城市地下管道地理信息系统技术领域
本专利涉及一种地理信息系统，尤其涉及一种城市地下管道地理信息系统。
背景技术
城市地下管道系统的信息化建设管理是城市管理的一部分，在任何一个城市的基
础设施信息中都占有十分重要的地位。经过几十年的城市改造，各个城市保存了大量宝贵
的地下管道历史资料，这些数据的具体表现为表现形式千差万别、数据的获得方式差异较
大等。
这些资料按常规方式不利于保存，也不利于使用，难以满足工城市地下管道系统
信息化建设管理的需要，尤其是随着城市建设的快速发展，城市地下管道的建设管理正向
着大区域工程范围、大规模工程类型、大尺度工程数据量的方向发展，而在实际生产中传统
的工作方式过于依靠纸制图纸、个人经验以及CAD平台，这就造成了由于数据缺乏空间属性
所导致的无法实现快速准确的定位和查找以及无法实现精准的提取所需地点相关的城市
地下管道地理信息与管线管道信息等问题，上述问题导致工程师无法对工程施工情况进行
有效、准确的“预判”，工作效率不高，很难满足甲方的相关要求。更无法依据现有资料对相
关数据进行集约化快速分析，不能更有效的为科学决策服务。
发明内容
为了解决现有技术中存在的城市地下管道地理信息资料按常规方式不利于保存，
也不利于分析、处理和使用，难以满足工程城市地下管道建设管理的需要这一技术问题，本
专利提供了一种城市地下管道地理信息系统。
本专利解决现有技术问题所采用的技术方案为：提供了一种城市地下管道地理信
息系统，所述城市地下管道地理信息系统包括：对采集的城市地下管道地理信息进行录入
的图文录入装置；时、空坐标空间形成模块；图像拼接、检查模块；数据分析、计算模块和用
户输入模块；打印、输出模块。
根据本专利的优选技术方案，所述图文录入装置包括文字录入模块、图像扫描装
置和图文参数输入模块。
根据本专利的优选技术方案，所述图像扫描装置还连接图像空白裁切、过滤模块。
根据本专利的优选技术方案，所述图文参数输入模块和/或用户输入模块均为键
盘。
使用本专利城市地下管道地理信息系统的处理方法包括以下步骤：
A:对城市地下管道地理信息进行采集；
B:对采集到的所述城市地下管道地理信息进行录入并编辑；
C:对经过所述步骤B处理后的所述城市地下管道地理信息进行拼接和检查；
D:对用户输入的指定范围内的城市地下管道地理信息进行分析 和计算；
E:对经过所述步骤D分析和计算后的最终结果进行输出。
根据本专利的优选技术方案，所述步骤A具体为：A1:采集并利用原始影像图文资
料、记录形成该资料的时间、空间和状态坐标。
根据本专利的优选技术方案，所述步骤A还包括：A2:采集并利用该地区更新的城
市地下管道地理图文资料、记录形成该资料的时间、空间和状态坐标；A3:对所述步骤A1和
所述步骤A2中的图文资料进行叠加并划分变化图斑；A4:将所述变化图斑处的城市地下管
道地理信息进行实地测绘并记录形成测绘数据的时间、空间和状态坐标。
根据本专利的优选技术方案，所述步骤B具体为：B1:形成时和空相协调的坐标空
间；B2:对所述步骤A中采集到的信息进行文字录入和/或图像扫描；B3:对所述步骤B2中录
入和/或扫描的信息进行数字化处理；B4:对所述步骤B3中经过数字化处理的数据导入所述
步骤B1中形成的坐标空间内并生成相应的模型。
根据本专利的优选技术方案，所述步骤C具体为：C1:将城市地下管道地理信息图
进行比对，在不同图纸上找出相类似的点，将所述类似的点进行分析，确定是否为相同点；
C2:根据分析的结果将认定为相同的点的比例进行统一并拼接；C3:将所述拼接成型后的点
进行整体的检查。
根据本专利的优选技术方案，所述步骤C1具体为：将至少一空间坐标轴上数值相
同的点进行比对，将被比较点与相邻点的相关特征吻合，或者其另两个空间坐标值也吻合，
或者只是比例值不一致，但 其它特征相吻合的点认定为同一点。
根据本专利的优选技术方案，所述步骤C3具体为：对所述步骤C2中统一比例并拼
接成型的点形成的图形进行整体准确性检查、对拼接成型后形成的图形范围内的信息进行
准确性检查。
根据本专利的优选技术方案，所述步骤D具体为：D1:用户输入待进行城市地下管
道地理信息分析的信息；D2:对用户输入的该信息范围内的相关数据进行分析，并将得到的
数据加入附加信息进行计算。
根据本专利的优选技术方案，所述步骤D2中的所述附加信息包括：施工成本单价
值、承载负荷值。
根据本专利的优选技术方案，所述步骤E具体为：对经过所述步骤D分析和计算后
