北京市地下管线数据库数据更新及维护

张双双

(1. 北京市测绘设计研究院, 北京 100038; 2. 城市空间信息工程北京市重点实验室, 北京 100038)

0 引言

地下管线数据库是城市地下管线信息系统的基础和核心,北京市曾在1964、1976和1986年分三次组织了地下管线的普查工作,收集了约5 088 km管线资料。在前面三次普查基础上,北京市于2015年又一次大规模的组织全市地下管线普查工作,最终调查和测量了8万多千米的管线,并建立了管线数据库,目前采用管线竣工测量成果对管普数据库进行更新,但由于部分管线施工后未进行竣工测量导致竣工件收集不全,且竣工件存在质量监管,因此管普数据库更新实际效果不佳。针对目前北京市地下管线数据库更新存在的问题,提出了北京市管普数据库更新思路和方法。

1 地下管线数据库数据更新和维护中存在的主要问题

1.1 未建立项目验收机制

目前,地下管线工程未进行规划验收,而是采用的备案制,对建设工程是否符合规划和审批的要求不做审查,建设单位可以备案后直接进行归档,导致建设中会存在不按规划施工的情况,通过开展规划验收,可以提高城市规划的严肃性,提高数据更新效率和质量。《北京市加强城市地下管线建设管理工作职责分工方案》(京政办发【2014】54号)明确要求市规划委“建立地下管线竣工测量、档案移交制度和监管措施”。

1.2 未实现统一管理

地下管线的管理体制较为复杂,由其权属部门独自实施管理,采用封闭式管理的方式,致使地下管线无法实现统一管理,部门间不能进行有效衔接;目前只对竣工数据进行接收和数据格式检查,数据更新过程中发现竣工数据成果存在属性信息填写不完整,数据质量存在明显问题,比如排水管线起止高程差值大,小室边点地面高程与井地面高程差值大,导致管线起止高不合理等;未进行竣工成果备案的数据不能及时补充到数据库中来。

1.3 数据库数据更新和维护技术流程需要补充和完善

地下管线权属单位应建立各自专业地下管线信息管理系统,及时将地下管线更新信息汇交并输入北京地下管线数据管理维护系统,实现数据库动态管理,并与管线权属单位实现信息共享。

按照国务院和市政府的要求,为适应城市建设快速发展的要求,提高基础设施规划、建设、管理水平,确保管线普查数据成果的现势性,实现信息的即时交换、共建共享、动态更新,我市亟待建立一套完整的地下管线动态更新机制。

2 通过管线普查对地下管线数据库进行更新维护

2.1 普查范围

2015年地下管线基础信息普查工作范围,在全市总长8.16万km的地下管线普查工作基础上更新,范围包括北京市城六区及新城地区公共道路。

2.2 用普查数据更新已有管线数据库

普查建立了全市8.16万km的地下管线综合管理系统,形成全市地下管线一张图、一个库、一个管理信息系统,实现了市规划自然资源委、市城市管理委和市政府应急办的数据共享。管线数据管理维护系统作为管线普查成果数据入库、编辑处理、数据库管理维护以及管线数据统计分析、数据交换服务的系统平台,实现了地下管线数据加载、地图操作、图层控制、快捷操作、管线编辑、查询统计、管线数据核验、管线数据标准化、管线入库、三维管线建模、历史库管理、管线数据元数据管理、数据输出、安全设计、配置管理等功能,实现了“全市地下管线数据的统一管理”的目标,为实现北京市地下管线数据共建共享和动态更新维护打下了基础。

3 更新和维护技术方案

3.1 数据库数据动态更新和维护基本要求

3.1.1 建立汇交机制,进行整合融合数据处理

汇交的地下管线数据分为空间信息数据和属性信息数据,内容包括管线种类、规格、平面位置、高程、埋深、材质、敷设方式或类型、权属及建设年代、压力、使用状态信息等,且符合《北京市地下管线工程现状及竣工数据汇交标准》要求,主要包括：

1)管线空间数据,包括管线点、管线段、管线面、辅助线的平面和高程信息。

2)管线属性数据,包括管线种类、材质、埋深、规格(管径)、敷设方式、压力、产权单位、建设年代、使用状态等信息。

3.1.2建立项目验收机制

北京市地下管线基础设施普查数据库动态更新维护指利用竣工测量数据更新地下管线数据库。2018年7月25日起,原市管线普查办公室向各测绘单位下发了新版“地下管线竣工数据采集软件”,并要求从2018年10月1日正式向北京市测绘产品质量检验中心提交备案管线竣工测量成果,北京市具有地下管线竣工测量资质陆续按照新标准汇交地下管线竣工测量成果,北京市测绘产品质量检验中心负责地下管线测绘成果的接收、检验和存储。

3.2 数据库数据动态更新的维护技术路线

数据库的更新和维护的总体技术路线包括资料收集、数据检查、数据入库前检查、数据入库及入库后的数据检查和处理(图1)。

3.2.1资料收集

接收经格式检查合格的地下管线竣工成果数据测量成果资料,按“竣工测量工程件号”分别存储,内容包括地下管线竣工成果数据文件及元数据文件;数据属性字段中的工程件号要与竣工测量工程件号名称一致。2019—2021年的成果资料收集分类统计见表1和表2。

