本專利涉及一種地理信息系統(tǒng)，尤其涉及一種城市地下管道地理信息系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

城市地下管道系統(tǒng)的信息化建設(shè)管理是城市管理的一部分，在任何一個城市的基礎(chǔ)設(shè)施信息中都占有十分重要的地位。經(jīng)過幾十年的城市改造，各個城市保存了大量寶貴的地下管道歷史資料，這些數(shù)據(jù)的具體表現(xiàn)為表現(xiàn)形式千差萬別、數(shù)據(jù)的獲得方式差異較大等。

這些資料按常規(guī)方式不利于保存，也不利于使用，難以滿足工城市地下管道系統(tǒng)信息化建設(shè)管理的需要，尤其是隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展，城市地下管道的建設(shè)管理正向著大區(qū)域工程范圍、大規(guī)模工程類型、大尺度工程數(shù)據(jù)量的方向發(fā)展，而在實際生產(chǎn)中傳統(tǒng)的工作方式過于依靠紙制圖紙、個人經(jīng)驗以及CAD平臺，這就造成了由于數(shù)據(jù)缺乏空間屬性所導(dǎo)致的無法實現(xiàn)快速準確的定位和查找以及無法實現(xiàn)精準的提取所需地點相關(guān)的城市地下管道地理信息與管線管道信息等問題，上述問題導(dǎo)致工程師無法對工程施工情況進行有效、準確的“預(yù)判”，工作效率不高，很難滿足甲方的相關(guān)要求。更無法依據(jù)現(xiàn)有資料對相關(guān)數(shù)據(jù)進行集約化快速分析，不能更有效的為科學(xué)決策服務(wù)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的城市地下管道地理信息資料按常規(guī)方式不利于保存，也不利于分析、處理和使用，難以滿足工程城市地下管道建設(shè)管理的需要這一技術(shù)問題，本專利提供了一種城市地下管道地理信息系統(tǒng)。

本專利解決現(xiàn)有技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：提供了一種城市地下管道地理信息系統(tǒng)，所述城市地下管道地理信息系統(tǒng)包括：對采集的城市地下管道地理信息進行錄入的圖文錄入裝置；時、空坐標空間形成模塊；圖像拼接、檢查模塊；數(shù)據(jù)分析、計算模塊和用戶輸入模塊；打印、輸出模塊。

根據(jù)本專利的優(yōu)選技術(shù)方案，所述圖文錄入裝置包括文字錄入模塊、圖像掃描裝置和圖文參數(shù)輸入模塊。

根據(jù)本專利的優(yōu)選技術(shù)方案，所述圖像掃描裝置還連接圖像空白裁切、過濾模塊。

根據(jù)本專利的優(yōu)選技術(shù)方案，所述圖文參數(shù)輸入模塊和/或用戶輸入模塊均為鍵盤。

使用本專利城市地下管道地理信息系統(tǒng)的處理方法包括以下步驟：

A:對城市地下管道地理信息進行采集；

B:對采集到的所述城市地下管道地理信息進行錄入并編輯；

C:對經(jīng)過所述步驟B處理后的所述城市地下管道地理信息進行拼接和檢查；

D:對用戶輸入的指定范圍內(nèi)的城市地下管道地理信息進行分析 和計算；

E:對經(jīng)過所述步驟D分析和計算后的最終結(jié)果進行輸出。

根據(jù)本專利的優(yōu)選技術(shù)方案，所述步驟A具體為：A1:采集并利用原始影像圖文資料、記錄形成該資料的時間、空間和狀態(tài)坐標。

根據(jù)本專利的優(yōu)選技術(shù)方案，所述步驟A還包括：A2:采集并利用該地區(qū)更新的城市地下管道地理圖文資料、記錄形成該資料的時間、空間和狀態(tài)坐標；A3:對所述步驟A1和所述步驟A2中的圖文資料進行疊加并劃分變化圖斑；A4:將所述變化圖斑處的城市地下管道地理信息進行實地測繪并記錄形成測繪數(shù)據(jù)的時間、空間和狀態(tài)坐標。

根據(jù)本專利的優(yōu)選技術(shù)方案，所述步驟B具體為：B1:形成時和空相協(xié)調(diào)的坐標空間；B2:對所述步驟A中采集到的信息進行文字錄入和/或圖像掃描；B3:對所述步驟B2中錄入和/或掃描的信息進行數(shù)字化處理；B4:對所述步驟B3中經(jīng)過數(shù)字化處理的數(shù)據(jù)導(dǎo)入所述步驟B1中形成的坐標空間內(nèi)并生成相應(yīng)的模型。

