摘要：为了适应天津市新的规划审批流程，根据地下空间信息的发展方向和发展趋势，运用C#语言，基于ArcGIS10.2.2、AutoCAD2010、Visual Studio2017，提升改造现有地下空间综合信息管理系统，提高中心数据入库、更新、查询等业务的执行效率。该文重点阐述了地下管线数据库建设和地下管线数据成果入库、更新、查询等相关功能。通过点线同步录入、数据检查错误定位、数据库事务控制等技术措施，减少业务执行中繁琐、重复性工作，有效确保了管理系统的直观、高效和可靠性，大大提高了业务执行效率，产生良好经济效益。
关键词：地下管线、数据成果应用管理系统、数据库建设
1概述
城市地下管线就像人体内的“血管”和“神经”，因此，被人们称为城市的“生命线”[1]。城市地下管线信息化是进行城市地下空间规划建设管理的基础，城市规划管理部门在城市规划设计过程中，必须准确掌握地下管线的情况，才能合理地进行城市规划建设和运营管理[2]。
2008年，天津市管线管理单位建立了“中心城区地下管线数据成果应用管理系统”，后经多次升级，升级方向涉及数据标准、数据库结构、支撑软件版本等。经过十几年的努力，已在全市地下管线建立“一张网”全覆盖管理系统，截止2018年，已管理天津市中心城区和环城四区的市政地下管线总长度为5万余公里[2]。
随着天津市市政规划审批流程变更，地下空间管理工作变的更加深入和精细化，现有数据标准、数据库组织形式、数据成果表现形式已不适应管理的要求，尤其是地下管线数据的格网分幅存储形式极大影响了系统功能执行效率。根据地下空间信息的发展方向和发展趋势，开展天津市地下管线数据成果应用管理系统建设，提高数据入库、更新、查询等业务的执行效率。
2数据标准建设
2014年，天津市开展地下管线普查及信息化建设工作，确定了市政管线数据标准，将市政管线分为电力、电信、燃气、给水、排水、中水、工业、热力和综合管沟九种类型，每种类型包括管点、管线、设施面三种形式[3]。2018年，根据新的管理工作需要，在兼顾原有数据标准的基础上，天津市管线管理单位以管线数据的压力值、埋设方式、亚级类别、使用状态等信息作为亚类划分标准，对数据进行了细分，确立并试行新的天津市政管线数据标准（下称2018版数据标准）。
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图1 2018版地下管线数据标准数据细分
3数据库设计
系统升级前，地下管线数据采用ArcGIS的空间数据库格式存储，空间数据引擎采用ArcSDE forOracleDB11G，数据库采用Windows Server 下的OracleDB11G单点部署。为保证数据库更新、检索效率，采取了多种措施：
3.1数据库环境升级。
ArcSDE 的性能很大程度上取决于Oracle 的性能状况。升级后，数据库服务器环境变为红帽Linux6.5版本，Oracle11G数据库采用RAC双机集群部署，采用ASM共享磁盘管理策略。Oracle RAC集群部署、RAC 的高速缓存合并技术等特点，为 Oracle 数据库提供了最高级别的可用性、可伸缩性和低成本计算能力[4]。
3.2数据切分。
通过数据切分，突破单节点数据库服务器的 I/O 能力限制，解决数据库扩展性问题。结合数据标准、数据特点和数据量等特征，通过分库、分表、数据索引分离等形式实现数据的垂直（纵向）切分和水平（横向）切分[4]。
（1）分库。基于系统功能应用、数据类型、数据库读写频繁度等，可进行数据库分库处理，将数据存储在多个硬盘上，提高磁盘的读取时间，减少磁盘I/O，提高数据检索性能。
（2）分表。采用2018版地下管线数据标准的亚类划分标准进行进行分表处理。
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图2 数据库分表设计
（3）数据索引分离设计。ArcSDE中的空间数据图层包括多个索引，包括主键的唯一索引、空间索引及其他属性索引。将表和索引分配在不同的表空间中，将相应的表空间存储到不同的磁盘上，可以分别使用不同的磁盘I/O，提高访问效率。
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图3 分库、数据索引分离设计
4系统主要功能
4.1查询导出模块
在道路建设、建筑建设、地下空间开发建设等施工设计时，需要查询项目周边地下管线布设情况，并参与或配合完成相应的项目区块市政管线建设。通过查询导出，可将数据库中的地下管线现状和规划数据、地形数据等数据导出为常规的GIS或DWG格式，支撑施工设计工作的开展。其中，在导出DWG方面，结合FTP（1:500比例尺分幅地形数据存储于FTP服务器中）、ObjectARX、AutoCAD Runtime等技术，实现地下管线现状和规划数据、地形数据等数据的提取、裁切、拼接合并和标准化渲染。
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图4 导出现状管线数据DWG成果（叠加地形）
4.2工作区模块
在数据入库、数据更新方面，采用工作区的形式，可提取指定范围数据到本地，经过数据监理、本地数据编辑、数据接边等操作，再次提交工作区，实现现状管线数据更新。
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图5 工作区模块——提取工作区
4.3数据监理模块
该模块是外业数据成果的质检、转换工具，可将管线、管点非矢量数据表格以及管线设施面采用点线同步录入的形式进行数据成图，转换成统一的GIS点线面格式，并在GIS形式下进行非空、唯一性、逻辑性、一致性、管线长度等方面检查，以及数据检查错误定位，减少数据处理中繁琐、重复性工作，有效确保了数据处理系统的直观、高效和可靠性，大大提高了业务执行效率。
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图6 数据监理模块——成图
4.4 接边检查
主要检查外业成图数据和工作区管线数据的重复的情况，采用层对层的检查形式，检查数据重复、信息冲突、位置冲突等信息，结合人机交互，自动删除工作区管线数据，为后续数据编辑、外业成图数据入库做铺垫。
4.5数据编辑
面向工作区管线数据和外业成图管线数据，实现了新增管线、移动管线、删除管线、合并管线、打断管线、添加管点、移动管点、删除管点、数据换层、属性编辑、属性克隆等常规管线数据编辑功能，采用数据库事务控制机制和点线联动的形式，支持撤销、重做，保证编辑过程容错性。
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图7 数据编辑——图层切换
4.6数据入库
经过提取工作区、数据监理、接边检查、管线编辑等一系列操作后，形成了一套工作区管线数据和成图管线数据，二者共同构成整个工作区管线现状。可采用数据入库功能，将成图管线数据录入到工作区管线数据中，完善工作区数据，为后续提交工作区数据到SDE空间数据库提供支撑。
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图8 数据入库
5结束语
天津市地下管线数据成果应用管理系统充分结合地下空间信息管理的趋势、特点以及天津市规划审批要求，运用最新的数据库设计理念，对现有地下空间综合信息管理系统进行升级，支撑数据入库、更新、查询等业务快捷、高效执行。目前，系统已成功应用于天津市管线管理单位的数据日常维护、查询业务中。
参考文献
[1] 电子文献：中国城市规划协会地下管线专业委员会，我国城市地下管线行业现状与发展趋势，2007年10月.
[2]孙晓洪.大数据时代天津地下管线信息服务城市的实践[J].城市勘测,2019,(z1):89-93.
[3]天津市城乡建设和交通委员会,天津市地下管线信息管理技术规程(DB/T29-152-2010)[S].2010.
[4] 李少华.企业级GIS设计管理优化策略[M].北京:电子工业出版社,2014.
作者简介：王方正，生于1989年，男，汉族，山东肥城人，硕士研究生，工程师，研究方向：智慧市政、城市规划、海洋工程智能施工辅助等。