謝有福

摘 要：傳統(tǒng)的道路挖掘項目審批方式缺乏對挖掘項目的系統(tǒng)性和全局性統(tǒng)籌調(diào)度，往往造成道路的反復開挖。文章探討了城市基礎設施數(shù)據(jù)整合特別是多源管線數(shù)據(jù)融合的方法，并基于該數(shù)據(jù)建立道路挖掘管理系統(tǒng)及配套制定道路挖掘事件報送審批流程，該系統(tǒng)的運用不僅能合理地全局統(tǒng)籌道路挖掘項目，從根本上減少道路反復開挖的現(xiàn)象，還可以利用城市基礎設施數(shù)據(jù)庫，對道路挖掘項目施工可能涉及的市政設施進行分析提取，為項目的審批、統(tǒng)籌及施工提供重要的參考依據(jù)，大大地提高項目審批的質(zhì)量和效率。

關鍵詞：道路挖掘;空間數(shù)據(jù)庫;地理信息

0? ? 引言

城市道路是各類地下管線的主要載體，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和城市體量的不斷擴大，難免會出現(xiàn)管線基礎設施無法滿足城市發(fā)展需求的情況，勢必進行管線設施的新建、擴容、改造而開挖道路造成“馬路拉鏈”。道路的反復開挖不僅嚴重影響交通出行，還破壞了道路的整體結構，影響使用壽命。為此，充分利用各單位的現(xiàn)有數(shù)據(jù)進行整理融合，解決各單位間數(shù)據(jù)碎片化的問題，建立一套權威、完整的城市基礎設施數(shù)據(jù)地理信息數(shù)據(jù)庫，并在此基礎上建立一套基于地理信息技術的道路挖掘管理系統(tǒng)及配套制定相應的挖掘事件報送審批機制，對道路挖掘項目進行合理規(guī)劃、統(tǒng)籌調(diào)度就顯得尤為重要。

1? ? 建設目標

運用信息化工具和管理手段，建立基于地理信息技術的道路挖掘管理系統(tǒng)，實現(xiàn)建設單位、涉路管線產(chǎn)權單位、道路管理權屬部門和行政審批部門間的信息共享。輔助相關管理單位科學安排計劃，統(tǒng)籌調(diào)度道路挖掘項目，減少因城市道路反復開挖而造成的“拉鏈路”。

2? ? 建設內(nèi)容

道路挖掘地理信息管理系統(tǒng)建設主要內(nèi)容為：流程機制建設、標準規(guī)范建設、基礎數(shù)據(jù)建設、道路挖掘管理系統(tǒng)建設。

2.1? 流程機制建設

根據(jù)各級政府頒布的道路管理、工程施工、道路占用與挖掘等相關管理條例，將道路挖掘施工有關的管理標準統(tǒng)一納入，形成統(tǒng)一的業(yè)務流程和管理機制，規(guī)范各類道路挖掘施工項目的申報和審批流程。

道路挖掘項目的申報和審批流程大致如下：建設單位上報項目→道路管理權屬單位初步審核→統(tǒng)籌調(diào)度形成道路挖掘項目調(diào)度計劃→向管線產(chǎn)權單位推送項目信息→管線單位反饋意見→協(xié)調(diào)確認后形成正式施工調(diào)度計劃→向政府行政主管部門/單位匯報→施工計劃公示→各建設單位及相關部門依照計劃執(zhí)行項目。

2.2? 標準規(guī)范建設

標準規(guī)范建設包含數(shù)據(jù)標準和工作標準，數(shù)據(jù)標準包含基礎數(shù)據(jù)標準、數(shù)據(jù)采集標準等，以及數(shù)據(jù)的使用、訪問、管理和更新維護等在內(nèi)的標準規(guī)范體系;工作標準是基于道路挖掘申報調(diào)度流程，按照系統(tǒng)的操作說明、操作要求、行為規(guī)范所做的統(tǒng)一規(guī)定，確保實現(xiàn)工作流程的信息化并與實際業(yè)務高效統(tǒng)一[1]。

2.3? 基礎數(shù)據(jù)建設

基礎數(shù)據(jù)大致可分為城市基礎數(shù)據(jù)和管線數(shù)據(jù)。其主要作用是給道路挖掘項目的審批及施工提供輔助決策，利用該數(shù)據(jù)分析項目施工對現(xiàn)有設施的影響并給予提示，從而減少盲目開挖對現(xiàn)有設施造成的破壞。

2.3.1 城市基礎數(shù)據(jù)

