浅谈城市地下市政基础设施数据库建设应用研究

□浙江省测绘科学技术研究院 胡长青 盛善东 苏润全

城市地下市政基础设施是城市运行的地下生命线，事关城市安全运行、开发规划和高质量发展等诸多城市管理工作。开展城市地下市政设施普查是加强城市地下市政设施建设管理的基础性工作，有助于及时发现并消除地下市政设施存在的安全隐患，同时也有利于城市地下空间的节约利用，本文以浙江省舟山市城市地下市政基础设施普查工作为背景，结合浙江省实际的技术思路，探讨地下市政普查数据建库的思路和方法，实现了普查数据库的建设。

一、地下市政基础设施数据库特点与难点分析

（一）数据建库的技术路线

数据建库一般按数据准备、数据处理、数据检查、数据入库等步骤实施。数据准备包括设施普查整理的各类调查信息表、图形数据和附件。数据处理包括资料整理、图形转换及分层、构面处理、属性赋值等。数据检查包括数据入库前检查、数据入库检查、数据入库后检查；数据入库包括将空间数据、属性数据等结构化数据检查入库。地下市政基础设施数据入库时应对几何精度、属性精度、逻辑一致性和完整性等进行检查。地下市政基础设施数据库数据格式采用ArcGIS 10.2 版本*.GDB 格式，以矢量数据集存储。

（二）地下市政基础设施数据库特点

本次地下市政基础设施普查数据库具有管种丰富、管类较多、属性字段填写繁多等特点，数据库图层包含管线设施、地下交通设施、地下其他工程以及废弃工程等4 大类21 小类；以管线设施为例，包含管线设施（点）GXSSPT、管线设施（线）GXSSLN、管线设施（面）GXSSPY、窨井（点）GXYJPT、管线附属设施（线）GXFSLN 等五个图层；同时每个图层当中又包含多个属性字段，如管线设施（线）层中包含了66 个字段属性项，地下通道（面）层中包含了79个字段属性项，这就要求数据库在建设时对于属性字段完整性填写提出了更高的要求。

（三）普查数据库难点分析

1.以舟山市为例，对于舟山市自然资源和规划局提供的约3200 公里已有地下市政基础设施普查数据，以及从燃气公司、自来水公司、电力公司等相关职能部门收集到的管线普查数据，在坐标系统、数据格式以及属性字段方面与最新数据建库规范存在差异；同时对于新旧管线要素分类代码、设施编码、管线（点）号等编写规则同样不一致，数据无法进行直接融合利用。

2.对于数据库中部分字段属性信息填写内容，如权属单位、建设单位、设计单位、施工单位、政府主管部门等需要各分管职能部门提供信息，但在实际资料收集过程中可能因资料管理不科学或管理人员变更而导致竣工资料或设计施工资料流失致使内容残缺不全。有些职能部门考虑到提供资料信息比较繁琐，不愿意专人进行协助配合，导致数据库属性录入时有很多属性字段内容无法正确填写。

二、数据采集与数据库建设

（一）地下管线数据采集

以舟山市为例，此次管线普查主要分为两种：一种是原有管线数据的属性补录；另一种则为新增管线探查测量。这两种管线在数据采集方面也有着不同的方式。

首先对于原有管线数据，在普查过程中主要以属性的查漏补缺为主，包括完善属性信息，以及精度检测等工作。采集方法主要分为两种方式：一种采用传统纸质调绘法；另一种则采用手机端电子调绘法。手机端采集系统可以实现野外快速准确的查询与完善缺失信息。

对于新增管线，则要进行全面的探查与测量，地下管线探测主要遵循由已知到未知、由点到线、由线到面、由简单到复杂的原则，主要是探明管线特征点的平面位置及埋深；保证精度的同时，还要确保属性信息的完整与正确，地下管线需调查明显管线点的类别、权属单位、敷设方式、管线材质、管径、管道接口形式、埋深、输送介质等管理信息和技术信息。在现场调查时还应开启各类检修井，调查窨井的井盖材质、井盖形状、井盖直径或断面尺寸，并对井室内部尺寸进行量测，包括井脖深、井脖直径或断面尺寸、井深等信息，各类管线点埋深量测位置要求见下表。

（二）数据处理与建库

数据建库主要分为数据准备、数据处理、数据检查以及数据入库等步骤措施。以舟山市地下市政基础设施普查数据为例，前期数据采集主要分为已有资料的属性完善和新增管线测量两种，因此在数据处理与建库的时候，需要考虑如何对两种数据进行数据处理、数据检查、数据融合，最终形成全市“一张图”。

