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地下管线是满足城市运行和市民生产生活的重要基础，担负着城市的信息传递、能源输送、排涝减灾、废物排弃的功能，是城市赖以生存和发展的物质基础。随着地下管线探测技术、数字测绘技术、计算机技术、网络技术、GIS技术、数据存储技术、通信技术和物联网等技术的发展和融合，迫切需要对城市地下管线进行智能化管理。本书首先对地下管线的相关概念进行了简要介绍，提出了地下管线普查和数据成果的基本要求，介绍了地下管线管理平台基础软件的安装和使用；接着介绍了地下管线管理平台的系统总体设计和关键技术、地下综合管线内外业一体化系统、地下管线监理入库更新系统、管线综合管理与应用系统、地下综合管线三维管理系统、管线规划辅助设计系统与辅助审查系统、地下管线数据共享与交换系统、地下管线档案管理平台、地下管线实时监测预警系统等；最后给出了广州市在地下管线方面的相关相关制度与管理规定。本书综合运用地下管线探测、计算机、地理信息系统（GIS）、空间数据库和物联网等领域的专业知识，将理论与项目实践相结合，并以广州市为例，系统、全面地介绍了城市地下综合管线信息管理系统的功能开发与应用等内容。

目    录
第1章  概述	（1）
1.1  地下管线的相关概念	（1）
1.2  管线信息化工作背景	（2）
1.3  管线信息化作用与意义	（3）
1.3.1  管线功能与作用	（3）
1.3.2  管线信息化意义	（4）
1.3.3  管线信息化应用	（4）
1.4  管线的应用部门与需求	（6）
1.4.1  管线应用部门	（6）
1.4.2  管线应用需求	（6）
1.5  普查与信息化发展历程	（8）
1.5.1  阶段划分	（8）
1.5.2  广州模式	（10）
1.6  本章小结	（11）
第2章  地下管线普查和数据成果要求	（13）
2.1  地下管线普查基本要求	（13）
2.1.1  普查内容	（13）
2.1.2  普查取舍	（13）
2.1.3  普查范围	（13）
2.1.4  普查精度	（14）
2.1.5  普查准备	（15）
2.1.6  实地调查内容	（15）
2.2  地下管线数据成果质量要求	（17）
2.2.1  数据完备性检查要求	（17）
2.2.2  单个字段的检查规则	（17）
2.2.3  字段之间的检查规则	（23）
2.2.4  实体之间的检查规则	（23）
2.3  地下管线图输出要求	（23）
2.3.1  基本要求	（23）
2.3.2  管线图检查	（24）
2.3.3  管线图示例	（25）
2.4  地下管线成果表输出要求	（26）
2.4.1  基本要求	（26）
2.4.2  地下管线成果表	（27）
2.4.3  综合管沟成果表	（28）
2.5  本章小结	（28）
第3章  基础软件安装和服务发布	（30）
3.1  ArcGIS系列软件安装	（30）
3.1.1  ArcGIS Desktop软件安装	（30）
3.1.2  ArcGIS Server软件安装	（33）
3.2  管线数据服务发布	（37）
3.2.1  ArcMap中数据服务的发布	（37）
3.2.2  ArcCatalog中数据服务的发布	（42）
3.2.3  ArcGIS Server中数据服务的发布	（43）
3.3  数据库管理软件安装	（47）
3.3.1  安装环境	（47）
3.3.2  安装过程	（47）
3.4  管线数据入库示例	（54）
3.5  本章小结	（55）
第4章  系统总体设计与关键技术	（56）
4.1  系统设计原则	（56）
4.2  系统建设目标	（57）
4.3  系统相关技术	（59）
4.3.1  基于管线要素的动态更新技术	（59）
4.3.2  地下管线自动化三维建模技术	（60）
4.3.3  地下管线三维可视化技术	（63）
4.3.4  地上、地表、地下一体化技术	（67）
4.3.5  面向服务架构与共享技术	（70）