城市基礎數(shù)據(jù)可利用地理信息公共服務平臺，如“天地圖”，直接接入該服務即可使用其豐富的城市基礎數(shù)據(jù)。

2.3.2 管線數(shù)據(jù)

許多城市已經(jīng)建立了管線數(shù)據(jù)庫，由職能管理部門維護及管理。同時大部分管線產(chǎn)權單位也建設了自己的管線管理系統(tǒng)或管線檔案數(shù)據(jù)庫，因此管線數(shù)據(jù)的建設以收集、處理、整合各單位現(xiàn)有數(shù)據(jù)為主，必要的情況下再考慮對數(shù)據(jù)的缺失部分進行實地普查。

各單位所持管線數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢性、坐標系、格式、屬性字段等存在差異，且存在同一管線有多套不同來源數(shù)據(jù)的情況，需要經(jīng)過處理加工將多源管線數(shù)據(jù)融合為數(shù)據(jù)結構統(tǒng)一、涵蓋內(nèi)容較為完整、準確的“管線一張圖”[2]。多源管線數(shù)據(jù)融合流程如圖1所示[3]。

（1）制定數(shù)據(jù)標準。

根據(jù)系統(tǒng)建設需求及現(xiàn)有數(shù)據(jù)情況制定數(shù)據(jù)標準，包含數(shù)據(jù)結構、格式、元數(shù)據(jù)、空間參考等內(nèi)容。

（2）收集資料。

收集各單位符合要求的資料，包含各權屬單位資料、各職能管理單位資料、市政管線竣工圖等。

（3）數(shù)據(jù)有效性分析及剔除。

各單位的管線數(shù)據(jù)格式多種多樣，主要有ArcGIS，AutoCAD，EPS，SuperMap等，將收集來的數(shù)據(jù)進行格式轉換，統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式及坐標系，如ArcGIS的*.shp格式CGCS2000坐標系，確保轉換后的數(shù)據(jù)信息無丟失，精度無變化。由于管線數(shù)據(jù)來源于多個單位，因此存在部分區(qū)域的管線有兩套或多套數(shù)據(jù)的情況，通過綜合分析提取出質(zhì)量、精度、完整性最為可靠的數(shù)據(jù)，并將其他數(shù)據(jù)剔除。如果多套數(shù)據(jù)中各要素質(zhì)量參差不齊，則需要提取每套數(shù)據(jù)中質(zhì)量最好的部分進行數(shù)據(jù)融合，形成一套最為可靠的數(shù)據(jù);多套數(shù)據(jù)中如果存在有的空間數(shù)據(jù)質(zhì)量較好，有的屬性數(shù)據(jù)質(zhì)量較好，則分別提取各數(shù)據(jù)中質(zhì)量較好的部分融合成一套質(zhì)量最好的數(shù)據(jù)。若出現(xiàn)內(nèi)業(yè)無法判定數(shù)據(jù)質(zhì)量優(yōu)劣的情況，則在該數(shù)據(jù)的屬性中予以標記，待后續(xù)通過外業(yè)做進一步質(zhì)量評定[3]。

（4）融合接邊。

將初步融合的各區(qū)域成果進行接邊處理，整合為一套全區(qū)域、全種類的管線數(shù)據(jù)庫。具體方法為：分種類疊加各區(qū)域管線數(shù)據(jù)，繪制相交區(qū)域接邊線;利用接邊線創(chuàng)建緩沖區(qū);利用鄰近分析功能找出緩沖區(qū)內(nèi)接邊處距離最近的管線，比對數(shù)據(jù)情況自動對接屬性相匹配的管線數(shù)據(jù);對于無法自動對接的數(shù)據(jù)分析具體原因并進行人工接邊。

（5）數(shù)據(jù)質(zhì)檢及核查。

數(shù)據(jù)質(zhì)檢包括空間數(shù)據(jù)的拓撲檢查和屬性數(shù)據(jù)的合理性、規(guī)范性檢查。空間數(shù)據(jù)拓撲檢查包括：點線關聯(lián)性、要素重疊、重復數(shù)據(jù)等;屬性數(shù)據(jù)檢查包括：字段類型檢查、值域檢查、邏輯性檢查等。對于質(zhì)量較差的數(shù)據(jù)，分析該數(shù)據(jù)情況評估是否可以通過加工處理提升數(shù)據(jù)質(zhì)量，若處理后數(shù)據(jù)質(zhì)量依然無法達到要求，則剔除該數(shù)據(jù)并考慮是否現(xiàn)場補測。

