试论城市地下管线测量技术设计

　　摘要：本文作者主要介绍了一整套的地面建筑、道路、地下管线规划竣工跟踪测量内外业一体化技术要求和作业方法；
　　关键词：测量；管线探测；管线数据
　　一、导线及图根导线控制测量
　　1、选埋点、编写点之记
　　随着全站仪在城市测量中的广泛使用，城市控制网采用导线布设比较方便易行。一般Ⅰ、Ⅱ级导线沿新建市政道路及小区道路布设，固定点位标志应埋设在易于查找使用处。图根导线控制测量可采用临时标志。导线点可不做点之记，但在资料中应写明点位的大致位置。
　　2、技术要求
　　导线起始点应为高等级控制点，若测区周围无高等级控制点，也可采用GPS进行起算点联测。导线高程测量应按四等水准测量技术要求实施，各导线点均应是水准线路的转点，不得使用间视观测，水准线路应起闭于三等水准点上。
　　Ⅰ级导线闭合环或附合导线长度应小3.6KM，平均边长300M，测角中误差±5″，全长相对闭合差1/14000。
　　II级导线闭合环或附合导线长度应小2.4KM，平均边长200M，测角中误差±8″，全长相对闭合差1/10000。
　　图根控制测量在Ⅰ、II级导线平高控制下加密的。图根点加密一般不超过两次附合，在个别困难地区，图根导线可附合三次。图根导线测量可以与测图同时进行。图根点的密度可根据地形条件以满足测量需要并结合具体情况而定。图根高程可利用电子平板三角高程测量。测区周围无高等级控制点，采用GPS进行起算点联测时，观测组应严格按调度表规定的时间同步观测同一组卫星。测量手簿应在现场逐行、逐栏认真记录各项数据，不得事后补记或追记。接收机内存数据文件在卸到外存介质上时不得进行任何剔除或删改，不得对数据进行任何的重新加工组合操作。野外数据处理采用单基线处理模式，解求当天时段所有同步基线，对于采用同一种数学模型的基线解，其同步时段中任一三边同步环的坐标分量相对闭合差，应符合现行行业标准《全球定位系统城市测量技术规程》CJJ73的规定。
　　3、导线测量
　　导线测量采用2〃全站仪观测，测回数2测回，距离应往返测量，可采用电子手簿记录，或手工记录再转到EPSW，进行导线平差计算。
　　二、地面建筑物、道路数字化竣工测量
　　1、新建道路带状图数字化修测
　　利用已有1:500数字化地形图,采用EPSW电子平板进行野外全数字化带状修测。
　　外业数据采集要求包括地形、地物、地貌。所有地物点、地形点均需实测坐标。外业数据采集的原始观测数据需备查。地形图上高程注记点应分布均匀。地形图上的线划，符号和注记一般应在现场完成。地形图应表示测量控制点、居民地和垣栅、工矿建（构）筑物及其他设施、交通及附属设施、水系附属设施、境界、地貌和土质、植被等各项地物、地貌要素，以及地理名称注记等。并着重显示与城市规划，建设有关的各项要素。
　　地物、地貌的各项要素的表示方法和取舍原则，应按现行国家标准《1:5001:10001:2000地形图图式》GB/T7929-1995执行。
　　2、地面新建建筑物（小区）数字规划竣工测量
　　2.1、资料搜集
　　2.2、测绘１：500竣工地形图
　　2.3、建筑高度、间距、退让、层数、单体尺寸等数据采集与计算。
　　2.4、绘制外业采集数据草图
　　2.5、编写《建设工程规划竣工测量报告》
　　3、建筑竣工测量内业工作
　　3.1、以标准格式对《建设工程规划竣工测量报告》进行编辑打印。
　　3.2、编绘建筑高度、层数、间距、退让以及单体尺寸实测数据图。
　　3.3、编制建筑规划总平面图、1：500数字竣工地形图。
　　三、地下管线探测、数字测量
　　1、地下管线探测
