要开发新的的录入工具或寻求新的数据录入方式来实现对管线数据的及时录入和更新。GIS系统中管线数据需录入管线、阀门、水井、调压站等的压级、管材、管径、标高等多种基本属性数据（见表1）。阀门、调压器、水井以及用户信息，都有自己的管理属性，包括静态属性管理和动态属性管理。其中，设施种类、性能等数据属于静态属性，阀门启闭时间，维护保养周期和作业样板及设施维修记录等属于动态属性^[6-7]。管线一旦投入使用就成为一个运行实体，必然会产生或存在各种属性，在管线全寿命周期中，如何准确、及时记录它们的动态属性，是燃气管线地理信息系统（GIS）数据库要解决的主要问题。要解决此问题需要燃气地理信息系统（GIS）应对阀门、调压器等管线附属设施设置动态管理，并按历史时间段记录发生的事件，通过数据集成同步工具将图形信息和设施属性数据结合起来形成空间位置和属性数据即静态属性和动态属性的统一^[8]，以便系统可随时维护检查管网拓扑完整性和数据的一致性及管理管件维修记录等信息，并通过设定特定条件能及时发出管件更换等预警信息。

目前，管线数据的录入除可以采用GIS系统自带的基于gdb格式文件的录入方法外，还可以采用基于dwg、shape和Excel三种格式通过转换后实现对管线矢量化和属性数据的录入，笔者通过对以上几种录入方式使用对比分析后，发现以上几种方法虽可实现管线数据的录入，但均存在一定的不足之处。采用gdb格式的数据录入方式，虽可实现管线属性数据不需转化直接使用便可录入地理信息系统数据中，但考虑到Arcgis软件使用的群众基础条件的局限性，此方法如要大范围普及较为困难;采用基于dwg格式数据录入，虽可以实现管线数据的入库，可以直接显示管线和地形，也较传统方法省去了扫描、配准、管线采集等工作，缺点是管线、设备字段缺少，无法对管线和附属设备进行修改编辑;shape格式较传统方法省去了配准、管线采集等工作，但同样存在管线、设备字段不符合要求，无法对其进行修改编辑及缺少地形图和竣工图数据等问题;Excel格式较传统方法省去了配准、管线采集等工作，但同样存在需要定制Excel字段表，缺少地形图及竣工图数据，点线表容易出错，图表的形式不易发现等问题。各录入方式的优缺点见表2。

通过对各录入方式优缺点的对比分析，笔者在综合考量后决定采用基于Excel格式和shape格式相结合的点线表录入方式，通过制定坐标点表字段模板完成管点属性数据的采集、管線线表连接模板完成管线属性数据的采集，最后通过开发基于Excel格式转Gdb格式的转换组件实现管线矢量化和属性数据入库。

3 点线表入库设计

3.1 点线表直接入库流程

收集竣工管线的管线管点统计表，根据实际管线数据对统计表进行数据核实及属性完善，再通过Arcgis软件将管线管点的统计表导入，生成管线、阀门、调压站、弯头、留头、大小头、三通、钢塑转换、镁阳极、综合测试桩、检漏井、参比电极、金属软管等管线设施和部件以及属性数据。具体流程如图1。

3.2 点线表的设计

考虑到Excel普及性高，数据处理便利，同时考虑到RTK测绘数据可以导出Excel坐标文件也会进一步减少数据处理的工作量，笔者决定采用基于Excel格式的点线表（包括坐标点表和管线线表），并对其进行了属性定制（见表3），设计的点线表中字段属性可以根据需求进行定制和删减，能够保持与gis系统数据库字段属性一致。在点表中可以根据点名和编号编写坐标点，点号对应相应的坐标数据。

3.3 管线矢量化和属性数据入库

考虑到现有地理信息系统默认采用基于gdb格式文件的录入方法，为保证点线表数据能准确录入地理信息系统（GIS）数据库中，笔者专门设计开发了点线表转gdb文件转换工具，通过该转换工具可方便的将点线表转换成Gdb文件后导入ArcMap中，完成管线矢量化和属性数据的录入。

4 结论与建议

通过实际应用，基于Excel的点线表将燃气管网矢量化及属性数据直接入GIS系统数据库的方法是可以行的，该方法能保证数据一致性和属性的准确性，入库效率较高，配合竣工图扫描可方便的对管网数据进行维护、业务应用、统计、分析等，但需注意的是采用该方法时要保证收集的点线表数据的完整行，否则会导致管线数据缺失。

参考文献

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