連官河

（內(nèi)蒙古自治區(qū)水利水電勘測設(shè)計院，010020，呼和浩特）

黃河河道測繪數(shù)據(jù)的管理與應(yīng)用探討

連官河

（內(nèi)蒙古自治區(qū)水利水電勘測設(shè)計院，010020，呼和浩特）

數(shù)據(jù)庫；Excel；CASS制圖軟件；測繪成果目錄索引；測繪成果數(shù)據(jù)

黃河流經(jīng)內(nèi)蒙古河段800多km，其中2/3河段流經(jīng)河套平原及土默川平原。沿河兩岸分布有包頭、烏海和巴彥淖爾等重要的工業(yè)城市。這一地區(qū)人口密集、工業(yè)及經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，是內(nèi)蒙古自治區(qū)的主要糧食生產(chǎn)基地。河段防洪任務(wù)十分繁重，特別是每到冬春季的凌汛期，防洪壓力倍增。1998年發(fā)生大洪水之后，國家投入大量資金進(jìn)行河道治理，目前已建成具有一定標(biāo)準(zhǔn)的防洪體系，同時積累了大量的測繪數(shù)據(jù)資料，不僅成為工程治理設(shè)計的基礎(chǔ)資料，也成為研究黃河河道發(fā)展演變規(guī)律的重要基礎(chǔ)資料。隨著規(guī)劃設(shè)計的進(jìn)一步需要，未來還將進(jìn)行新的測繪作業(yè)，測繪數(shù)據(jù)成果將繼續(xù)增加。因此，建立一個有效的管理系統(tǒng)，對河段測繪成果資料進(jìn)行科學(xué)合理的組織存儲及查詢利用，是一項亟待解決的問題。

工程測繪數(shù)據(jù)一般僅為某一具體工程項目設(shè)計提供基礎(chǔ)資料，比如黃河干流治理項目，測繪資料應(yīng)用范圍明確具體，且資料累積又是一個持續(xù)不斷的過程。如果采用GIS來管理工程測繪數(shù)據(jù)，軟件相對專業(yè)且通用性不強(qiáng)，應(yīng)用不便。因此，探討一種可常用的常規(guī)處理軟件，建立一個簡易而方便的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，是實現(xiàn)工程測繪數(shù)據(jù)管理應(yīng)用普及的好方法。

一、利用常用軟件建立測繪項目數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)處理功能兩部分。首先，按照測繪成果類型及使用的方便程度，將測繪數(shù)據(jù)進(jìn)行合理組織并存儲到計算機(jī)硬盤中，建立數(shù)據(jù)庫。這一過程是利用計算機(jī)資源管理器的結(jié)構(gòu)，在硬盤根目錄下，依據(jù)測繪成果的類型及應(yīng)用結(jié)構(gòu)來組織數(shù)據(jù)存儲，方法簡易且有效。Excel是常用應(yīng)用程序，可用其表格來存儲測繪成果的目錄及屬性數(shù)據(jù)。每一個測繪成果對應(yīng)一個成果名稱，由成果名稱構(gòu)成項目的成果目錄。然后建立超鏈接，實現(xiàn)測繪成果名稱與成果數(shù)據(jù)間的訪問，實現(xiàn)測繪成果的快速查詢。CASS制圖軟件是在CAD平臺上開發(fā)出來的制圖軟件，具有圖形要素分層管理的功能，在數(shù)據(jù)使用與處理上較為方便，同時具備工程計算功能。因此，采用CASS制圖軟件來處理工程測繪數(shù)據(jù)，是工程測繪數(shù)據(jù)管理使用及工程設(shè)計應(yīng)用的有效方法。利用這些常用應(yīng)用軟件來建立數(shù)據(jù)庫及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，優(yōu)點(diǎn)是方便適用，便于使用維護(hù)。本文將對利用常用軟件建立測繪項目數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的具體方法進(jìn)行探討。