　　地下管线探测的任务是把要求探测的管线内容全面的从地下投映到地面上，再依要求进行测绘。主要内容包括管线走向及连接关系，管线的平面位置(中心线)，管线的埋深(压力管为管外顶至地表面的距离，无压管为管内底到地表面的距离)。
　　探测类管线主要包括给水、煤气、温泉（热力）等金属类压力管道以及直埋电缆等。探测内容包括：管的起终点、分支点、转弯点、变坡点、变径点、附属设施中心点。
　　在作业前要收集包括单一管线设计图、管线综合设计图及地形图等资料。并对实地进行调查。对明显管线上露出的管线及附属设施作详尽调查、记录和量测，请施工人员参加查清每一条管线的情况。
　　2、地下管线调查
　　地下管线调查的任务是对调查类管线的走向、连接关系、管线的平面位置(中心线)、管线的埋深、管线的材质、管线的断面尺寸等进行调查。
　　调查类管线主要包括电力电缆沟、雨污水、电信电缆等。调查内容包括：
　　（1）电力电缆沟：起终点、分支点、转弯点、变高点、变宽点、埋设方式变化点。电力沟要查明各点沟断面（宽×高）尺寸，直埋或套管埋要进行探测、查明埋深、根数、排列方式。
　　（2）雨、污水：全部检修井开盖调查、查明各管联接关系，管径，管材质，井内管底到井面高差；管内水流方向以及雨水最终出口位置、标高。
　　（3）电信电缆：全部人、手孔开盖调查，查明各孔间的联接关系，管块宽×高，联接孔数，排列情况，使用状况，注明各方向规格。量取管块（孔）最顶处到井面高差以及出地上杆电缆位置。
　　作业前同样要收集单一管线设计资料、管线综合设计资料及地形图等。
　　3、地下管线的测绘
　　3.1、测绘工作内容
　　测量探测、调查的地下管线点三维坐标，并按规定作外业数据处理。测绘工作的主要任务是保证测量的精度和数据的准确，保证数据的完整。
　　3.2、工作方法及技术要求：
　　3.2.1、采用全站仪配合EPSW一体化外业测量，测量数据在外业计算机进行预处理和编辑，然后绘制管线草图。
　　3.2.2、各项技术指标及工作方法按《城市测量规范》执行。
　　3.2.3、控制测量：
　　采用先期测设的Ⅰ、II级导线及图根导线测量。其他技术要求按《城市测量规范》执行。
　　3.2.4、管线点测量
　　管线点主要采用解析法测量，测量管线点的解析坐标中误差（指测点相对于邻近解析控制点）≤±５cm，地面高程中误差（指测点相对于邻近高程控制点）≤±2cm。
　　管线点解析测量采用全站仪数字化一体成图，水平角观测半测回，垂直角观测半测回，作业前应对仪器水平角2c和垂直角指标差i进行检测，保证2c≤30"，i≤15"，边长测二次读数，边长测量一般不宜大于150m。
　　其他测量方法及技术要求按《城市测量规范》执行。
　　3.2.5、对外业测量有疑问的点，应做好记录，及时查对，探测和内业资料处理人员发现测量错误应及时通知测量人员进行补测工作。
　　4、内业资料整理
　　外业资料必须完整，符合要求。内业应建立原始资料档案，原始资料及时整理完毕后，进行图形处理。
　　外业原始资料包括：
　　（1）探测外业工作手图
　　（2）调查外业工作手图
　　（3）EPSW外业，FLD文件盘
　　四、管线数据组织方式
　　地下管线的数据组织和结构设计必须和管线外业探测数据相结合。管线的外业探测是以管线点为单位进行的；在内业数据处理中，需要处理管线的点、线和管线注记等空间数据以及管点和管线的属性数据。在进行地下管线的数据组织时，首先要对其进行编码，并遵循一定的规则。
　　五、地下管线数据库结构设计
　　管线按照其专业可分为若干类；按照空间属性又可分为点、线两大部分。在管点和管线的属性信息中，各专业管线既有其共同点，也有其不同点。