的最终结果根据用户的指定进行文字和/或图表的针对性输出。
采用本专利技术方案后，更便于对城市地下管道地理信息资料的保存、分析、处理
和使用，可以对城市地下管道地理信息进行更精确的预判，为实际工作提供了更精确的信
息支持，提高了工作的针对性、准确性和工作效率。
附图说明
图1.本专利的构成模块框图；
图2.本专利城市地下管道地理信息系统处理方法流程图；
图3.本专利地质地理信息系统处理方法中图斑变化前影像图；
图4.本专利地质地理信息系统处理方法中图斑变化后影像图。
具体实施方式
以下结合附图对本专利技术方案进行详细说明：
请参阅图1，本专利构成模块框图。如图1所示，本专利解决现 有技术问题所采用
的技术方案为：提供一种城市地下管道地理信息系统，所述城市地下管道地理信息系统包
括：对采集的城市地下管道地理信息进行录入的图文录入装置；时、空坐标空间形成模块；
图像拼接、检查模块；数据分析、计算模块和用户输入模块；打印、输出模块。
根据本专利的更详细优选技术方案，所述图文录入装置包括文字录入模块、图像
扫描装置和图文参数输入模块。用以对前期收集的相关文字资料进行录入，图像进行扫描。
同时，通过图文参数输入模块，输入形成该图、文资料的时间、历史记录、状态信息，并输入
相关图纸的起止坐标。
根据本专利的优选技术方案，所述图像扫描装置还连接图像空白裁切、过滤模块。
因为相关地理城市地下管道信息的图纸通常都为规范的图纸，该图纸都会留有边框，可能
还会有文字说明。但在后期图纸拼接时，边框、文字是都不需要的，故扫描的图纸经过空白
裁切、过滤模块将图纸中的边框去掉，并过滤文字说明。不过，以方便后期使用，文字说明并
不直接删除，作为更多的历史时间信息予以保留，以备查询。
根据本专利的优选技术方案，所述图文参数输入模块和/或用户输入模块均为键
盘。
请参阅图2本专利城市地下管道地理信息系统处理方法流程图。如图2所示，本发
明技术方案提供了一种城市地下管道地理信息系统的处理方法，所述城市地下管道地理信
息系统处理方法包括步骤：第 一步：对城市地下管道地理信息进行采集；第二步：对采集到
的所述城市地下管道地理信息进行录入并编辑；第三步：对经过所述第二步处理后的所述
城市地下管道地理信息进行拼接和检查；第四步：对用户输入的指定范围内的城市地下管
道地理信息进行分析和计算；第五步：对经过所述第四步分析和计算后的最终结果进行输
出。
其中，所述第一步为采集并利用原始详细的影像图文资料、记录形成该资料的时
间、空间和状态坐标。如果还有该地区更新的大比例城市地下管道地理图文资料，由于该更
新的大比例城市地下管道地理图文资料不够详细，则将原始影像图文资料与该地区更新的
大比例城市地下管道地理图文资料进行叠加并划分变化图斑，将所述变化图斑处的城市地
下管道地理信息进行实地详细测绘并记录形成测绘数据的时间、空间和状态坐标。
其中，在采集并利用原始影像图文资料中，地形图、航空航天遥感像片、图形数据
或影像数据、统计资料、野外测量数据或地理调查资料等，都可以作为图文资料的信息源。
该图文资料可以通过键盘、或转储的方法输入电脑；图形和图像资料通过图数转换装置转
换成电脑能够识别和处理的数据。
图文资料数据采集的方法可以采用GPS法，即通过GPS接收机采集野外碎部点的信
息数据；测量仪器法，即通过全站仪、测距仪、经纬仪等大地测量仪器实现碎部点野外数据
采集；航测法，即通过航空(航天)摄影测量和遥感手段采集地形点的信息数据；原图矢量化
法，即通过数字化仪或者扫描矢量化的方法，利用已有地图采集信息数据。 小型的测量单
位主要采用原图矢量化法、航测法和测量仪器法采集数据。
以上相关数据信息都应在采集完成后，同时附上该图文资料的时间信息，该时间
信息可包括图文生成时间信息，该时间信息还可以具体包括：该图文资料中记载的城市地
下管道地理的历史事件信息；生成空间信息，该空间信息具体包括：该城市地下管道地理信
息相对于具体的某一参照物的空间坐标。
在本专利的优选技术方案中，处理方法所述步骤B具体为：B1形成时和空相协调的
坐标空间；B2:对所述步骤A中采集到的信息进行文字录入和/或图像扫描；B3:对所述步骤
B2中录入和/或扫描的信息进行数字化处理；B4:对所述步骤B3中经过数字化处理的数据导
入所述步骤B1中形成的坐标空间内并生成相应规格统一的模型。
在本专利的优选技术方案中，处理方法所述第三步具体为：C1:将城市地下管道地