根據(jù)本專利的優(yōu)選技術(shù)方案，所述步驟C具體為：C1:將城市地下管道地理信息圖進行比對，在不同圖紙上找出相類似的點，將所述類似的點進行分析，確定是否為相同點；C2:根據(jù)分析的結(jié)果將認定為相同的點的比例進行統(tǒng)一并拼接；C3:將所述拼接成型后的點進行整體的檢查。

根據(jù)本專利的優(yōu)選技術(shù)方案，所述步驟C1具體為：將至少一空間坐標軸上數(shù)值相同的點進行比對，將被比較點與相鄰點的相關(guān)特征吻合，或者其另兩個空間坐標值也吻合，或者只是比例值不一致，但 其它特征相吻合的點認定為同一點。

根據(jù)本專利的優(yōu)選技術(shù)方案，所述步驟C3具體為：對所述步驟C2中統(tǒng)一比例并拼接成型的點形成的圖形進行整體準確性檢查、對拼接成型后形成的圖形范圍內(nèi)的信息進行準確性檢查。

根據(jù)本專利的優(yōu)選技術(shù)方案，所述步驟D具體為：D1:用戶輸入待進行城市地下管道地理信息分析的信息；D2:對用戶輸入的該信息范圍內(nèi)的相關(guān)數(shù)據(jù)進行分析，并將得到的數(shù)據(jù)加入附加信息進行計算。

根據(jù)本專利的優(yōu)選技術(shù)方案，所述步驟D2中的所述附加信息包括：施工成本單價值、承載負荷值。

根據(jù)本專利的優(yōu)選技術(shù)方案，所述步驟E具體為：對經(jīng)過所述步驟D分析和計算后的最終結(jié)果根據(jù)用戶的指定進行文字和/或圖表的針對性輸出。

采用本專利技術(shù)方案后，更便于對城市地下管道地理信息資料的保存、分析、處理和使用，可以對城市地下管道地理信息進行更精確的預(yù)判，為實際工作提供了更精確的信息支持，提高了工作的針對性、準確性和工作效率。

附圖說明

圖1.本專利的構(gòu)成模塊框圖；

圖2.本專利城市地下管道地理信息系統(tǒng)處理方法流程圖；

圖3.本專利地質(zhì)地理信息系統(tǒng)處理方法中圖斑變化前影像圖；

圖4.本專利地質(zhì)地理信息系統(tǒng)處理方法中圖斑變化后影像圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本專利技術(shù)方案進行詳細說明：

請參閱圖1，本專利構(gòu)成模塊框圖。如圖1所示，本專利解決現(xiàn) 有技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：提供一種城市地下管道地理信息系統(tǒng)，所述城市地下管道地理信息系統(tǒng)包括：對采集的城市地下管道地理信息進行錄入的圖文錄入裝置；時、空坐標空間形成模塊；圖像拼接、檢查模塊；數(shù)據(jù)分析、計算模塊和用戶輸入模塊；打印、輸出模塊。

根據(jù)本專利的更詳細優(yōu)選技術(shù)方案，所述圖文錄入裝置包括文字錄入模塊、圖像掃描裝置和圖文參數(shù)輸入模塊。用以對前期收集的相關(guān)文字資料進行錄入，圖像進行掃描。同時，通過圖文參數(shù)輸入模塊，輸入形成該圖、文資料的時間、歷史記錄、狀態(tài)信息，并輸入相關(guān)圖紙的起止坐標。

根據(jù)本專利的優(yōu)選技術(shù)方案，所述圖像掃描裝置還連接圖像空白裁切、過濾模塊。因為相關(guān)地理城市地下管道信息的圖紙通常都為規(guī)范的圖紙，該圖紙都會留有邊框，可能還會有文字說明。但在后期圖紙拼接時，邊框、文字是都不需要的，故掃描的圖紙經(jīng)過空白裁切、過濾模塊將圖紙中的邊框去掉，并過濾文字說明。不過，以方便后期使用，文字說明并不直接刪除，作為更多的歷史時間信息予以保留，以備查詢。

