城市地下管线数据采集一体化研究与实现

摘""要：随着移动终端智能设备的发展，外业人员借助于具有专业功能、便携的移动终端设备进行地下管线信息的外业采集已成为一种趋势。因此，基于Android平台，研究了地下管线外业采集的无纸化作业模式，实现了采集成果的电子化，与传统绘制草图、纸质记录作业手段相比，能显著提高整体作业效率，减少数据出错率，增强内外业一体化的衔接，大大提高了管线信息采集的工作效率及成果质量。

关键词：地下管线"数据采集"一体化""Android平台

中图分类号：P208;TU990.3

Research"and"Implementation"of"Integrated"Data"Collection"for

Urban"Underground"Pipelines

SUN"Ruimin""FANG"Kan""ZHAO"Deyi""ZHOU"Wan

Jiangsu"Province"Engineering"Investigation"and"Research"Institute"Co.，Ltd.，"Yangzhou，Jiangsu"Province，"225002"China

Abstract："With"the"development"of"mobile"terminal"intelligent"devices，"it"has"become"a"trend"for"field"personnel"to"collect"underground"pipeline"information"through"professional"and"portable"mobile"terminal"devices."Therefore，"based"on"the"Android"platform，"a"paperless"operation"mode"for"underground"pipeline"field"collection"is"studied，"and"the"electronic"collection"results"are"achieved."Compared"with"traditional"sketching"and"paper"recording"methods，"it"can"significantly"improve"the"overall"operation"efficiency，"reduce"the"probability"of"data"errors，"enhance"the"integration"of"internal"and"external"work，"greatly"improving"the"efficiency"and"quality"of"pipeline"information"collection.

Key"Words："Underground"pipelines;"Data"collection;"Integration;"Android"platform

城市地下管线是城市的重要基础设施，是城市规划、设计、施工、和管理的重要依据。查清地下管线埋设现状并将其数据入库进行信息化处理，做到一图多用，信息共享，可以为城市带来巨大的经济效益和社会效益。

截至目前，仍有大部分作业单位采用传统的管线探测方法[1-4]，外业通过手工绘制草图及纸质的表格记录管线的属性信息，内业再根据外业草图、表格等资料重新录入、成图、入库等。这种传统的作业方式自动化程度低，内外业无法形成无缝衔接[5]，效率低且出错率高等缺点。随着互联网、移动通信、测绘地理信息等技术的飞速发展，地下管线数据采集内外业一体化已成为一种趋势[6-9]。因此，本文基于Android平台，研究利用移动设备进行管线信息的采集录入，很大程度上提高了外业数据采集的工作效率，同时内业实时同步地获取外业采集到的数据，减少了内业重复录入的工作量，实现了内外业一体化的作业模式。

1"管线数据采集内外业一体化作业流程

地下管线数据采集内外业一体化作业流程如图1所示。

（1）底图准备：不再是传统的纸质底图或者是打印出来的电子草图，而是直接利用在线的电子地图及CAD电子图作为底图直接加载到移动设备内。（2）外业探查：主要采集管点管线的各种属性信息（包括管点的类别、材质、埋深等），并同步到服务器中。（3）外业测量：主要通过RTK或者全站仪采集管线点的空间坐标，并同步到服务器中。（4）数据处理：不再需要手动绘制草图（各个点之间的连接与方向），移动端依据采集的管点空间和属性信息自动进行解算，完成图属信息的匹配，每段管线的连接则依据解算的起始点方向自动连接成图。（5）质量检查：外业采集的数据信息可实时同步到内业，内业人员可对采集到的数据进行数据分析及质量检查，发现问题可及时通知外业人员修正。（6）成果提交：质量检查通过后，进行相关的图面整饰、接边等工作，并最终形成成果图及数据库。

2管线数据采集内外业一体化的总体设计

管线数据采集内外业一体化的总体设计如图2所示，总体设计主要由运行支撑层、应用层、服务层以及数据层4个部分组成。

（1）运行支撑层：该设计主要运行于支持安卓系统（Android"8.0以上）的，鸿蒙系统的智能手机与平板等移动设备。（2）应用层：应用层是用户对该设计的一种直观的操作体验，包含各式各样的功能，如地图操作、数据采集、数据导出等。（3）服务层：服务层是该设计的技术支撑，提供满足于数据采集需求的各种功能，包括地图操作的API、数据存储的数据库、支持数据编辑的SDK等。（4）数据层：数据层是该设计的基础内容，为设计运行提供数据支撑，包括CAD底图数据、在线电子影像、电子地图数据以及管点管线照片等相关多媒体数据。