篩選出之前標定的疑問數(shù)據(jù)和質(zhì)檢時發(fā)現(xiàn)的不合格數(shù)據(jù)，統(tǒng)一進行外業(yè)核查，獲得質(zhì)量達到要求的管線數(shù)據(jù)融合入庫。

2.3.3 道路沿線設施數(shù)據(jù)

道路沿線設施數(shù)據(jù)包含空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，在沒有現(xiàn)有數(shù)據(jù)成果的情況下可通過外業(yè)普查獲得，并錄入空間數(shù)據(jù)庫統(tǒng)一管理。普查內(nèi)容如下。

（1）構筑物：橋梁、隧道、人行天橋、地下通道等。

（2）交通設施：交通標志、護欄、輪廓標、隔離柵、隔音墻、信號燈、警示燈、可變情報板、誘導屏、廣角鏡、路名牌、監(jiān)控、電子卡口等。

（3）公共服務設施：公共飲水機、公廁、公交車站、報刊亭、公共自行車站點、24小時圖書館電話亭、通信基站、郵筒等。

（4）照明及其他設施：路燈、路燈控制箱、變壓器、各類箱柜體、廣告牌、宣傳欄、治安亭、通氣口、消防栓等。

由于普查方式多種多樣，可根據(jù)實際情況選擇具體普查方案，本文不做展開。

2.4? 系統(tǒng)體系結構

為便于數(shù)據(jù)源的靈活配置及業(yè)務邏輯的擴展，支持系統(tǒng)的遷移和部署，系統(tǒng)采用基于J2EE的開放式體系結構，兼容各種主流操作系統(tǒng)與應用平臺。在技術體系結構方面使用面向服務的SOA體系結構組織搭建整個系統(tǒng)的框架。系統(tǒng)框架分為5個層具體如下[4]。

（1）基礎設施層：系統(tǒng)依托于基礎硬件設施建設（包括存儲、服務器、網(wǎng)絡等基礎設施），保障系統(tǒng)正常運行。

（2）數(shù)據(jù)層：主要為道路挖掘業(yè)務數(shù)據(jù)和各類地理信息數(shù)據(jù)，地理信息數(shù)據(jù)包含城市基礎數(shù)據(jù)、管線數(shù)據(jù)、道路沿線設施數(shù)據(jù)等。

（3）支撐層：軟件系統(tǒng)運行的基礎軟件支撐環(huán)境，通過GIS引擎、報表引擎、工作流等實現(xiàn)道路挖掘管理系統(tǒng)正常運行。

（4）應用層：以道路挖掘地理信息管理系統(tǒng)為基礎服務平臺，為業(yè)務應用系統(tǒng)提供基礎服務，在此之上構建各系統(tǒng)功能，以滿足道路挖掘日常業(yè)務應用需求。

（5）用戶層：用戶層分系統(tǒng)管理員、系統(tǒng)維護人員、數(shù)據(jù)維護人員、業(yè)務操作人員以及各級領導等。

2.5? 系統(tǒng)功能

2.5.1 GIS數(shù)據(jù)展示

在地圖上直觀展示道路挖掘項目情況及其他基礎數(shù)據(jù)，如：道路、挖掘項目、管線設施等，實現(xiàn)專題圖、區(qū)域統(tǒng)計分析、時態(tài)數(shù)據(jù)展示、地圖測算等功能，輔助建設單位、道路管理權屬單位及相關政府管理部門管理道路挖掘施工項目相關工作，如圖2所示。

2.5.2 項目動態(tài)庫

項目動態(tài)庫用于各建設單位對道路挖掘項目基礎數(shù)據(jù)的管理，如圖3所示。

（1）項目上報：各建設單位按要求，在規(guī)定填報時間范圍內(nèi)通過系統(tǒng)填報擬實施的道路挖掘項目的屬性信息和空間信息。屬性信息包括項目開始時間、結束時間、建設單位、聯(lián)系人等;空間信息可通過系統(tǒng)提供的畫圖功能或坐標輸入功能上報，或者上傳符合規(guī)范要求（格式、坐標系等）的項目施工位置圖。

（2）項目庫管理：各建設單位上報的道路挖掘項目基礎信息在系統(tǒng)中匯總形成項目庫。道路管理權屬單位根據(jù)管轄范圍可查看已上報系統(tǒng)的項目信息，通過預設的查詢條件，可快速篩選檢索到所需項目記錄，項目庫數(shù)據(jù)保持動態(tài)更新。

