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城市地下管线普查与信息化管理王勇博士教授级高工目录第1章城市地下管线的基本概念第2章地下管线信息管理的定位和模式第3章地下管线普查技术设计第4章地下管线普查的前期准备第5章地下管线数据采集第6章地下管线探测工程监理第7章地下管线数据建库第8章地下管线信息管理系统第9章项目的组织实施与管理第10章城市地下管线的综合管理第11章地下管线动态管理第12章管线竣工测量的内容和方法第13章案例分析第1章城市地下管线的基本概念1.1地下管线1.2地下管线信息1.3地下管线信息系统1.4地下管线信息化建设的主要任务1.5地下管线信息化建设的意义和作用1.6国内外研究现状及进展1.1地下管线城市基础设施输送能量传输物质传递信息城市基础设施输送能量传输物质传递信息城市基础设施输送能量传输物质传递信息城市基础设施输送能量传输物质传递信息城市基础设施物质基础生命线输送能量传输物质传递信息城市基础设施输送能量传输物质传递信息城市基础设施输送能量传输物质传递信息城市基础设施1.1地下管线普查城市地下管线的目的是：规划、建设和管理的需要抗震、防灾和避免管线事故的需要城市生产、生活的需要城市发展的需要。1.1地下管线1.1.1地下管线定义在城市规划区范围内，埋设在城市规划道路下的管道、缆线和综合管沟。管道：给水、排水、燃气、热力、工业缆线：电力、电信、广电、路灯、交管综合管沟：管沟、管廊、共同沟1.1地下管线1.1.1地下管线定义按性质来分，可分为八大类：给水、排水、燃气、热力、电信、电力、工业和综合管沟（廊）八大类管线。每一大类管线还可根据差异分为不同的小类。包括管线、管线点、窨井和附属设施。1.1地下管线1.1.2地下管线特点地下管线特征：1、隐蔽性2、复杂性3、系统性4、动态性1.1地下管线1.1.3地下管线分类地下管线的分类有两种方法：一种是按对象分为：给水、排水、燃气、工业、路灯、电力、电信等；另一种是按服务范围分为：市政公用管线、小区管线、施工场地管线和专业管线。1.1地下管线1.1.4地下管线图综合管线图专业管线图纵横断面图局部放大图1.1地下管线1.1.4地下管线图综合管线图：描述的是管线综合性的信息，表现的是各类管线之间的关系。用于各类管线的综合管理，为政府职能部门进行城市管理提供综合地下管线信息，如城市规划、建设和管理等部门以及管线权属单位。1.1地下管线1.1.4地下管线图专业管线图：注重描述专业管线的详细信息，表示内容更丰富。主要用于专业管线的设计、施工和管理。局部放大示意图：对局部范围的管线放大。主要用于研究对象信息不能详尽地表达出来的区域。1.1地下管线1.1.4地下管线图纵断面图：描述管线纵向方向上的相互关系用于某条管线在纵向方向上埋设情况的研究、分析和控制。横断面图：描述管线横向方向上管线间的相互关系用于考查、分析，控制各类管线在管线垂直方向上的某一横断面上的布设情况。1.2地下管线信息1.2.1地下管线信息定义地下管线信息：前提：城市规划区范围内，埋设在城市主干路、次干路、支路、社区道路以及城市广场等区域的地下管线。信息内容：管线的走向、空间位置、基本属性及其附属物等信息。简言之：空间信息属性信息。1.2地下管线信息1.2.1地下管线信息定义空间信息：包括地下管线点的平面坐标和高程坐标通过每个管线点的坐标可以精确的描述地下管线的空间位置。属性信息：包括管线材质、尺寸、特性、建设情况和使用现状等。1.2地下管线信息1.2.2地下管线信息的特点1、统一性2、精确性3、完整性4、基础性1.2地下管线信息1.2.3地下管线信息化技术平台：管线探测技术、数字测绘技术、计算机技术、网络技术、GIS技术、数据存储技术和通讯技术的支撑下；建立：城市地下管线信息共享数据库和共享平台；实现：城市各种与地下管线相关的业务应用系统提供数据共享服务。