　　根据管点的不同属性将管点数据库分为不同结构的二类表：
　　电缆类点库：包括电力、电信、路灯、军用类管点；
　　非电缆类点库：包括给水、雨水、污水、中压煤气、低压煤气、温泉、石油类管点。
　　同样根据管线的不同属性将管线数据库分为不同结构的三类表：
　　电缆类线库：包括电力、电信、路灯、军用类管点；
　　非电缆类压力线库：包括给水、中压煤气、低压煤气、温泉、石油类管线；
　　非电缆类无压线库：包括雨水、污水类管线。
　　六、地下管线数据建库与更新机制
　　1、数据处理中软件平台的选择
　　地下综合管线信息系统采用美国Mapinfo公司的MapinfoProfessional作为GIS图形平台，由于Mapinfo软件具有易学易用、功能强大等优点，是当今流行的GIS软件平台之一；然后可辅助其配套的开发工具Mapbasic来进行二次开发，构造地下管线信息系统。因此，所有的管线数据最后都是以Mapinfo的数据格式来存放。
　　2、地下管线数据处理的流程
　　地下管线最原始的数据来自外业探测，因此，地下管线的数据处理是从外业探测数据开始的。再加上管线点、线之间具有严格的对应和连接关系的特点，地下管线的数据处理与其他信息系统的数据处理相比，有着不同的方式和严格的流程。
　　3、管线点、线属性数据处理
　　管线属性数据库的处理包括三个步骤：管线成果表的生成、管线点线库的创建、管线点线库的维护与检验。这三个步骤环环相扣，密不可分。
　　4、管线空间数据的生成与处理
　　4.1、管线图形文件的生成
　　在管线属性数据库处理并检验完毕后，就可以根据管点的坐标以及管点的前后逻辑连接关系来生成Mapinfo格式的图形数据。为此，要设计一个Mapinfo管线图形自动生成程序，用以将Foxpro中的DBF数据导入Mapinfo中，并生成正确的管线图。
　　4.2、管线图形文件的按图幅切割
　　在外业管线探测中，往往是以道路为单位进行的。因此在上一步中所生成的管线图，也往往是一整条道路的管线图，若以1：500的图幅为单位，这些管线图会跨越很多个图幅。而最终的数据产品是以图幅为单位进行存放的。因此需要对它们进行按图幅切割的处理。
　　4.3、管线注记的内业处理
　　在管线成图的过程中，生成的管点注记是按照道路的自然顺序进行编排的，假设某一条给水管线上有30个管点，跨越2个图幅，其图面编码为G1、G2、G3、……、G29、G30。在进行图幅切割处理后，这种顺序仍然保持不变。然而根据用户需求，在内业中需要按照图幅重新进行图面编码。
　　5、管线数据库的更新和维护
　　随着城市规模的不断扩大以及改建，地下管线也处于不停的变化之中。因此，城市地下管线数据库也必须不断的更新，以便能实时地反映地下管线的现状。
　　在管线数据库的更新中，主要有两种情况：一种是旧管线数据的修改；一种是旧管线数据与新管线数据的合并。
　　七、管线数据建库中的技术处理
　　管线属性数据库的处理是管线内外业一体化的中间环节，数据的完整性和准确性决定着管线数据入库的成败。
　　结语
　　本文详细介绍的城市地下管线的一整套的技术要求和技术方案，以及地下管线数据的入库的解决方案，是本人目前所正在从事的工作。通过按本设计实施的规划竣工测量工作取得很好的成果。不但能够为城市规划部门提供详细、准确、及时的已建、新建建筑、道路、管线的空间信息，还能够为及时发现违章建设，严格执行城市规划，合理的进行城市建设提供一种很好的支持。同时管线数据库的建立与数据更新不但方便规划部门查询使用，同时又为数字城市的建设作好了地下层、地面层的数据积累。对于城市的规划发展以及数字城市建设具有一定的作用。