赵新
金迪地下管线探测工程有限公司河北省保定市071051
摘要：近年来，随着城市建设事业的发展，地下管线种类和数量迅速增加。由于部分城市地下管网规划建设滞后、年久失修、外部施工等，导致管线事故屡屡发生。一些城市相继发生大雨内涝、管线泄漏爆炸、路面塌陷等事件，严重影响了人民群众生命财产安全和城市运行秩序。本文通过城市地下三位管线的特点分析，并提出了如何更好的进行管线规划，从而提高城市地下管线发展。
关键词：城市地下；三维管线；建立
随着城市规模不断的扩大和生活水平的日益提高，城市地下管网系统越来越庞大。如何应对社会的发展，更好地服务于社会，作为城市的重要组成部分，地下管网将面临管理上的更高要求和严峻考验。管网系统在国内部分大中城市已经应用起来，中西部地区也在加紧建设的步伐。但是，仍然有许城市应用效果并不良好。这一方面是由于各单位自身的原因，另一方面是系统本身技术落后，不够灵活，不能适应发展的需求。因此引导用户建立一个先进、灵活、实用、安全、高效、三维立体的地下管网地理信息系统，是当下非常重要的选择。
一、城市地下三维管线建立背景
一般来说，城市的地下管线可以分为两大类：一是长输管线，主要承担省际、城市之间能源、信息、资源等输送功能；二是人们日常提到的地下管线，主要承担城市的能源、资源、信息沟通等保障，以及排涝、排污等功能。如城市范围内供水、排水、燃气、热力、电力、通信、广播电视、工业等管线及其附属设施，是保障城市运行的重要基础设施和“生命线”。
在旧管线更新、新管线设计施工、新城区的管线规划等方面，建设单位无法及时得到已有管线的精确现状，在此基础上的研发工作缺乏科学依据，从而出现重复建设等问题，造成时间、资金上的巨大浪费。各大城市的管线系统多为二维系统，二维管线系统难以直观地反映各管线之间的立体空间位置关系，少数城市开始了对三维管线系统的探索。
二、地下三维管线概述
地下管线三维信息系统是依托锡林浩特城市管理信息化建设的现状，通过对锡林浩特规划局等单位进行调研，针对相关部门的基础地理信息需求，开展的典型示范应用系统建设之一。
该系统基于STAMP三维地理信息平台搭建，实现了对电力、路灯、通讯、燃气、热力、给水、雨水、污水等多种城市综合管线的三维可视化管理，避免市政建设中对道路的多次开挖，降低施工中对地下设施的破坏。并且，基于管网现状，可借助系统进行管线铺设、改造的方案设计、模拟分析，辅助管网规划。
建成的地下管线三维信息系统运行在锡林浩特市规划局业务网中，侧重数据管理和更新，实现管网信息的入库、存储、管理、查询、分析、统计、输出和辅助决策等工作，建立起图形和属性关联的一体化的综合管网空间数据库。
三、地下三维管线建立意义
（一）整合城市地下综合管线基础数据资源，推进数字地理空间信息平台建设，逐步通过数据资源的“集中管理、分布应用”实现数据管理部门和应用部门之间的共建共享。
（二）实现决策基础数据资源管理数字化、可视化。通过整合GIS技术，将地图元素和地下空间信息融入到管理体系中，以三维的形式展现，实现城市决策信息资源的数字化和可视化，提高了决策的科学性和合理性。
（三）提高政府保障公共安全和处置突发公共事件的能力。突发应急事故发生后，政府可在第一时间了解灾害发生地周边管线分布情况，高效调用相关资源，迅速完成应急处置，使产生的危害降到最低程度。
（四）提高基础数据管理水平。既可以查阅局部地区管线的各种细节，又可浏览区域管线的宏观分布；既可研究单种管线情况，又可了解各种管线的整体分布关系；既可用以指导工程施工，又可用来做新区规划或管线设计，使管理工作得心应手。
四、城市地下三位管线建立要点
（一）创建管点模型
管点数据一般包含管点的类型、位置、角度等信息。根据CAD底图进行制作，导入3DMAX（单位：ｍ，模型1：1），Z轴不要进行旋转，在CAD中对地物进行简化、删减，建立二维模型，输出前首先获取中心点坐标值，然后将不同类型的管点模型（弯头、三通四通接头、阀门）对应一个编号，所有的模型和贴图命名依照规范进行编号，不能有重名的文件。（如图1所示）
图1三维管线模型
（二）管线建模和生成
三维管线根据管线的横断面形状，大致可分为方形管和圆形管两类，这两类管线的三维建立可以采用skyline中的box和cylinder方式实现。其中方形管模型主要通过box方式实现，box的长和宽从管线断面的长宽获取。圆形管模型主要通过cylinder-atebox与圆形管create-cylinder方法需要的参数，例如圆形管所需参数为两端点的坐标值、管径、埋深、地面高程、片面数目、平面偏转角、垂直方向偏转角、管线颜色、名称等。（如图2所示）
图2三维管线生成图
（三）管点和管线的匹配
系统可以利用用户导入二维的shp格式数据，根据其相关管线参数，自动生成三维管线。生成的三维管线继承了二维管线数据的属性信息，包括埋深、管径、走向、连接点等。同时，系统能根据管点的属性，通过空间位置信息进行自动匹配组合。在管线连接处自动生成相应类型的三维模型。（如图3所示）
图3匹配后的管线
结语：综上所述，城市三维地下管线管理系统是以计算机网络为载体，GIS软件为平台的应用型技术系统。三维管线的自动生成，在很大程度上提高了错综复杂管线的可视化，查询分析风方便直接，加上浏览速度的提升，使得三维管线在实际中应用更加编辑。通过整合城市地下综合管线数据资源，借助管线三维模型直观地描述管线的三维特征及管线间的空间关系，使得本来在平面显示下错综复杂的管线变得更加清晰明了，从而能够真实地反映地下管线的空间分布状况。
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