4.3.6  工作流与GIS的集成技术	（75）
4.3.7  物联网传感器的感知技术	（80）
4.4  系统数据组成	（83）
4.4.1  数据分类组成	（83）
4.4.2  管线数据库设计	（93）
4.5  系统架构与模块	（103）
4.5.1  系统总体架构	（103）
4.5.2  系统功能模块	（107）
4.6  功能模块简述	（109）
4.6.1  地下综合管线外业采集系统简述	（109）
4.6.2  地下综合管线内业处理系统简述	（110）
4.6.3  地下管线数据监理系统简述	（110）
4.6.4  地下管线入库更新系统简述	（112）
4.6.5  数据管理与可视化系统简述	（112）
4.6.6  管线数据决策支持系统简述	（113）
4.6.7  重点管线保护管理系统简述	（113）
4.6.8  综合管线对外服务系统简述	（114）
4.6.9  地下综合管线三维管理系统简述	（115）
4.6.10  辅助管线批后管理系统简述	（116）
4.6.11  市政管线规划辅助设计系统简述	（116）
4.6.12  市政管线规划辅助审查系统简述	（118）
4.6.13  管线开挖及会签管理系统简述	（119）
4.6.14  地下数据管线共享与交换系统简述	（120）
4.6.15  地下管线档案管理平台简述	（122）
4.6.16  地下管线实时监测预警系统简述	（123）
4.7  本章小结	（124）
第5章  地下综合管线内外业一体化系统	（126）
5.1  地下综合管线外业采集系统	（127）
5.1.1  底图导入	（128）
5.1.2  地图浏览	（128）
5.1.3  图层控制	（129）
5.1.4  数据采集	（130）
5.1.5  管线编辑	（130）
5.1.6  数据检查	（130）
5.1.7  数据查询	（131）
5.1.8  数据统计	（131）
5.1.9  地图标注	（131）
5.1.10  自定义截图	（131）
5.1.11  系统设置	（132）
5.2  地下综合管线内业处理系统	（132）
5.2.1  数据导入	（133）
5.2.2  地形编辑	（136）
5.2.3  管线编辑	（136）
5.2.4  管线检查	（148）
5.2.5  管网分析	（153）
5.2.6  管线统计	（157）
5.2.7  图面整饰	（160）
5.2.8  成果输出	（161）
5.2.9  出图打印	（163）
5.2.10  其他功能	（165）
5.3  本章小结	（167）
第6章  地下管线监理入库更新系统	（168）
6.1  地下管线数据监理检查系统	（168）
6.1.1  管线数据检查	（168）
6.1.2  DBF+DAT管线成图入库	（172）
6.2  地下管线数据入库更新系统	（176）
6.2.1  动态更新模式与流程	（177）
6.2.2  动态更新功能模块	（180）
6.2.3  动态更新实现与示例	（184）
6.3  本章小结	（197）
第7章  管线综合管理与应用系统	（199）
7.1  数据管理与可视化系统	（199）
7.1.1  管点、管线符号化	（200）
7.1.2  数据管理	（202）
7.1.3  数据查询浏览	（205）
7.1.4  数据统计分析	（207）
7.1.5  工程综合分析	（209）
7.1.6  管线成果输出	（210）
7.2  管线数据决策支持系统	（211）
7.2.1  断面分析	（211）
7.2.2  道路开挖分析	（212）
7.2.3  净距分析	（213）
7.2.4  区域分析	（216）
7.2.5  拓扑分析	（217）
7.2.6  预警分析	（218）
7.2.7  参数设置	（219）
7.3  重点管线保护管理系统	（219）
7.3.1  查询浏览	（220）
7.3.2  统计分析	（221）
7.3.3  安全保护/控制范围管理	（222）
7.3.4  辅助规划管理	（223）