根據(jù)本專利的優(yōu)選技術(shù)方案，所述圖文參數(shù)輸入模塊和/或用戶輸入模塊均為鍵盤。

請參閱圖2本專利城市地下管道地理信息系統(tǒng)處理方法流程圖。如圖2所示，本發(fā)明技術(shù)方案提供了一種城市地下管道地理信息系統(tǒng)的處理方法，所述城市地下管道地理信息系統(tǒng)處理方法包括步驟：第 一步：對城市地下管道地理信息進行采集；第二步：對采集到的所述城市地下管道地理信息進行錄入并編輯；第三步：對經(jīng)過所述第二步處理后的所述城市地下管道地理信息進行拼接和檢查；第四步：對用戶輸入的指定范圍內(nèi)的城市地下管道地理信息進行分析和計算；第五步：對經(jīng)過所述第四步分析和計算后的最終結(jié)果進行輸出。

其中，所述第一步為采集并利用原始詳細的影像圖文資料、記錄形成該資料的時間、空間和狀態(tài)坐標。如果還有該地區(qū)更新的大比例城市地下管道地理圖文資料，由于該更新的大比例城市地下管道地理圖文資料不夠詳細，則將原始影像圖文資料與該地區(qū)更新的大比例城市地下管道地理圖文資料進行疊加并劃分變化圖斑，將所述變化圖斑處的城市地下管道地理信息進行實地詳細測繪并記錄形成測繪數(shù)據(jù)的時間、空間和狀態(tài)坐標。

其中，在采集并利用原始影像圖文資料中，地形圖、航空航天遙感像片、圖形數(shù)據(jù)或影像數(shù)據(jù)、統(tǒng)計資料、野外測量數(shù)據(jù)或地理調(diào)查資料等，都可以作為圖文資料的信息源。該圖文資料可以通過鍵盤、或轉(zhuǎn)儲的方法輸入電腦；圖形和圖像資料通過圖數(shù)轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換成電腦能夠識別和處理的數(shù)據(jù)。

圖文資料數(shù)據(jù)采集的方法可以采用GPS法，即通過GPS接收機采集野外碎部點的信息數(shù)據(jù)；測量儀器法，即通過全站儀、測距儀、經(jīng)緯儀等大地測量儀器實現(xiàn)碎部點野外數(shù)據(jù)采集；航測法，即通過航空(航天)攝影測量和遙感手段采集地形點的信息數(shù)據(jù)；原圖矢量化法，即通過數(shù)字化儀或者掃描矢量化的方法，利用已有地圖采集信息數(shù)據(jù)。 小型的測量單位主要采用原圖矢量化法、航測法和測量儀器法采集數(shù)據(jù)。

以上相關(guān)數(shù)據(jù)信息都應(yīng)在采集完成后，同時附上該圖文資料的時間信息，該時間信息可包括圖文生成時間信息，該時間信息還可以具體包括：該圖文資料中記載的城市地下管道地理的歷史事件信息；生成空間信息，該空間信息具體包括：該城市地下管道地理信息相對于具體的某一參照物的空間坐標。

在本專利的優(yōu)選技術(shù)方案中，處理方法所述步驟B具體為：B1形成時和空相協(xié)調(diào)的坐標空間；B2:對所述步驟A中采集到的信息進行文字錄入和/或圖像掃描；B3:對所述步驟B2中錄入和/或掃描的信息進行數(shù)字化處理；B4:對所述步驟B3中經(jīng)過數(shù)字化處理的數(shù)據(jù)導(dǎo)入所述步驟B1中形成的坐標空間內(nèi)并生成相應(yīng)規(guī)格統(tǒng)一的模型。

在本專利的優(yōu)選技術(shù)方案中，處理方法所述第三步具體為：C1:將城市地下管道地理信息圖進行比對，在不同圖紙上找出相類似的點，將所述類似的點進行分析，確定是否為相同點；C2:根據(jù)分析的結(jié)果將認定為相同的點的比例進行統(tǒng)一并拼接；C3:將所述拼接成型后的點進行整體的檢查。

根據(jù)本專利的優(yōu)選技術(shù)方案，所述步驟C1具體為：將至少一空間坐標軸上數(shù)值相同的點進行比對，將被比較點與相鄰點的相關(guān)特征吻合，或者其另兩個空間坐標值也吻合，或者只是比例值不一致，但其它特征相吻合的點認定為同一點。

所述步驟C3具體為：對所述步驟C2中拼接成型的點形成的圖形 進行整體準確性檢查、對拼接成型后形成的圖形范圍內(nèi)的信息進行準確性檢查。

更具體的說，在進行相類似的點的識別判斷前要進行比對，可以將其中一副圖片的數(shù)字化點與其可能相近似的圖片的數(shù)字化點進行空間坐標的數(shù)值比對，有一個空間軸向參數(shù)值是相同的時侯(以下說明時，假設(shè)Z軸數(shù)值相同)，再將該點在三軸空間的絕對位置(X、Y軸)和該點與其周邊各點的相對位置和周邊各點的相對位置進行空間坐標比對，如得到相同的對比結(jié)果，即可認定該副圖片的數(shù)字化點與其可能相近似的同一平面的圖片的數(shù)字化點為同一點。

