地下空间数据信息化管理论文

地下空间数据信息化管理论文

1重庆市地下空间普查

重庆作为历史名城和“山城”,地下空间开发利用具有历史悠久、分布广、种类多等特点。但重庆市地下空间设施管理与国内外发达城市相比还存在着一定的差距,城市地下空间资源“家底”不清、资料“分散”或“缺失”的现状,已影响到城市地下空间的科学规划、综合利用及应急防灾管理。为此,重庆市先后开展地下管线普查和主城区地下空间普查,查明和掌握了主城区地下空间各类设施状况,包括市政基础设施类如地下综合管线,交通、能源设施类如隧道、地下车库,地下商业、仓储设施类及地下人防设施。2012年重庆市主城区地下空间普查工作完成,通过对主城区地下空间设施已有资料的收集和实地调研、核查,查明640km2范围内所有地下空间共6246个,同时完成普查区域地下空间1︰500数据库的更新,为重庆市主城区地下空间的管理与应用提供了详尽的资料。随着城市建设的飞速发展,地下空间范围不断扩大,地下空间信息数据量大、形式多、格式杂、分布广。如果地下空间数据库成果及新建地下空间数据资料不能得到有效管理和及时更新,那么数年之后这些信息资料又将处于“失效”的境地,失去对城市管理的有效支撑。如何合理管理利用资源是今后的重点,重庆市先后研究制定《重庆市地下空间规划管理办法》、《重庆市管线工程规划管理办法》等,按照规范化、制度化管理实现档案信息维护和更新的思路,积极探索地下空间信息化管理路子,为城市的发展规划提供指导。

2地下空间数据的信息化管理

2.1地下空间数据库建设

地下空间数据库建设是地下空间信息化管理应用的前提条件,为有效管理应用地下空间成果奠定基础。根据地下空间数据情况,数据库由现势库、历史库、元数据库几部分组成。其中,现势库存储最新的现状空间数据,是一个完整的GIS工程库;历史库只存储历次被更新的历史数据;元数据库是根据不同的数据类型和图幅对元数据进行管理,通过建立在Oracle数据库中的一组Oracle表来管理。对于各个数据集均有相应的元数据表来记录、维护基于库及基于图幅的元数据信息,由于数据更新形成的历史数据和数据版本信息也统一由元数据表维护。作为地理空间基础框架建设的一部分,地下空间数据库建设时必须考虑整个城市空间数据库的建设。在数据库的设计过程中,采用GeoDatabase空间数据模型对空间数据进行组织管理,采用Oralce大型关系型数据库存储空间数据及其属性数据,利用ESRI公司的ArcSDE空间数据库引擎作为数据接口,基于ESRI公司提供的ArcEngine作为开发平台,坚持实用性、先进性、扩充性的设计原则,建设成为一个开放、灵活的基础地理数据库。根据地下空间数据、1︰500地形图数据资料的逻辑结构和ESRI空间数据库的数据模型,空间数据库的逻辑层次结构划为4级:总库—分库—子库—物理层(逻辑层)。

2.2地下空间数据信息化管理系统

地下空间成果资料繁多,为对以后的成果进行及时维护更新和应用,建立地下空间数据信息化管理系统是必不可少的。

1)信息直观性。

为直观认识、全面了解地下空间资源情况,三维GIS技术在信息化管理应用已成为地下空间信息化管理的必然趋势。一方面通过地下空间三维模型可以直观地表现其真实形状,另一方面通过与三维地形和地表三维建筑、地下管线等信息的集成,可以直观了解地下空间周边(包括地上、地下)情况,为管理和分析提供更加直观的信息支撑。地下空间往往比较复杂,各种设备设施、停车位等信息非常多,要通过三维建模的方式仿真地下空间工作量大、更新困难,同时难以真实反映实际情况,因此结合实景影像技术作为补充,可以真实还原地下空间内部情况。

2)信息现势性。

基于时空GIS数据库搭建地下空间数据库,可以实现对地下空间数据的动态管理和维护,数据库中将记录数据更新的每一个环节,为查看历史数据,进行历史、现状版本数据对比提供了有效手段,此外还能保证数据更新过程中的安全性。地下空间数据信息化管理系统基于基础地理信息平台搭建,主要用于地下空间相关数据的管理和分析,系统在传统二维GIS技术的基础上,同时开展三维GIS方面的应用研发,为地下空间成果的应用提供了更加丰富的手段。系统主要包括数据管理子系统和地下空间三维展示子系统。

3地下空间数据的信息化管理示例

地下空间数据的信息化管理主要包括数据入库与更新、数据提取、数据查询定位、三维模型展示、实景影像显示、历史数据管理、制图输出、统计分析等。下面仅对部分功能简要介绍。

1)数据入库与更新。

地下空间数据的信息化管理需要实现数据批量入库和更新的功能,在信息化管理系统中需考虑按照各种不同层级进行自动更新,保证数据的现势性。

2)三维可视化展示。

通过已有的数据建立三维模型,在三维地图中将直观展示地下空间的立体效果和实景效果,可全面了解地下空间情况,为地下空间的决策规划及社会应用提供了直观真实的数据。

3)实景影像显示。

地下空间实景影像采用单点的方式采集,对地下空间中每一个特种点位采集全景影像后,经过处理并结合地理信息,可以实现电子地图与实景影像的联动,达到既可以查看地下空间的整体全貌,又可以查看内部具体细节的效果,同时还可以在地下空间实景中进行距离量测,为应急指挥、市政管理提供信息支撑,推动地下空间的广泛应用。

4)历史数据管理。

对历史数据的管理是地下空间数据管理的重要部分,一方面,在系统遇到故障时,可以利用历史数据将数据库恢复到最近的完好状态,对保障系统数据安全具有重要意义;另一方面,系统的历史数据对城市规划、设计以及其他应用都有重要的参考价值,通过数据挖掘技术产生信息倍增效应。

5)统计分析。

统计分析主要提供基于空间范围和属性数据的各种统计功能,主要包括支持按照行政区划统计分析,支持外部参考数据范围统计分析,支持自定义范围统计分析,实现按照类型、面积、层高等多种属性字段的统计分析。

4结语

地下空间信息数据量大、形式多、格式杂、分布广,其数据成果信息化管理成为地下空间合理有效利用的基础条件。本文结合重庆市地下空间普查项目,详细介绍重庆市地下空间数据信息化管理系统的建设,探讨了地下空间数据成果的信息化管理,为地下空间成果的管理应用提供参考。

作者:吴寒 肖勇 夏定辉 单位:重庆市地理信息中心