1.3地下管线信息系统1.3.1地下管线信息系统定义定义：将城市各类地下管线的空间数据及描述管线特征的属性，在计算机软件和硬件支持下，以一定的格式输入、存储、检索、显示和综合分析应用的技术系统。管线信息系统＝综合信息系统＋专业信息系统区别：服务对象不同、服务对象的需求不同。1.3地下管线信息系统1.3.2地下管线信息系统的特点地下管线信息系统是专门研究地下管线的地理信息系统，它应具备如下基本特点：1、空间定位2、标准化和数字化3、多维结构1.3地下管线信息系统1.3.3地下管线信息系统的功能1、数据输入与编辑系统基本功能2、数据存储与管理3、数据处理与变换4、数据分析与统计5、数据查询与检索6、数据显示与输出7、数据更新系统基本功能1.4地下管线信息化建设的主要任务管线信息化的任务：1、采集城市地下管线信息2、建立管线数据库和管线信息管理系统3、建立信息共享网络平台4、建立管理法规体系和技术体系5、建立管线动态更新体系管线探测地形测绘数据建库信息系统共享平台法规体系技术体系动态管理1.4地下管线信息化建设的主要任务1.4.1地下管线信息采集信息采集＝（空间信息＋属性信息）采集空间信息采集物探方法＋测量方法属性信息采集调查方法1.4.2综合地下管线数据库建设工作一：将普查采集的管线信息，建立现状的、综合的地下管线数据库；工作二：对新建、改建和扩建的地下管线进行竣工测量，整合入库，实现管线信息动态更新。1.4地下管线信息化建设的主要任务1.4.3地下管线信息管理系统建设系统建设＝综合管线信息管理系统＋专业管线应用系统以GIS技术为核心以数据库管理系统技术为基础具有：（空间决策支持＋专家系统综合分析能力＋通用性强＋实用完善）的管线信息管理系统。1.4.4基础网络建设建立市域性地下管线信息互联互通、资源共享的基础信息服务网络平台。1.4地下管线信息化建设的主要任务1.4.5法规标准体系和技术体系建设目的：地下管线信息共享应用是系统建设的目的前提：标准是地下管线信息共享的前提保证：法律法规是地下管线信息共享的保证主要任务：一是：建立和完善有关地下管线竣工测量和信息共享的法律法规体系；二是：建立和完善元数据、信息交换和互操作协议等地下管线信息共享的技术标准；三是：提供地下管线信息服务。1.4地下管线信息化建设的主要任务1.4.6数据动态更新管理体系建设动态更新管理体系：是保持综合地下管线数据库现势性的保障，而要有效实地施对地下管线数据的动态更新，必须具备。五个必要条件：基础：统一的网络平台核心：现状地下管线数据库重点：支撑协同作业的管理信息应用系统保障：安全措施与资金支持支持环境：法律法规、规范标准、组织体系和人才体系等1.4地下管线信息化建设的主要任务数据动态更新管理体系建设的主要任务：一是：制定系统的、完整的、协同的解决地下管线信息安全的基本原则、管理和技术方案；二是：出台地下管线数据库建设的政策；三是：明确各管线运行管理、竣工测量、数据入库与系统维护、档案管理以及政府有关监管等机构的职责。1.5地下管线信息化建设的意义和作用物质基础：地下管线是城市赖以生存和发展的物质基础城市根基：是城市安全与繁荣的根基工作基础：是城市管理和决策的工作基础息息相关：地下管线与城市人民生活息息相关城市地下管线信息化建设具有重要的意义！1.5地下管线信息化建设的意义和作用意义和作用：1、信息共享应用的需要6、降低地下管线数据管理维护成本2、城市规划、建设和管理的需要3、地下管线管理和运行维护的需要4、减少管线事故、提高城市生活质量5、实现管线信息化管理和提高工作效率1.6国内外研究现状及进展1.6.1国内外研究现状国外在GIS研究及管线方面应用起步比较早，并积累了较丰富的经验。发达国家的管理部门也都相继建立了信息系统。目前我国已建立具有一定规模的城市信息系统的城市有：厦门、宁波、沈阳、太原、长沙、成都、乌鲁木齐、广州、济南、深圳、北京、天津、上海、石家庄、青岛、武汉等。在这些已建成的GIS中都含有地下管线管理、检索和分析的功能。