7.3.5  条例办法查阅	（223）
7.4  综合管线对外服务系统	（225）
7.4.1  信息浏览	（226）
7.4.2  查询统计	（229）
7.4.3  信息服务及审批	（231）
7.4.4  管网分析	（231）
7.4.5  打印输出	（233）
7.4.6  系统管理	（234）
7.5  辅助管线批后管理系统	（235）
7.5.1  移动端管线展示	（236）
7.5.2  移动端管线巡检	（238）
7.6  本章小结	（240）
第8章  地下综合管线三维管理系统	（242）
8.1  管线三维编译工具	（243）
8.2  管线三维服务管理	（245）
8.2.1  数据发布	（245）
8.2.2  服务管理	（246）
8.2.3  数据管理	（248）
8.2.4  用户管理	（249）
8.3  管线三维应用系统	（250）
8.3.1  浏览	（251）
8.3.2  显示	（265）
8.3.3  查询	（270）
8.3.4  统计	（277）
8.3.5  分析	（281）
8.3.6  量算	（290）
8.3.7  编辑	（295）
8.3.8  标注	（302）
8.3.9  地质管理	（308）
8.3.10  重点管线管理	（315）
8.4  本章小结	（319）
第9章  管线规划辅助设计系统与辅助审查系统	（320）
9.1  市政管线规划辅助设计系统	（320）
9.1.1  规划设计工程分层管理	（320）
9.1.2  二维CAD管线辅助设计	（321）
9.1.3  三维管线规划辅助设计	（326）
9.2  市政管线规划辅助审查系统	（330）
9.2.1  用户登录	（330）
9.2.2  数据监理	（330）
9.2.3  立案信息	（331）
9.2.4  办理信息	（332）
9.2.5  文证信息	（336）
9.2.6  流程记录	（337）
9.2.7  相关案件	（337）
9.2.8  电子附件	（338）
9.2.9  案件管理	（338）
9.2.10  核查资料	（338）
9.2.11  系统管理	（342）
9.3  管线开挖及会签管理系统	（342）
9.3.1  专项信息统计	（343）
9.3.2  开挖工程监管	（343）
9.3.3  管线会签管理	（344）
9.4  本章小结	（344）
第10章  地下管线数据共享与交换系统	（346）
10.1  共享交换模式与体系	（346）
10.1.1  共享与交换模式	（346）
10.1.2  共享与交换体系	（347）
10.1.3  共享与交换机制	（348）
10.2  共享与交换功能模块	（349）
10.2.1  部门管理	（350）
10.2.2  用户管理	（351）
10.2.3  角色管理	（352）
10.2.4  目录管理	（355）
10.2.5  服务资源管理	（357）
10.2.6  流程和节点管理	（362）
10.2.7  任务管理	（364）
10.2.8  日志管理	（365）
10.2.9  监控管理	（367）
10.2.10  访问统计	（370）
10.2.11  资料管理	（372）
10.2.12  服务接口	（372）
10.3  本章小结	（377）
第11章  地下管线档案管理平台	（378）
11.1  概述	（378）
11.1.1  城市地下管线工程档案管理办法（节选）	（379）
11.1.2  广州市城乡建设档案管理办法（节选）	（379）
11.2  地下管线档案分类	（380）
11.2.1  规划管理档案	（380）
11.2.2  管线工程档案	（381）
11.2.3  管线普查档案	（382）
11.3  管线档案功能模块	（382）
11.3.1  总体功能模块	（382）
11.3.2  平台登录	（382）
11.3.3  档案接收	（383）
11.3.4  档案保管	（383）
11.3.5  档案排架	（388）
11.3.6  档案管理	（389）
