济南市地下管线数据动态更新的技术实现

刘新新，李丰鹏，王长祥

(1.济南市不动产登记中心，山东 济南 250101；2.山东省轨道交通勘查设计院有限公司，山东 济南 250101)

0 引 言

城市地下管线是保障城市运行的“生命线”和重要基础设施，担负着城市的信息传递、能源输送、排涝减灾、废物排弃等职能，是城市赖以生存和发展的物质基础。2014年以来，国务院、五部委先后下发文件(国办发〔2014〕27号，建城〔2014〕179号)，加强地下管线工作，截至2018年底，全国各地大都完成了地下管线普查和信息系统建设，实现了对地下管线家底的总摸查。而在地下管线普查完成后，如何保证管线信息的现势性，实现地下管线新的动态更新,怎样科学编制修补测计划，实现修补测新测数据与普查数据的无缝衔接，本文以济南实践为例，对地下管线动态更新的技术实现进行探讨。

1 济南地下管线数据现状

济南市落实国家、省、市相关文件要求(济政办〔2015〕12号)，于2015年底完成了中心城范围内供水、排水、燃气、热力、电力、电信、工业和广播电视等8大类约18 000 km的地下管线普查，基本摸清了各类管线家底[1]。于2016年底建设建成了地下管线综合管理信息系统，实现了全市地下管线信息的二三维一体化管理和信息共享交换。普查成果已先后为城市轨道交通建设、CBD规划建设、杆线综合整治等重大项目和总体规划修编、综合干管规划等规划编制提供了数据支撑。

2 地下管线动态更新工作实践

济南市近几年来，城市建设快速发展，轨道交通、海绵城市、城市高架路、快速路等重大基础设施项目全面铺开，地下管线信息变化速度快、范围大。为保障地下管线信息现势性，更好地服务于城市规划建设，支撑地下管线综合管理信息系统提供的各种决策支撑和应用服务，济南市一方面通过制度建设推进数据更新工作，近两年先后出台《济南市城乡规划条例》(济人发〔2017〕14号)《济南市城市地下管线建设管理办法》(济政办字〔2019〕59号)(试行)等法律法规，不断完善地下管线动态更新机制；另一方面，于2019年4月份开展了为期一年的地下管线修补测项目，对2015年地下管线普查以来的管线变化信息全部采集,实现更新入库[2]。

3 数据更新技术实现

3.1 修补测范围计划制定

3.1.1 数据收集

为制定合理的修补测范围,获取近几年的管线变化数据，收集到了与管线项目相关的竣工测量数据、规划报建实测数据和测绘汇交数据三大类数据[3]。

(1)竣工测量数据，在管线项目规划批后管理环节，管线单位提交的项目竣工测量成果。收集到包括济南轨道交通、济南热电、济南水务集团、济南市排水中心、济华燃气等15家管线权属单位提交的786个专业管线项目(2016-2018年度)竣工测量成果。

(2)规划报建实测数据，在规划许可审批环节，建设单位按审批要求提报的道路现状管线情况。收集到管线建设单位提报的815个地下管线建设项目(2015-2018年度)规划报建资料，包括规划设计方案、地下管线现状实测数据。

(3)测绘汇交数据，在测绘管理环节，测绘单位汇交给行业主管部门的测绘管理成果。收集到各单位汇交的289个地下管线测量项目(2016-2018年度)成果数据。

3.1.2 分析决策

对以上三类数据进行规范化整理、成图，结合济南市近两年新建道路数据，对各类数据进行对比、去重和综合分析(表1)，对所有管线信息发生变化的道路进行提取，同时将道路两侧50 m的范围作为本次修补测的范围，形成了最终的地下管线修补测范围图(图1)，作为修补测项目开展的依据。经分析统计，最终确定济南市中心城范围内261条主次干路、支路，道路长度599 km范围内的管线探测作为此次修补测工作内容，预计探测管线长度6 000余公里。

表1 各类管线数据综合分析

图1 地下管线修补测范围图

3.2 动态更新技术实现

3.2.1 更新思路

修补测成果是对原有普查成果的一次全面的更新，是对现有管线成果的补充完善,我们将修补测范围内的原有管线普查数据进行剪裁,形成工作底图，提供给管线修补测单位，作为其数据探测的第一手资料。修补测单位按采集到的管线变化信息，直接对工作底图进行编辑维护，待管线信息编辑完成后，一并更新到普查成果总图中，形成更新后的管线一张图[4]。