（3）空間分析：空間分析功能是基于系統(tǒng)中的管線數(shù)據(jù)庫，使用鄰近分析及緩沖區(qū)分析提取出項目施工區(qū)域內(nèi)可能涉及的現(xiàn)有管線數(shù)據(jù)，為計劃的審批、調(diào)度及項目施工提供重要的參考依據(jù)，如圖4所示。

2.5.3 計劃調(diào)度審批

計劃調(diào)度是對道路挖掘施工項目計劃進行對照分析，自動分析以相同的色塊標注出相近時間、相近路段的施工項目，輔助道路管理權屬單位統(tǒng)籌調(diào)度道路挖掘施工項目計劃，如圖5所示。

（1） 調(diào)度分析。

為項目調(diào)度管理人員提供輔助決策功能，將挖掘項目計劃數(shù)據(jù)統(tǒng)一落圖，系統(tǒng)根據(jù)申報項目計劃信息自動將申請施工時間和地點相近的道路挖掘申請以高亮方式進行匯總和展示，并得出相近區(qū)域內(nèi)項目計劃的合并建議，輔助管理人員做出調(diào)度決策。同時可利用管線數(shù)據(jù)庫對指定申請地點及周邊的管線分布情況進行分析，生成挖掘項目施工可能涉及的管線設施清單，為調(diào)度管理人員統(tǒng)籌調(diào)度及施工單位作業(yè)提供重要的參考依據(jù)。

（2）調(diào)度管理。

計劃調(diào)度管理人員通過調(diào)度分析結果進行計劃合并，生成初步調(diào)度計劃。系統(tǒng)將生成的初步調(diào)度計劃信息推送給各管線產(chǎn)權單位確認，若調(diào)度計劃存在問題則通過系統(tǒng)進行反饋。計劃調(diào)度管理人員根據(jù)各管線產(chǎn)權單位的反饋信息使用計劃調(diào)整功能進行手動調(diào)整計劃內(nèi)容。經(jīng)過一系列審批流程后最終形成道路挖掘施工項目的統(tǒng)籌實施計劃，按管理辦法在規(guī)定時間內(nèi)予以公示。

（3）計劃調(diào)度查詢。

相關單位可通過計劃調(diào)度查詢模塊查看權限范圍內(nèi)的項目計劃統(tǒng)籌調(diào)度情況，根據(jù)計劃調(diào)度情況調(diào)整項目施工安排。

（4）項目計劃匯總。

經(jīng)公示后的道路挖掘項目計劃通過系統(tǒng)統(tǒng)一匯總到行政主管部門形成下一周期城市道路挖掘施工審批計劃。

2.5.4 綜合分析

系統(tǒng)提供綜合分析功能，利用BI展示工具、報表工具實現(xiàn)將道路挖掘管理工作相關數(shù)據(jù)通過圖表分析、統(tǒng)計報表方式展示，輔助用戶進行各類專題統(tǒng)計分析，為規(guī)劃決策提供數(shù)據(jù)支撐。

2.5.5 檔案管理

檔案管理模塊實現(xiàn)以道路挖掘項目為單元，對各階段的項目檔案進行歸檔，并提供多種查詢方式供用戶方便查詢相關項目資料。

2.5.6 組織機構管理

組織機構管理模塊用于創(chuàng)建和維護使用本系統(tǒng)的相關單位的基礎信息、角色權限配置、流程配置等相關管理內(nèi)容。

3 結語

道路挖掘地理信息管理系統(tǒng)的應用規(guī)范了挖掘項目申報流程，并進一步完善了管理機制。通過整合各單位數(shù)據(jù)資源，實現(xiàn)挖掘項目的全局統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、智能分析、智慧調(diào)度，達到信息雙向共享、高效辦公協(xié)同的目的。從根本上減少因城市道路反復開挖而造成的“拉鏈路”，挖掘區(qū)域的現(xiàn)有管線及市政設施空間分析功能為計劃調(diào)度及現(xiàn)場施工提供了重要的參考依據(jù)，能夠有效地減少因現(xiàn)場資料不足而盲目開挖對管線及市政設施造成的破壞，減輕因道路挖掘施工對社會公眾出行的影響。

[參考文獻]

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[3]付麗麗，韓葵，王文哲.城市地下管線數(shù)據(jù)整合技術探討與研究[J].城市勘測，2017（6）：67-70.

[4]朱曉華，閭國年.地理信息系統(tǒng)技術在我國的應用與存在的問題[J].科技導報，2001（5）：37-39.

（編輯 王雪芬）