11.3.7  档案利用	（390）
11.3.8  档案统计	（391）
11.3.9  平台管理	（392）
11.4  本章小结	（392）
第12章  地下管线实时监测预警系统	（394）
12.1  概述	（394）
12.1.1  物联网及相关概念	（394）
12.1.2  物联网与地下管线	（394）
12.1.3  部分关键技术概述	（395）
12.2  系统框架	（395）
12.2.1  感知层	（396）
12.2.2  网络层	（396）
12.2.3  数据层	（397）
12.2.4  应用层	（397）
12.3  物联网引擎	（397）
12.3.1  GeoEvent Server简介	（398）
12.3.2  物联网引擎功能实现	（400）
12.4  监测与预警	（402）
12.4.1  监控数据访问服务	（402）
12.4.2  报警规则设置服务	（402）
12.4.3  故障报警服务	（402）
12.4.4  警情管理服务	（402）
12.4.5  监测数据可视化	（402）
12.5  本章小结	（404）
第13章  相关制度与管理规定	（406）
13.1 《广州市地下管线管理办法》	（407）
13.1.1  概述	（407）
13.1.2  章节简述	（407）
13.2 《广州市地下管线探测技术规程》	（408）
13.2.1  概述	（408）
13.2.2  章节简述	（409）
13.3 《广州市地下管线信息管理规定》	（413）
13.3.1  概述	（413）
13.3.2  章节简述	（413）
13.4 《广州市地下管线动态更新管理规定》	（414）
13.4.1  概述	（414）
13.4.2  章节简述	（415）
13.5  《广州市地下管线共享交换技术标准》	（415）
13.5.1  概述	（415）
13.5.2  章节简述	（416）
13.6  本章小结	（417）
参考文献	（419）

前    言
地下管线是城市运行和市民生产生活的重要基础。地下管线担负着城市的信息传递、能源输送、排涝减灾及废物排弃等功能，是城市赖以生存和发展的物质基础，是城市基础设施的重要组成部分，是发挥城市功能，确保社会经济和城市建设健康、协调和可持续发展的重要基础和保障。城市地下管线信息化建设不仅是地下管线管理的需要，也是城市规划、建设及管理的需要，其目标是实现地下管线信息的应用与共享。首先，城市地下管线信息化建设可为城市规划设计和建设提供必要支撑；其次，城市地下管线信息化建设可为地下管线运行维护及城市管理提供参考依据；最后，城市地下管线信息化建设可为地下管线事故应急决策提供支持平台。
城市地下管线信息化在地下管线探测技术、数字测绘技术、计算机技术、网络技术、GIS技术、数据存储技术、通信技术和物联网等技术的支撑下，通过建立城市地下管线信息共享数据库和共享平台，最终实现为城市各种与地下管线相关的业务应用系统提供数据共享和计算服务。城市地下管线信息系统是指以计算机网络为载体，以GIS软件为平台，以数字地图为基础空间数据，以地下管线的空间信息数据和属性信息数据为资源，通过数据库实现地下管线信息管理、查询、统计和分析，为地下管线的规划、设计、建设、管理及相关应用提供服务和决策支持，主要包括综合地下管线信息系统和各专业管线信息系统。
广州市是我国最早开展地下管线普查并同步建立地下管线数据库的城市。1995年9月20日，由原广州市城市规划局主编、广州市地下管线普查领导小组批准的《广州市地下管线普查技术规程》和《广州市地下管线普查计算机成果监理规定》颁布实施，正式拉开了广州市地下管线普查的序幕。1999年3月，原广州市城市规划局颁布实施了《广州市管线工程竣工测量技术规定（试行）》，标志着广州市在已有城市地下管线普查的基础上，开创了竣工测量动态更新管线信息的先例。领导重视、管线内外业一体化、推行监理制度、同步建立管线数据库及信息系统的“广州模式”，都对国内其他城市的地下管线普查及信息系统的建立产生了很大的影响，广州市的管线规程亦为国内众多城市所效仿，其精髓亦为国家行业标准所继承。