1 前 言

地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)已廣泛應(yīng)用于城市領(lǐng)域的各個方面，在城市地下管線信息的管理與應(yīng)用中，產(chǎn)生了良好的效果，許多城市管線部門已經(jīng)建立或正在建立自己的綜合及專業(yè)管線信息系統(tǒng)，而管線信息的獲取是系統(tǒng)建設(shè)的重要和關(guān)鍵的級成部分。許多城市已經(jīng)完成了地下管線的普查工作，但是在管線數(shù)據(jù)的野外控測與信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)建立工作都是分開進(jìn)行的，就是說，沒有從GIS應(yīng)用的角度，直接獲取滿足系統(tǒng)建立要求的管線信息，這樣還必須對已經(jīng)取得的管線資料，按照信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)格式要求進(jìn)行處理。

本文結(jié)合某城市的“城市綜合管網(wǎng)管理信息系統(tǒng)”建立的實踐，討論從野外地下管線數(shù)據(jù)探測開始，如何提供高質(zhì)量的、可為信息系統(tǒng)直接使用的地下管線信息獲取方法。為便于向全市擴(kuò)展，首先選取具有典型意義的區(qū)域為實驗區(qū)，通過實驗區(qū)的工作取得了良好的效果（本文給出了試驗區(qū)的主要工作內(nèi)容和要求）。

2 管線探測內(nèi)容及要求

地下管線探測的目的是為城市綜合管理信息系統(tǒng)的建立獲取基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，完成地下綜合管線圖的成圖工作、管線及附屬物的坐標(biāo)和基本屬性表以及建立管線信息數(shù)據(jù)交換文件。

2．1 工 作內(nèi) 容

管線探測的具體工作內(nèi)容包括：通過實地對照巡查、管線調(diào)查、管線探測、管線測量、繪圖等技術(shù)和作業(yè)手段，查清或基本查清各類地下管線的：①平面位置、埋深、走向等；②檢查井、檢修井、表井、消防栓、雨水井、污水井、暗井、入水口（水箅子）、出水口、管溝、人防洞室等；③用途、材料、規(guī)格、管徑及產(chǎn)權(quán)單位、建筑年代等；④測量并計算各類井、點的平面坐標(biāo)和地面高程；⑤分門別類統(tǒng)計管線長度；⑥繪制管線工作草圖；⑦按照規(guī)定格式實地標(biāo)注點號等；⑧綜合管線圖編制；⑨管線成果表填寫；⑩管線成果文件生成等。

完成的主要工作量為：①10個城市四等GPS點，3個城市一級GPS點，3個起算點GPS聯(lián)測；2個已知點的GPS檢效；②條城市I級導(dǎo)線，35個點，全長9727m；③條城市Ⅱ級導(dǎo)線，39個點，全長7335m；④32條一級圖根導(dǎo)線；圖根點總數(shù)超過3000個；⑤城市四等水準(zhǔn)測量31.137km2；⑥數(shù)字地形圖：約5.3km2共112幅圖；⑦綜合管線圖：約5.3km2共100幅圖；⑧各類地下管線探測：總長約211.032km共約9840個管線點；⑨管線成果表編寫和計算機(jī)錄入：共約1790條；⑩管線數(shù)據(jù)交換格式文件（與武漢管網(wǎng)信息系統(tǒng)）：共約1790個。

2．2 技 術(shù)要 求

探測工作的技術(shù)要求按《城市地下管線探測技術(shù)規(guī)程》（CJJ61-94）執(zhí)行。具體規(guī)定為：

管線探測的取舍標(biāo)準(zhǔn)為：盡力全部進(jìn)行探測：

有建構(gòu)筑物，封閉的地區(qū)，以管線進(jìn)入外墻皮為止，并在外墻皮附近定點：非封閉部分，以進(jìn)入建筑區(qū)連線為界，并在界線附近定點；地下管線探測定位中誤差為：平面≤+-10cm；垂直≤+-0.1H(H為管線埋深)，當(dāng)H<1m時垂直中誤差≤10cm；管線漏查率為：有資料的管線漏查率為0；無資料管線漏查率≤+-3%0；管線點屬性錯誤率：明顯管線點錯誤率≤1%0；隱蔽管線點錯誤率≤3%0；管線點位測量中誤差；平面≤+-5cm；高程≤+-2cm（相對鄰近控制點）；錯誤率：資料整理及管線編繪錯誤率≤3%0；管線圖形及屬性數(shù)據(jù)文件錯誤率≤1%0；管線數(shù)據(jù)將直接為信息系統(tǒng)使用。