二、測繪成果數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的建立

黃河項目測繪數(shù)據(jù)的特點(diǎn)是一個實體由多種測繪數(shù)據(jù)來表達(dá)，如河道測繪數(shù)據(jù)分為河道地形圖數(shù)據(jù)、河道橫斷面測繪數(shù)據(jù)、險工測繪數(shù)據(jù)及堤防測繪數(shù)據(jù)等。堤防測繪數(shù)據(jù)又分為縱、橫斷面測繪數(shù)據(jù)。因此，黃河項目測繪成果按其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)關(guān)系及數(shù)據(jù)類型進(jìn)行數(shù)據(jù)組織，如圖1。

圖1 測繪數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)

首先建立一個“黃河測繪成果”總文件夾，然后在該文件夾下分別建立“成果索引目錄”子文件夾及“黃河測繪成果集”子文件夾。“成果索引目錄”存儲測繪成果文件名、施測時間屬性等，“黃河測繪成果集”存儲各類測繪成果，通過“成果索引目錄”來完成測繪成果的查詢，即通過成果名與其對應(yīng)的測繪成果之間建立的鏈接關(guān)系實現(xiàn)查詢。

如在F盤根目錄下建立“黃河測繪成果”文件夾，作為項目存放位置。然后在“黃河測繪成果”文件夾內(nèi)建立“成果索引目錄”文件夾，在該文件夾內(nèi)用Excel表建立名為 “測繪成果索引目錄”索引總表，再在總表內(nèi)插入5個測繪成果分表，分別命名為“10000基礎(chǔ)圖”“2000險工圖”“河道橫斷面成果”“堤防縱橫斷面成果”“穿堤建筑物成果”，用來存儲各類成果名稱及施測時間屬性。

“測繪成果索引目錄”建好后，再在“黃河測繪成果”總文件夾下，新建一個“黃河測繪成果集”文件夾，對應(yīng)“測繪成果索引目錄”分別建立各類測繪成果的文件夾，并按照設(shè)計好的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)在各自文件夾內(nèi)存儲各類測繪成果。

“測繪成果索引目錄”與“黃河測繪成果集”建好并存儲各類測繪成果數(shù)據(jù)后，將索引表中的成果名與其對應(yīng)的文件夾或文件建立超鏈接，鏈接完成后數(shù)據(jù)庫就建好了。其中，測繪數(shù)據(jù)施測時間是一個非常重要的屬性，因為該項目的每一個測繪成果都是在某一具體時期施測的，工程設(shè)計經(jīng)常要對不同時期的測繪數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，以便得到河道的變化發(fā)展規(guī)律并進(jìn)行工程設(shè)計。所以測繪成果的時間屬性是測繪成果查詢的關(guān)鍵要素，同一位置不同施測時間的圖形成果可通過建立不同的圖層來管理，便于測繪成果間的對比分析。

三、測繪數(shù)據(jù)庫的管理應(yīng)用

1.測繪數(shù)據(jù)整理入庫

目前已有的測繪資料由于歷時較長，坐標(biāo)及高程系統(tǒng)、成果形式也各有不同，既有紙質(zhì)成果又有數(shù)據(jù)文件成果，有些成果資料的數(shù)學(xué)基準(zhǔn)也不統(tǒng)一。因此還需要對這些數(shù)據(jù)成果進(jìn)行數(shù)字化處理及數(shù)學(xué)基準(zhǔn)的統(tǒng)一。這些工作包括對不同參考基準(zhǔn)的測繪成果進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理，對舊有紙質(zhì)成果進(jìn)行掃描矢量化及數(shù)字化錄入，對零散資料根據(jù)使用要求進(jìn)行歸類整理等。整理后，即可按設(shè)計好的數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲。

2.數(shù)據(jù)更新及入庫

當(dāng)新測繪資料完成驗收后，應(yīng)及時進(jìn)行數(shù)據(jù)的組織入庫，保持測繪成果實時性；對已有測繪成果資料更新測繪，需保留原有成果并對原有成果進(jìn)行更新，要在原成果文件名后添加施測日期再入庫，并與其成果建立鏈接，實現(xiàn)不同測繪周期成果的方便查詢。