當經(jīng)過對比后，不同圖片中的被比較點與其周邊各點的絕對位置不一致，但該點與其周邊各點的相對位置和周邊各點的相對位置進行空間坐標比對，其相對位置比例固定時，也可認定一副圖片的數(shù)字化點與其可能相近似的圖片的數(shù)字化點為同一點，只是兩幅圖片中的數(shù)字化點的比例不統(tǒng)一，此時，進行比例縮放調(diào)整，使兩幅圖片呈相同的比例，為后期圖片的拼接做準備。

當找到不同圖片中存在的至少三個不在同一直線上的相同點時，即可使所述不在同一直線上的相同點進行重合，實現(xiàn)圖片的拼接。

判斷三個點不在同一直線的具體方法為，采集的經(jīng)計算的此三個點的坐標值中任一個X值或Y值均不與另兩個點的X或Y值的平均值吻合，或其三點的距離(因有坐標值，該三點的距離可計算)越均勻越好。此時，因Z軸相同，該三個點都在同一平面。

當然，在拼接時，重新錄入更新的局部圖片用以替代原拼接時的 歷史圖片，從而生成更新的拼接圖片置于上部，但仍然保留該歷史圖片以備查驗。

最后，對拼接成型后形成的圖形范圍內(nèi)的信息進行準確性檢查。

與上述方法類似，在數(shù)據(jù)整理時，每個數(shù)據(jù)都包括是否為起始、終點的信息，是否在建、正常使用、維護停用、棄用等時間和狀態(tài)信息。而如果在同一條連續(xù)線路中間因為誤錄入，造成有多余的終點信息，則進行修改(將中間的終點信息自動刪除)和提示，起智能化分析處理的作用。而如果提示不是終點，而某一點后卻沒有相關(guān)、相同的圖文或數(shù)據(jù)，則進行提示是否需要修改。

又如，總平面圖提示某區(qū)域某道路完全建成正在使用，而后期的局部明細圖標識該路段尚未貫通，則應(yīng)查實核對，并分析是否前期或后期數(shù)據(jù)出錯。

同時，管網(wǎng)轉(zhuǎn)彎等，如果有兩幅圖的同一管網(wǎng)無法自動拼接(包括標高、方向、大小)，則予以提示并要求確認。因為不排除某些管網(wǎng)確實存在小-大-小、大-小-大的實際情況，但是，將在相應(yīng)的信息報告中輸出并提示問題。

以上數(shù)據(jù)可能會涉及到城市地下管道地理的諸多信息，例如，地形地貌、建筑物、構(gòu)筑物、土質(zhì)土層、道路、電力、通訊、給排水管網(wǎng)和其他各種信息。

根據(jù)本專利的優(yōu)選技術(shù)方案，所述第四步具體為D1:用戶輸入待進行城市地下管道地理信息分析的信息；D2:對用戶輸入的該信息范圍內(nèi)的相關(guān)數(shù)據(jù)進行分析，并將得到的數(shù)據(jù)加入附加信息進行計算。 其中，所述步驟D2中的所述附加信息包括：施工成本單價值、承載負荷值。

更具體的，當用戶在使用過程中，在需要指定區(qū)域的城市地下管道報告時，輸出需要的城市地下管道信息，并結(jié)合造價單價信息，給出建議方案(例如使用平面布置、何種基礎(chǔ)、建議樓層高度及上面總荷載、基礎(chǔ)限制深度等)。甚至是給出價格、施工難易程度或風(fēng)險等的最優(yōu)的處置方案。然后在信息輸出時，可能會分成局部。其中，所述最終結(jié)果的輸出可以根據(jù)用戶的指定進行文字、圖和或表的針對性輸出。

采用本專利后，更便于對城市地下管道地理信息資料的分類、保存、處理、使用和分析，可以對城市地下管道信息進行更精確的判斷，為實際工作提供了更精確的信息支持，提高了工作的針對性、準確性和工作效率。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選技術(shù)方案對本專利及使用本專利的方法所作的進一步詳細說明，不能認定本專利的具體實施只局限于這些說明。對于本專利所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本專利構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當視為屬于本專利的保護范圍。