3 作業(yè)方法及工作流程

3．1 儀 器設(shè) 備

本工程共投入四臺探測儀，2臺是美國查爾斯公司生產(chǎn)的Subsite75R/T儀器，2臺為英國雷迪公司生產(chǎn)的RD400PXL和RD600探測儀。所使用的儀器均為目前國際上較先進(jìn)的探測設(shè)備，具有優(yōu)異的平面位置和埋深探測功能，其主要的技術(shù)指標(biāo)為：

平面正反向探測位置中誤差：<2cm

埋深直接法探測3m以內(nèi)：0.03H(H為埋深)cm

埋深大于3m時為：（0.05~0.1）Hcm

間接法探測的埋深探測精度優(yōu)于直接法探測約20%。儀器性能完全可滿足方案規(guī)定的探測要求。內(nèi)

使用高檔586微機(jī)、FOXPRO數(shù)據(jù)庫和MicroStation95軟件完成數(shù)據(jù)資料整理和綜合管線圖的繪圖工作。

作業(yè)方法與流程

地下管線探測分為實地探查、管線點測量、內(nèi)業(yè)資料整理、計算機(jī)編圖、質(zhì)量檢查與審核、成果輸出等。

3．2．1野外實地探查

根據(jù)已有管線資料，在對測區(qū)進(jìn)行充分了解和踏勘基礎(chǔ)上、全面分析現(xiàn)有各種管線資料后進(jìn)行探測工作。管線探測工作本著從已經(jīng)到未知、從簡單到復(fù)雜的原則，因地制宜、靈活運用多種探測手段。

探測工作分為實地調(diào)查和儀器探測兩部分，兩部分可分開進(jìn)行也可同時進(jìn)行。管線調(diào)查即對所露出的地下管線及其附屬設(shè)施進(jìn)行調(diào)查、記錄和量測，查清每條管線的走向和基本屬性；儀器探測是對地下隱蔽管線用探測儀確定管線特征點在地面上的投影和埋設(shè)深度，具體方法為：

（1）廣播感應(yīng)法 適用于埋深較淺，且管道不太復(fù)雜的區(qū)域；

（2）直接連接法 適用于埋深較深，且管道較為復(fù)雜的區(qū)域；

（3）夾鉗感應(yīng)法 適用于有露頭的地下次管線；

（4）綜合探測法 適用于管線復(fù)雜、相互干擾嚴(yán)重、信號不穩(wěn)定的區(qū)域。

3．2．1．1 埋深、管徑和規(guī)格的量測

本工程的埋深對于壓力管道（給水和煤氣）指的是地面管線標(biāo)志點至地下管線管頂?shù)木嚯x，以米為單位，量測至厘米；對于自流管道（排水）指的是管線地面標(biāo)志點至管內(nèi)底的距離，量測方法同上。

直埋電纜指的是地面管線點至管線頂部的距離；管溝管線的埋深指的是地面至管溝內(nèi)底深，管塊管線指的是地面管線點至其管塊頂部的距離；明顯管線點的埋深直接量��；隱蔽管線點使用探測儀采取三角法探測；圓形斷面的管道量取其內(nèi)徑。注記為DMXXXX。以毫米為單位；矩形斷面的管道量測其內(nèi)部寬和高，注記為# # # # （m m） X # # # # ( mm ) ;上水、煤氣、電力和通訊管線當(dāng)特征點間距較遠(yuǎn)時，中間應(yīng)加測直線點。

3.2.1.2 下管線點的標(biāo)定

各類地下管線點均在外業(yè)調(diào)查表、工作手圖及實地進(jìn)行工作編號。工作點號的編號方法為：分組碼+類型碼+順序號。

分組碼用于區(qū)分不同作業(yè)組，采用大寫英文字母。類型碼采用大寫英文字母。S代表上水；X代表排水；M代表煤氣；D代表電力；T代表電訊和路燈。順序號采用阿拉伯?dāng)?shù)字順序編號。

管線點均設(shè)置地面標(biāo)志，在水泥或瀝青面上用紅油漆標(biāo)定；軟土地面以鐵釘或木樁等標(biāo)定；不易尋找地區(qū)要在實地進(jìn)行栓點。對于明顯管線點，其點位標(biāo)定在附屬物的幾何中心上；隱蔽管線點標(biāo)定在探測儀探測的位置上，在點位附近寫上工作點號，寫在電線桿和墻上的點號要字跡工整、清楚，且不影響市容。

3．2．1．3 外業(yè)手圖的編繪

外業(yè)探測的各類管線點要及時標(biāo)注在手圖上，在圖上進(jìn)行外業(yè)連線，并注明點號。所有管線用實線連接，不同管線有用不同顏色區(qū)分，并在管線上方標(biāo)明管徑和名稱，如；上水為SФ200；排水為XФ300。