3.規(guī)劃設(shè)計中測繪成果的應(yīng)用

水利設(shè)計經(jīng)常做的工作：通過不同周期河道斷面及平面位置的對比分析，來研究河道變遷及沖刷淤積規(guī)律，提出進(jìn)行治理的技術(shù)措施。

當(dāng)分析河道變化時，需對相鄰周期施測的河道平面位置圖形及河道斷面圖形進(jìn)行疊加分析，得出河道淤積變化狀況，以便通過水力計算，求解出河道的控導(dǎo)半徑及應(yīng)采取的工程方案，并計算出工程量。

河道橫斷面圖是依據(jù)其實測數(shù)據(jù)由CASS軟件生成，為便于比較分析，所有斷面應(yīng)統(tǒng)一制圖縱橫比例尺，同一斷面不同施測周期生成的斷面圖應(yīng)有統(tǒng)一的基點(diǎn)。由于河道橫斷面圖不具有統(tǒng)一的坐標(biāo)系，所以在生成斷面圖時CASS要求指定一個圖形位置的插入點(diǎn)。按需要確定插入點(diǎn)后，應(yīng)將這一點(diǎn)的坐標(biāo)值作為該斷面的基點(diǎn)坐標(biāo)值記錄到橫斷面文件的屬性中，在下一期生成同一位置的河道橫斷面圖時，也將該坐標(biāo)值作為基點(diǎn)坐標(biāo)，便于同一位置不同周期河道橫斷面間的對比分析。同時為便于疊加分析，每一周期的斷面圖應(yīng)新建一個圖層，圖層名以其成果名稱加施測日期來命名。這樣相同的河道橫斷面圖具有相同的插入基點(diǎn)，在進(jìn)行不同周期間河道橫斷面比較時，就可利用圖層間的圖形疊加來實現(xiàn)斷面間的套合比較。通過河道橫斷面間的疊加比較，就可得到河道在一定時期的沖淤狀況。

在進(jìn)行河道平面位置的對比分析時，可以將不同時期實測的河道平面圖，也用圖層間圖形疊加方法來實現(xiàn)不同時期河道平面圖的比較。由于平面圖的平面坐標(biāo)系是統(tǒng)一的，不需指定插入點(diǎn)。這樣設(shè)計人員可利用河道橫斷面圖形及平面位置圖形間的對比，滿足治理工程設(shè)計的需要。

在防洪堤加培設(shè)計應(yīng)用中，可利用系統(tǒng)方便地將堤防實測斷面圖調(diào)出，利用CASS軟件完成土方量計算。防洪堤橫斷面成果除圖形成果外，還有里程數(shù)據(jù)成果，設(shè)計時也可由設(shè)計軟件直接調(diào)取數(shù)據(jù)文件，完成土方量的計算，提高設(shè)計的工作效率。

在河流洪水位推算方面，利用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)查詢功能與水工設(shè)計軟件配合，可快速完成在某一標(biāo)準(zhǔn)洪水流量下的水面線推算。

4.工程管理中應(yīng)用

目前，黃河內(nèi)蒙古段積累了大量的專業(yè)測繪數(shù)據(jù)，可根據(jù)水文監(jiān)測洪水流量數(shù)據(jù)與河道斷面數(shù)據(jù)，快速推算出下泄洪水在該河段的行洪過程線，為防洪搶險指揮提供技術(shù)支持。利用已有的測繪數(shù)據(jù)資料建立河道三維立體模型，實現(xiàn)動態(tài)可視化管理，是政府管理部門進(jìn)行河道管理與決策的有效工具。

以數(shù)據(jù)庫管理方式對同一測區(qū)形成的帶有時間序列的測繪成果進(jìn)行存儲管理，不僅能夠滿足數(shù)字測繪資料的科學(xué)管理，而且極大地提高了測繪成果資料的利用效率，很好地滿足了工程規(guī)劃設(shè)計需要。同時將歷史資料加以整理利用，方便資料的使用并提高其利用價值。探討以常用軟件來建立簡便適用的數(shù)據(jù)庫及管理系統(tǒng)，是對測繪數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)管理及應(yīng)用的有效手段。 ■

責(zé)任編輯 軒 瑋

TV697

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2015-07-22

連官河，高級工程師。