3管线数据采集内外业一体化的关键技术

3．1"电子底图的载入

直接加载天地图的在线影像和在线电子地图作为辅助层，电子CAD图作为作业底图，并且通过给每个图层设置开关来控制其显示与隐藏，使读图的灵活性大大增强。

3．2"数据字典的引入

在采集管点管线的属性时，为提高采集人员的填写效率，一些具有固定选项的属性字段，会默认将这些选项形成数据字典，并以下拉框的形式让外业人员进行选择，这样不仅提高了效率，还规范了填写内容，减少了出错率。

3．3"同名管点自动匹配

传统的匹配工作是回到内业进行的，本设计则在现场就会解算管点信息，将同名管点的空间信息和属性信息进行自动匹配。

3．4"草图的自动绘制

传统手工绘制时，当同一个管点有多个方向时，需要分别记录各管线的信息，这种做法会导致数据在传递时容易出错，且会存在数据重复。本设计中，只需要知道该段管线的起始点号，即可自动连线，同时相匹配的属性会自动挂接进来，从而完成草图的自动绘制。

3．5"内外业的同步性

传统作业时，内业需要等待外业作业完成后才可进行内业处理。本设计为了解决这一问题，增加了服务器备份功能。即外业现场所采集到的信息，在保存至本机SQLite数据库的同时，会实时地同时备份到内业的服务器（MySQL数据库中），这样不仅会防止因移动设备损坏时造成数据丢失，保证了数据安全；更增强了内外业的联动性，保证了内外业一体化。

4"管线数据采集内外业一体化的实现

4．1"开发环境简述

本设计结合公司实际需求，在Android"Studio开发工具下，采用JAVA开发语言，服务器数据库选用成熟的商业关系型数据库MySQL，以及ArcGIS"Runtime"API"for"Android等一系列强大的软件开发包的技术支撑下开发而出的。

4．2"数据库建设

数据库内容包括人员信息、角色信息、系统信息、采集管点、管线等相关信息的数据字典，外业人员采集的数据必须符合数据类型，字段名称、字段类型、长度必须符合相关规定。系统将根据自审规则对采集数据进行语法检查和有效性验证，并对出现错误的部分进行提示，以保证数据的准确性。

4．3"设计实现

为了验证该设计的成果，以扬州某小区内的排水管线为测试对象，分别采用该设计以及传统方式进行作业。实验结果证明，在外业环节，两种方式相差不是很大，但在内业环节的作业中，本设计的工作效率有明显提升，且出错率降低，本设计最明显的一个优势就是很大程度上解放了内业人员的工作量，并且数据安全也得到了有效保障，具有一定的实际意义。

5"结语

本文研究的地下管线数据采集一体化的作业模式，在现实工作中，相较于传统模式，不但提高了整体的作业效率，还减少了内业人员的工作量，减少了内外业衔接的问题，同时还更好地保障了数据的安全性，取得了较好的效果，具有一定的实际意义。同时，本设计接下来还有一定的提升空间，目前只是完成了移动端的设计，后续会进一步完成PC端的设计，从而更大程度上提高地下管线调查这项工作的效率及实用性。

参考文献

[1]"张志伟，衣鹏军，赵也．基于ArcSDE的管线探测内外业一体化方法[J].北京测绘，2021，35（7）：986-990．

[2]"齐永良.地下管线采集编辑一体化技术研究与实现[J].北京测绘，2020，34（10）：1428-1431．

[3]"钱林，王星杰.城市地下管线采集处理一体化解决方案[J].北京测绘，2017（3）：42-45．

[4]"刘茂锁，刘瑞明.供水管网内外业一体化采集质检入库系统设计与实现[J].经纬天地，2023（3）：86-89，97．

[5]"夏芳.基于EPS地下管线测量内外业一体化技术的研究[J].科技创新报，2020，17（9）：35，37．

[6]"陈鹏，葛如冰，潘誉，等．基于移动端管线内外业一体化数据采集整理系统研究[J]．测绘与空间地理信息，2024，47（6）：20-22．

[7]"向卫国，向红梅.基于数据库的地下管线探测内外业一体化和动态更新方法研究[J].城市勘测，2019"（2）：47-50．

[8]"范娟娟，鞠建荣．基于Android的管线移动采集更新系统设计与实现[J]．城市勘测，2016（1）：98-100．

[9]"郭鹏，夏吉祥，王超.基于Android平台的地下管线数据移动采集软件设计与实现[J].地理信息世界，2014（2）：82-85．