3.2.2 历史库数据提供

在确定了修补测范围之后，工作范围得到了明确，我们把修补测范围作为所有工作材料提供的基准，统一用此范围对原有普查历史库数据进行裁切，将范围内历史库中长度约6 655 km的管线数据提供给管线探测单位[5]；同时将收集到的修补测范围内51个管线项目竣工测量资料、122个管线规划报建实测资料、95个管线测绘汇交资料进行了提供，作为管线探测单位的重要参考资料。

3.2.3 接边处理

为确保原有普查数据和新测数据间的无缝融合，形成完整、准确地更新一张图，数据接边是需要首先考虑的问题。为此，我们综合对比多种方案后，确定了接边方式。我们用修补测范围对原有普查成果进行范围裁切时，对于处在范围边界的跨边界的管线段及与其相连的在边界范围外唯一管线点，我们予以完整裁出一并提交给修补测单位，避免了对管线段的人为打断和悬挂点的产生。修补测单位在探测到变化管线数据时，可对范围内的管线数据进行更新编辑，而对范围外保留的唯一点(图2)，不进行改动，从而保证修补测数据与修补测范围外原有普查数据融合为综合管线一张图。

图2 数据接边处理示意图

借助ArcGIS的select Layer By Location工具，利用修补测范围图层对普查成果进行裁切，完成管线段图层的处理。再利用管线段图层对管线点图层进行选择处理，形成满足要求的管线点、线图层，作为修补测工作的工作底图。以给水管线为例，如图3所示。

图3 修补测工作底图

3.2.4 修补测过程指导

(1)统一相关标准

在已有《济南市地下管线基础信息数据标准》和《济南市地下管线探测技术规程》相关标准的基础上，结合近两年的系统运维实践经验，对《地下管线基础信息标准》中部分属性字段、属性内容等方面进行微调，以更好满足管线信息管理和运维要求。

(2)组织培训和业务指导

在项目启动后，率先对管线修补测单位技术骨干开展了《济南市地下管线探测技术规程》和《济南市地下管线基础信息数据标准》的集中培训，对外业探测和数据建库等做了重点解读；同时建立了顺畅的技术交流工作机制，对工作中遇到的技术问题和情况都能进行及时的跟踪、反馈和技术指导；对于比较重要的问题，采取集中座谈、共同商定的方式解决。

3.2.5 数据质量控制

(1)加强过程指导。修补测作业期间，我们将全程对管线探测单位的人员、设备配置、作业规范性、数据规范性、工作进度等内容进行抽检，对发现的问题提出整改意见，并监督整改落实。

(2)试验区模式完善技术路线。探测工作开展之初，先选定部分道路作为试验区，进行探测技术磨合、数据探测、数据质检和更新入库的全流程，集中总结试验区的经验，进行技术方案的优化、工作模式的调整和数据处理方面的改进等，为修补测探测工作的全面开展做好了充分的准备。

(3)数据质检。地下管线基础信息修补测实行“两级检查、一级验收”制度，即测绘单位负责过程检查及最终检查，由具有资质的质量检验机构进行验收[6]。按照工作计划时间节点，共分三批次对提交探测的外业成果进行了数据质检和质量反馈，确保了及时发现问题，及时解决，避免不必要的返工，保障了项目进度正常进行。

二维管线数据质检包括数据格式检查、拓扑关系检查、数据接边检查以及数据属性合理性检查四部分。我们通过人工判读和地下管线数据质检工具，完成数据的空间拓扑检查、属性检查、完整性检查等质量检查，生成质检报告[7]；而修补测三维数据成果由二维数据成果自动生成，在做好二维数据质检的基础上，利用EPS软件和AutoCAD小程序，进行矛盾点的排查和三维展示[8]。

3.3 修补测成果更新入库

我们采取整体替换的更新入库方式，在修补测单位提交最终探测成果后，将新测数据与数据库里的数据在本地环境完成接边，编辑整合为一份完整、准确的新数据库，用新的数据整体替换数据库中原有的数据(图4)。

图4 数据更新入库流程

利用系统入库工具或者ArcGIS SDE完成数据的导入，利用地下管线二维信息管理系统进行相关参数配置和显示设置，完成数据在系统内的成图展示。

4 结 语

地下管线数据动态更新是保障地下管线智慧管理的重要基础，是综合管理信息系统持续发挥作用的数据基础，因此做好数据动态更新工作的技术实现是保障数据更新工作落地的最后环节，是保障数据最终入库管理的必要基础。在地下管线动态更新机制尚未建立之前，普查+修补测的工作模式是保障数据现势性的最有效的途径，做好两者间的无缝衔接和最优实现是我们首先考虑的问题，济南在这方面有了自己的尝试；期待通过完善动态更新机制的建立，加强管线竣工测量成果的收集，真正让地下管线进入动态更新的良性循环。