3．2．2 管線點測量

管線探查工作結(jié)束后，使用全丫儀+電子手簿（SHARP PCE500）進(jìn)行管線探測點的點位測量工作，并記錄測量點號和管線點的工作編號，觀測值的記錄由程序自動完成。外業(yè)調(diào)查表、工作手圖、測點記錄必須與實地標(biāo)注點號一致。

3．2．3敬數(shù)據(jù)和圖形處理

管線野外探測工作完成后，按照不同管線類型進(jìn)行分類資料整理和綜合管線圖的編制，具體過程為：

檢查外業(yè)記錄手簿及草圖的正確性、完整型和走向的合理性，計算管線點的三維坐標(biāo)，生成坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件（TXT格式，包括各管線點的工作編號、X、Y和H）；

將管線點坐標(biāo)數(shù)據(jù)通過程序轉(zhuǎn)換為DGN格式的圖形，用硫酸紙分類繪制工作編號圖，工作編號圖上標(biāo)定管線點的點位和工作編號，用于內(nèi)業(yè)整理工作；

根據(jù)野外探測記錄、工作手圖以及已有的管線資料，在工作編號圖上逐條逐段用彩色筆進(jìn)行連線，并進(jìn)行永久點號和線號的編號工作，永久點號為6位數(shù)字碼，其編號方法為：類型碼+線號+點號。

類型碼用大寫英文字母表示，線號用3位數(shù)字表示，點號用2位數(shù)字表示。管線的分段按管網(wǎng)信息系統(tǒng)的要求進(jìn)行，同屬性的管線分為一段。在工作編號圖上將每條管線的永久點號、管徑、附屬物以及流向標(biāo)繪在圖上。

管線連圖整理工作完成后，即可進(jìn)行計算機(jī)管線編圖和管線數(shù)據(jù)表格填寫工作。在MicroStation95上通過專門開發(fā)的管線編輯模塊，按工作編號圖進(jìn)行管線圖的編繪，管線圖的成圖要求按《城市地下管線探測技術(shù)規(guī)程》（CJJ61-94）執(zhí)行，管線圖編圖完成后，與地形圖進(jìn)行套合，數(shù)字綜合管線圖，圖形格式為DGN格式。

根據(jù)工作編號圖、野外探測記錄以及掌握的管線資料，按條分類填寫《管線數(shù)據(jù)成果表》，成果表的格式按信息系統(tǒng)的管網(wǎng)數(shù)據(jù)交換格式制定。在FOXPRO上通過專門開發(fā)的軟件完成管線表格數(shù)據(jù)的錄入工作，表格中的坐標(biāo)及高程項，根據(jù)工作編號由程序從管線點坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件中自動填寫。

通過HP650CPLUS完成1：500綜合管線圖的繪圖輸出，圖形文件以DGN格式存儲在數(shù)據(jù)光盤上：管線成果表由激光打印機(jī)用A4復(fù)印紙打印，表格數(shù)據(jù)文件以DBF格式存儲在光盤上；由程序自動生成TXT格式的管網(wǎng)數(shù)據(jù)交換文件，管網(wǎng)管理信息系統(tǒng)所使用。

4 質(zhì) 量 檢 查 與 審 核

管線探測的質(zhì)量檢查工作的主要環(huán)節(jié)為：

野外探測前，檢查探測儀器的工作狀況是否正常：野外記錄檢查，保證調(diào)查數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，外業(yè)手圖繪制清楚，工作點號標(biāo)定清楚。

管線圖內(nèi)業(yè)編繪完成后進(jìn)行工作，檢查連線、走向和編號正確性，錯誤點進(jìn)行外業(yè)補測。

綜合管線圖編繪完成后，用繪檢查圖，交審核人員檢查，包括野外巡查和圖面檢查。

管線成果表填寫和計算機(jī)錄入完后，由專人進(jìn)行檢查并簽字。表中坐標(biāo)數(shù)據(jù)的檢查方法為：將成果中的坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行圖形回放，與管線圖進(jìn)行套合檢查，對錯點進(jìn)行修正。

重復(fù)設(shè)站檢查管線點測量精度。

重復(fù)探測檢查管線點探測誤差。

選擇具有代表性的隱蔽管線點進(jìn)行開挖驗證，檢查管線探測的準(zhǔn)確性，此項工作由甲方組織實施。

作業(yè)過程中牽涉到大量的數(shù)據(jù)文件，為保證各種數(shù)據(jù)（中間數(shù)據(jù)和成果數(shù)據(jù)）的有序管理，特制定作業(yè)中的《數(shù)據(jù)管理規(guī)定》。

5 結(jié) 束 語

地下管線控測是信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的主要方法，本文所講座的方法為生產(chǎn)實在的總結(jié)，力求找到一種面向GIS應(yīng)用的、實用高效的地下次管線信息采集。