表1 收集竣工成果统计表(按测量单位和委托单位统计)

表2 收集竣工成果统计表(按管线种类统计)

图1 北京地下管线数据管理和维护技术路线

3.2.2数据检查

应用自主开发的《北京市地下管线竣工测量数据采集系统》核对纸质资料和电子数据一致性,包括管线种类、管点数量、小室数量、管段数量、管线长度等空间数据的一致性,以及工程件号、工程名称、坐标、地面高程、起止高、规格(管径)、材质等属性数据的一致性。

3.2.3数据入库前检查

利用自主开发的《北京市地下管线普查数据质量监理软件》进行入库前数据检查。主要包括格式检查和明显错误的检查。格式检查包括图层完整性检查、属性值约束检查、空间拓扑检查、几何表达检查以及管井、管段、管线小室数据的完整性等。明显错误检查包括管线高程不合理、高程突变、埋深不合理、管径不合理等。

3.2.4数据入库

利用自主开发的北京地下管线数据管理维护系统,将地下管线竣工测量成果数据按照《北京市地下管线数据建库标准》要求导入数据库,通过接边、编辑、处理,最终更新北京市地下管线数据库,更新管线长度及点数统计(表3)。

表3 2019—2021年竣工成果更新统计

3.2.5数据一致性检查

竣工管线数据入库后,应检查入库成果,包括管线空间位置、属性在内的内容是否与入库前一致。具体包括：

(1)入库操作成功的管点与原始数据管点数量一致性检查;

(2)入库操作成功的管段与原始数据管段数量一致性检查;

(3)入库操作成功的小室与原始数据小室数量一致性检查

(4)入库前后要素的空间图形和属性一致性检查。

3.2.6数据处理

由于北京市地下管线基础设施普查数据库和竣工测量工程件的地下管线数据通过不同的测量项目获取,存在同一管点坐标不一致、管点调查属性不一致、管点连接的管段量测尺寸及调查属性不一致、小室调查量测结果不一致等情况,结果会造成竣工测量成果数据与数据库中同一要素空间数据和属性数据矛盾的问题,需要通过编辑、接边工作解决这些矛盾。

(1)图形接边。将需要接边的管线根据实际情况进行合并处理,确保空间一致性。包括管线点、管线段、管线辅助线、小室及标注接边,同一管线要素只保留一个空间对象,不得有重复、压盖、错位,不得有管线丢漏和断线。

(2)属性接边。将接边完成的空间图形所具有的属性信息进行合并处理,确保属性的一致性。包括接边处管线点、管线段、管线辅助线和管线标注的属性接边。

4 地下管线数据库动态更新问题探讨

4.1 技术难点和在实践中存在的问题

(1)通过2019—2021年4 000多个竣工测量工程件检查入库发现,大量竣工测量工程件未按要求填写完整的属性信息,例如,竣工测量工程件未填写规划许可证(如图2所示)。

图2 竣工件填写规划许可证

(2)同一小室内小室边点与井地面高程差值大,小室边点及偏心点地面高为56.47,井地面高为54.97(如图3所示),导致管线段的起止高程与实际情况不符,由此问题关联的点和线在数据中备注“同一小室内,此点与井地面高程差值大”。

图3 同一小室内地面高程问题

(3)排水管线的起止高程值相差较大且,排水属于重力流管线,多数管道内不产生压力,属于从高流向低的自流管。当数据中管线高程出现高低变化不定且变化幅度较大时,数据中备注“管沟/管道起止高程与纸质成果数据一致,但通过自流管流向分析,高程不合理”。如图4所示。

图4 排水起止高问题

(4)部分竣工测量工程件成果存在纸质资料与电子数据不对应、高程与埋深的填写错误、供电和通信管径度量单位错误等问题,竣工测量成果质量参差不齐。

(5)存在部分建设单位进行竣工验收后未将竣工测量资料提交测绘产品质量检验中心的现象。

(6)排水管线中有部分竣工件不属于新建管线,而是在原始管里做的管内衬,权属单位比较关注,但在地下管线数据库属性表中应保留管线最大外径、高程及埋深信息,将管内衬改造信息备注中注明。

(7)测量单位反复提交竣工数据成果,例如2018-0181-01竣工件与2020-0375-01竣工件走向完全一致,同一家测量单位,如2020年竣工件是进行改造,应详细说明。

5 结束语

建议尽快恢复地下管线竣工测量成果检验制度,要多方位开展成果数据内外业检查,提升成果的可靠性和完整性,提高成果质量。

管理部门应负责本市地下管线规划、测绘及档案资料监督管理。新建、翻建或改扩建地下管线,从审批、设计、施工、竣工运行建立起全生命周期的监管机制,特别是无竣工测量成果。

建立地下管线数据长效更新机制。按照地下管线规划建设和档案管理的相关规定,实现地下管线竣工及时测量和核验工作,数据及时汇交。对北京市地下管线数据库进行动态更新,全市实现数据共享。