理信息图进行比对，在不同图纸上找出相类似的点，将所述类似的点进行分析，确定是否为
相同点；C2:根据分析的结果将认定为相同的点的比例进行统一并拼接；C3:将所述拼接成
型后的点进行整体的检查。
根据本专利的优选技术方案，所述步骤C1具体为：将至少一空间坐标轴上数值相
同的点进行比对，将被比较点与相邻点的相关特征吻合，或者其另两个空间坐标值也吻合，
或者只是比例值不一致，但其它特征相吻合的点认定为同一点。
所述步骤C3具体为：对所述步骤C2中拼接成型的点形成的图形 进行整体准确性
检查、对拼接成型后形成的图形范围内的信息进行准确性检查。
更具体的说，在进行相类似的点的识别判断前要进行比对，可以将其中一副图片
的数字化点与其可能相近似的图片的数字化点进行空间坐标的数值比对，有一个空间轴向
参数值是相同的时侯(以下说明时，假设Z轴数值相同)，再将该点在三轴空间的绝对位置
(X、Y轴)和该点与其周边各点的相对位置和周边各点的相对位置进行空间坐标比对，如得
到相同的对比结果，即可认定该副图片的数字化点与其可能相近似的同一平面的图片的数
字化点为同一点。
当经过对比后，不同图片中的被比较点与其周边各点的绝对位置不一致，但该点
与其周边各点的相对位置和周边各点的相对位置进行空间坐标比对，其相对位置比例固定
时，也可认定一副图片的数字化点与其可能相近似的图片的数字化点为同一点，只是两幅
图片中的数字化点的比例不统一，此时，进行比例缩放调整，使两幅图片呈相同的比例，为
后期图片的拼接做准备。
当找到不同图片中存在的至少三个不在同一直线上的相同点时，即可使所述不在
同一直线上的相同点进行重合，实现图片的拼接。
判断三个点不在同一直线的具体方法为，采集的经计算的此三个点的坐标值中任
一个X值或Y值均不与另两个点的X或Y值的平均值吻合，或其三点的距离(因有坐标值，该三
点的距离可计算)越均匀越好。此时，因Z轴相同，该三个点都在同一平面。
当然，在拼接时，重新录入更新的局部图片用以替代原拼接时的 历史图片，从而
生成更新的拼接图片置于上部，但仍然保留该历史图片以备查验。
最后，对拼接成型后形成的图形范围内的信息进行准确性检查。
与上述方法类似，在数据整理时，每个数据都包括是否为起始、终点的信息，是否
在建、正常使用、维护停用、弃用等时间和状态信息。而如果在同一条连续线路中间因为误
录入，造成有多余的终点信息，则进行修改(将中间的终点信息自动删除)和提示，起智能化
分析处理的作用。而如果提示不是终点，而某一点后却没有相关、相同的图文或数据，则进
行提示是否需要修改。
又如，总平面图提示某区域某道路完全建成正在使用，而后期的局部明细图标识
该路段尚未贯通，则应查实核对，并分析是否前期或后期数据出错。
同时，管网转弯等，如果有两幅图的同一管网无法自动拼接(包括标高、方向、大
小)，则予以提示并要求确认。因为不排除某些管网确实存在小-大-小、大-小-大的实际情
况，但是，将在相应的信息报告中输出并提示问题。
以上数据可能会涉及到城市地下管道地理的诸多信息，例如，地形地貌、建筑物、
构筑物、土质土层、道路、电力、通讯、给排水管网和其他各种信息。
根据本专利的优选技术方案，所述第四步具体为D1:用户输入待进行城市地下管
道地理信息分析的信息；D2:对用户输入的该信息范围内的相关数据进行分析，并将得到的
数据加入附加信息进行计算。 其中，所述步骤D2中的所述附加信息包括：施工成本单价值、
承载负荷值。
更具体的，当用户在使用过程中，在需要指定区域的城市地下管道报告时，输出需
要的城市地下管道信息，并结合造价单价信息，给出建议方案(例如使用平面布置、何种基
础、建议楼层高度及上面总荷载、基础限制深度等)。甚至是给出价格、施工难易程度或风险
等的最优的处置方案。然后在信息输出时，可能会分成局部。其中，所述最终结果的输出可
以根据用户的指定进行文字、图和或表的针对性输出。
采用本专利后，更便于对城市地下管道地理信息资料的分类、保存、处理、使用和
分析，可以对城市地下管道信息进行更精确的判断，为实际工作提供了更精确的信息支持，
提高了工作的针对性、准确性和工作效率。
以上内容是结合具体的优选技术方案对本专利及使用本专利的方法所作的进一
步详细说明，不能认定本专利的具体实施只局限于这些说明。对于本专利所属技术领域的
普通技术人员来说，在不脱离本专利构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应
当视为属于本专利的保护范围。