1.6国内外研究现状及进展1.6.1国内外研究现状智慧管网:目前我国部分城市（如：济南、东营），依托物联网、传感器等先进技术，对城市管网关键区域、关键场站及管线附属设施的智能化改造，全面监测管网运行过程中的各个指标,推进城市地下管线运行管理向智能化提升。1.6国内外研究现状及进展1.6.2城市综合地下管线信息化发展过程大致可划分为四个阶段：第一阶段：以工作站的ARC/INFO、GENAMAP为基础支撑软件。以竣工测量表格化结果为主要数据源，结合数字化地图，构建地下管线查询与输出系统。第二阶段：利用AutoCAD辅助制图技术，数字化已有地下管线图及开发管线图形子系统和利用数据库管理系统。1.6国内外研究现状及进展1.6.2城市综合地下管线信息化发展过程第三阶段：以全面普查与已普查区竣工测量相结合的方式建立地下管线普查与竣工测量数据库，现状管线数据库与规划审批库相结合基础上，建立管线信息系统并建立了切实可行的地下管线数据动态更新机制。第四阶段：依托物联网、传感器等先进技术，对城市管线附属设施的智能化改造，全面监测管网运行过程中的各个指标（压力、流量、温度等）。建设地上、地面、地下一体化智能管网运营监控体系，实现管线运营过程中异常情况自动报警以及突发渗漏的自动关阀，同时构建地下管网物联网大数据中心，为城市公共安全管理提供基础保障,推进城市地下管线运行管理向智能化提升。1.6国内外研究现状及进展1.6.3城市综合地下管线系统发展趋势关注问题：1、面向对象的应用2、与互联网、物联网的有机结合3、与日常办公更紧密结合4、向综合的集成系统发展5、向智能化提升1.6国内外研究现状及进展研究热点：1、GIS与RS、GPS、DPS（数据处理系统）的结合2、图形数据、属性数据的无缝拼接与数据库管理系统（ODBMS）3、GIS从二维向多维可视化动态方向发展4、分布式技术、互联网、物联网与地理信息系统的结合5、组件式软件开发第2章地下管线信息管理的定位和模式2.1地下管线信息管理目标2.2地下管线信息管理程序2.3地下管线信息管理模式2.1地下管线信息管理目标基本原则：结合城市实际情况＋高起点+高标准+前瞻性总体目标:建立综合管线信息系统、专业管线信息系统；建成分级、分布式的管线数据库；建立管线数据管理服务中心，建立数据交换服务平台；建立具有空间化、数字化、网络化、智能化和可视化的技术系统；建立切实可行的信息更新机制，实现管线信息的动态管理。2.2地下管线信息管理程序1、完成地下管线数据采集建库，实现地下管线信息化管理内涵：普查城市地下管线，建立地下管线数据库，建立地下管线信息管理系统，建立地下管线信息交流和共享机制。目的：为城市建设提供地下管线现状资料的管理、检索、查询和输出。2.2地下管线信息管理程序2、建立严格的信息更新和档案归档制度，实现地下管线动态管理内涵：建立起有法规约束的地下管线数据更新机制目的：及时采集新建的地下管线数据并更新管线数据库。3、实现地下管线信息多元化的应用内涵：在保证信息安全的前提下，最大限度开放和应用管线信息数据。目的：充分发挥管线普查成果的效益2.3地下管线信息管理模式建立：地下管线综合管理服务中心目的：实现管线集中统一管理和信息共享。职责：1、管线数据的收集、整理、标准化、入库，2、动态更新数据的监理入库，3、数据库的日常管理和维护，4、管线数据的交流和共享，5、综合管线信息管理系统的运行和维护。数据采集、数据更新数据共享地下管线综合管理服务中心数据收集整理、管线图编绘、成果表编制、统一数据格式、数据查错、数据入库、数据交换共享、综合查询、事故分析、服务应用、辅助决策。公共数据交换平台数字城市普通用户市政管理系统政府机关规划管理系统自来水公司燃气公司电信公司电力公司各专业管线单位……各专业管线信息管理系统自来水管线信息管理系统燃气管线信息管理系统电信管线信息管理系统……电力管线信息管理系统数据共享辅助决策数据共享数据共享查询图一地下管线管理服务架构图第3章地下管线普查技术设计3.1技术路线3.2技术方法3.2