随着《国务院关于加强城市基础设施建设的意见》（国发〔2013〕36号）、《国务院办公厅关于加强城市地下管线建设管理的指导意见》（国办发〔2014〕27号）等政策文件的颁布，广州市于2015～2017年再次开展了全市域7434多平方千米的地下管线普查，建立了逾8万千米城市地下综合管线二、三维数据库，并开发了“智慧管线—城市地下综合管线信息管理系统”项目，该项目综合运用了管线内外业一体化、面向管线要素的动态更新、综合管线与专业管线的共享交换、管线二三维联动集成、地上地下三维模型一体化、管线实体与档案一体化、管线信息与物联网融合等新技术，全面实现了管线从规划、报建、审批、施工、竣工、运维到归档的全生命周期管理。
此外，在智慧管线—城市地下综合管线信息管理系统开发的基础上，广州市先后出台了《广州市地下管线管理办法》，修编了广州市《地下管线探测技术规程》，制定了《广州市地下管线信息管理规定》、《广州市地下管线动态更新管理规定》、《广州市地下管线数据共享交换技术标准》等，为广州市地下管线信息化提供了重要的技术、标准、规范、政策上的保障。
本书的相关成果有：（1）在相关专业核心期刊上发表《广州市城市地下管线管理平台建设思路及探讨》、《广州市地下管线数据库动态更新关键技术研究》、《城市地下管线三维建模工具开发及应用》、《广州市地下综合管线三维管理系统开发及应用》等学术论文20多篇；（2）获得由国家版权局颁发的国家发明专利及计算机软件著作权登记证书多项，包括《城市地下管线数据整理平台V1.0》（2014SR141520）、《面向GIS的城市地下管线数据处理平台》（2014SR141518）、《面向多源数据的地下管线动态更新修测平台》（2014SR174272）、《广州市地下管线二维管理信息系统》（2015SR020370）、《广州市地下管线三维管理信息系统》（2015SR024289）、《一种探测非开挖深埋管线的方法》（国家发明专利证书号769657）、《一种地下非金属管管径的探测方法》（国家发明专利证书号969288）；（3）主编广州市《地下管线探测技术规程》（DBJ 440100/T229—2015）、《广东省地下管线探测技术规程》，参编《管线信息系统建设技术规范》（CH/T 1037—2015）、《管线测量成果质量检验技术规程》（CH/T 1033—2014）、《地下管线数据获取规程》、《城市地下管线探测技术规程》（CJJ 61—2003修编）、《管线制图技术规范》等多项国家或行业标准；（4）“广州市地下管线智能化工程项目”“城市新型地下管线的探测技术研究”“非开挖深埋管线的探测技术研究与应用”“广州市白云国际机场地下管线竣工验收测量”“广州市大学城地下管线竣工验收测量”“2009年广州市地下管线普查项目”等数十个项目先后获得中国地理信息科技进步奖、中国测绘科技进步奖、广东省科技进步奖、国家优秀测绘工程奖、全国优秀工程勘察设计奖等多个奖项。
本书的编写得到了“智慧广州时空信息云平台建设项目”（市工信委项目编号：GZIT 2016-A5-147）、国家重点研发计划“公共安全风险防控与应急技术装备”重点专项课题—“燃气管网安全运行保障集成监管系统及应用示范”（2016YFC0802406-02）等项目的资助。此外，本书的编写还得到了广州城市信息研究所有限公司、北京睿城传奇科技有限公司、北京清华山维科技有限公司等单位的大力支持，在此一并表示感谢。

编著者      
2018年3月

科技—通信与网络—通信技术与应用—遥感和地理信息系统

张鹏程，1975年生，博士，教授级高级工程师，国家注册测绘师。毕业于中山大学，现工作于广州市城市规划勘测设计研究院，主要从事地理信息系统（GIS）开发与应用工作，先后获得中国测绘科技进步奖、中国地理信息科技进步奖等国家、省、市相关奖项30多项，发表学术论文70多篇，参编国家、省、市多项相关标准规范。

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智慧管线——城市地下综合管线信息管理系统