同时根据《浙江省城市地下市政基础设施数据库建设规范》要求，建立数据表属性字段、字段别名、字段类型、字段长度、小数位数、完整性约束、值域等。如管线设施（点）属性表里包括要素分类代码、普查单元编号、设施编码、设施位置、管线点点号、特征、附属物、地面高程等相关字段。字段类型设计有字符型、数值型、日期型等，字段长度8 至255 不等。入库时要素分类代码以及普查单元编号必须唯一，编码规则如下。

普查单元编号：县级行政区划代码（6 位）+特征码（1 位）+流水号（4 位）。

各类明显管线点埋深量测位置要求

管线编号：普查单元编号（11位）+管线类别代码（2 位）+管线点流水号（4 位）。

1.新增管线数据处理

以舟山市为例，各区县同步开展野外探测作业时，作业单位、监理单位等都是由不同甲级单位来担任，每家单位都拥有自己独立的管线采集系统，每个系统数据结构都存在不同的差异，为了提高生产效率以及方便于外业作业员实际操作，每家单位都习惯使用自己熟悉的软件进行作业。这就导致最终采集数据格式参差不齐，包括Excel、ACCESS、gdb 格式等，这就要求数据建库时要将所有格式进行统一转换。此外，还需要将点线表数据转换为带有坐标信息的空间数据，方便后期与已有管线数据进行融合。

2.新、旧管线数据检查

数据检查主要将新、旧数据成果以普查单元为区块进行全面检查，包括数据格式、属性精度、完整性、逻辑一致性等，满足地下管线综合管理信息平台的需要。

（1）数据格式检查

数据格式检查规则包括字段唯一值检查、非空检查、数值区间（值域）检查、表结构规范性检查等。表结构检查主要是对数据库的数据结构、数据完整性、数据逻辑一致性以及数据表征质量检查，使用质检软件通过设定适当的质检规则从而进行快速检查过滤掉数据库中错误信息。

（2）属性精度检查

属性项检查主要包括名称、类型、长度、顺序以及要素分类代码，要素的属性项及属性值是否正确。

（3）数据一致性检查

一致性检查主要包括要素是否符合规范规定的取舍要求，要素几何描述是否完整，数据的分层是否正确且不能有重复或遗漏，标记是否清晰正确等。

（4）拓扑关系检查

地下市政基础设施数据各类目标体之间的空间拓扑关系是否正确，是否符合下列要求：面状要素应闭合，节点匹配应准确，要素应具有唯一性，几何类型和空间关系应正确。

3.新、旧管线数据接边与合库

新、旧管线数据库接边与合库主要涉及位置接边处理与属性接边，针对位置接边不满足点位精度要求时，需要现场二次采集坐标进行最终确认，确保位置精度符合规范要求。对于属性接边不满足要求时，如井盖尺寸、大小、井室以及埋深等属性存在差异时，同样也要二次进行野外重新测量并最终确认。尤其是涉及到长输管道的数据，考虑到可能跨越多个行政区域，因此在接边时要多家单位共同协作配合；通过采用自主研发的地下市政基础设施数据处理平台配合人工进行接边处理，使新、旧管线互相融合，形成一套完整的舟山市地下市政普查数据库。

（三）普查数据库难点解决方法

对于舟山市自然资源和规划局提供的约3200 公里已有地下市政基础设施普查数据，以及从燃气公司、自来水公司、电力公司等相关职能部门收集到的管线普查数据，在数据格式以及属性字段方面与最新数据建库规范存在差异，首先利用浙江省测绘科学技术研究院自主研发的《地下市政基础设施数据处理平台》进行数据分析与处理，包括要素对象化、格式转换、坐标系转换、空间数据分层、属性字段删减与完善等，最终符合《浙江省城市地下市政基础设施数据库建设规范》要求。

对于新旧管线要素分类代码、设施编码、管线（点）号等编写规则不一致，属性值不唯一等情况，同样利用《地下市政基础设施数据处理平台》，将新旧管线进行数据合库、数据检查合格后，进行批量赋值处理，形成具有唯一属性编码值的地下市政基础设施数据库。

对于数据库中部分属性信息内容收集不全以及各权属单位不积极配合等问题，由舟山市自然资源和规划局联合舟山市住建部门共同成立联络小组专班，组长由各分管局长担任，定期召开权属信息填写进度通报会，对各权属单位提供属性信息的完整性、准确性进行实时晾晒并排名，对连续两次排名垫底的权属单位领导进行约谈，在各部门协同配合下，最终数据库属性项必填字段完整率达到了100%，选填字段属性完整率达到了70%以上，最终以第三名顺利通过省级验收。

三、结语

随着浙江省地下市政基础设施框架建设日渐完善，全省逐渐实现综合管理信息平台的全覆盖，城市地下市政基础设施普查工作也将全面开展。总的来说，笔者认为在开展此项工作中不仅要及时分析和解决生产中发现的问题，同时应对工作中方式方法进行不断改进和完善，以达到提升质量水平和工作效率的目的。