地下管线数据质量检查方法的研究与实现

辛全波 毕金强 尚东方 王瑞玺

【摘要】 质量检查是管线信息系统建设的重要环节，管线数据因其特有的数据特征和应用特点，质检的规则也极其复杂。本文在分析管线数据的基础上，对数据质检规则进行归纳总结，并从通用性、可定制、可扩展的原则出发分析质检规则实现方法，采用模板自动匹配和插件式开发方法完成管线质检平台的开发。

【关键词】 地下管线 数据质检 插件式

一、前言

地下管线是城市基础设施的重要组成部分，是城市安全高效运行的“生命线”。建立功能完善的地下管线信息管理系统作为一项基础工作，在城市规划、设计、施工和管理中发挥的作用越来越被重视。数据作为地下管线信息系统的核心，其数据质量的优劣，直接关系到管线的分析应用。所以，充分了解管线数据的特征，分析管线质量要求，采取科学、有效的手段和措施，对入库的数据成果进行质量检查变得至关重要。

管线数据因其自身的数据特征和应用特点，与一般测绘数据相比，数据质量有更严格的要求，对于数据存在问题需要更细致的检查；因其获取来源、采集方式、参照标准不同，在数据的完整性、准确性等方面存在很大差异，对于数据的检查需要灵活适用多种应用场景。本文在分析管线入库数据的基础上，对数据质量的内容和方法进行深入分析，归纳总结管线数据质检规则，基于ArcGIS和.NET平台，应用插件化开发方法，设计开发管线数据质量检查系统。

二、管线数据特点

地下管线数据分为普查和修测数据，有物探、测量、竣工图等多种来源，按照类型可分为电力、给水、排水、燃气、热力、通信、工业等，提交的成果数据有二维表、文本、SHP、CAD等多种数据格式。

管线数据一般分为管点和管线数据组成，管点和管线除了具有相应的属性信息之外，还具有严格的空间拓扑关系，且不同类型的数据有不同的数据要求。

这些特征要求对管线的质检规则不是一成不变的，它会因数据类型、地方标准、适用场景的不同而发生变化。

三、数据质检内容

3.1属性检查

我国针对地下管线行业制定了相应的行业标准规范用于指导地下管线管理工作。地方参照国家规范，结合自身实际，制定了各自的地下管线管理标准规范，这导致管线数据在数据格式、数据分类、属性字段、数据精度等方面存在很大差异。针对这种情况，本文定义了灵活可配的规则对数据完整性、一致性、准确性进行检查。

3.2空间关系

管线数据由管点和管线组成，管点数据一般由物探点号唯一标识，管线数据由起始管点和终止管点连接而成，且具有方向性。管点可连接多条管线，如三通、四通、三分支、四分支等。这种拓扑关系对管线分析统计非常关键。

3.3特殊检查

针对管线数据特有的应用需求进行检查：借助管段两端点的管底高程差来检查排水流向是否正确；根据标准规范对超长管段进行检查；计算水平净距和垂直净距来检查管线的布设是否符合标准规范的要求。

基于以上分析，本文对管线质量检查规则进行了归纳抽象，基于.NET和ArcGIS平台进行开发，运用软件设计方法进行封装，形成插件式、可配置的组件库，灵活适用于不同场景。

具体流程如下

3.4数据检查规则

通过对检查规则进行归纳梳理，分析出的数据质检规则如下：

3.4.1数据完整性

对提交的数据成果进行文件命名、格式、表结构、属性结构进行检查。

3.4.2属性值域检查

非空字段检查、数值范围检查、非法字符检查、字段长度检查、书写格式检查等。

3.4.3类型编码检查

针对某些字段取值是特定的，如管线材质要满足材质代码表、附属物只能填预留口、非普查区、消防栓等信息，特征只能填直通、弯头、三通、四通等信息。

3.4.4空间位置检查

坐标范围是否符合要求、XY坐标与管点实际位置是否一致、所在图幅与实际位置是否匹配等。

3.4.5拓扑关系检查

是否存在重复管点管线、是否存在孤立点、管点和管线关联是否正确、连接管段数检查、管线断点检查。

3.4.6逻辑检查

流向检查、管线长度检查、属性一致检查、高程埋深检查、电缆条数检查等。

3.4.7净距检查

管线是否发生碰撞、管线间距是否符合标准规范的要求。

四、设计实现

4.1模板自动匹配

针对管线数据的特点，基于以上质检规则的分析，本文采用模板自动匹配方法，以不同类型、不同时期、不同机构的标准规范为准则，制作相应的模板，并给模板不同的细节解释，提供不同的检查参数，达到在不同质检系统应用的目的，最终确保系统的通用性。模板内容包括命名规范、数据格式、存在表结构、属性字段、字段类型和值域范围、关键字段配置。

4.2插件式开发

管线质检规则繁多且会发生变化，为了实现更灵活的应用，本文基于组件设计思想，对上述规则实现进行封装，提供规则参数的修改。同时，以SQL语句的形式为用户提供自定义接口，用户可根据实际需求自定义质检规则。对于特殊的质检规则，如净距检查涉及空间分析，且不同地区标准在检查内容、检查参数存在差别，本文将管线净距标准抽象封装成多个二维关系表，以插件的形式嵌入到质检系统中。通过以上方法，更好地保证了质检规则的可定制、可扩展。

五、结语

本文从分析管线数据和质检规则入手，针对特有的管线数据特征和应用特点，采用模板自定匹配和插件化开发方法，开发管线质检平台。该方法已在实际工作进行了应用，提高了管线数据质检的效率。

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