城市地下管線是一個(gè)城市的“生命線”.同時(shí),管線非常的脆弱,一旦受到碰撞,就會“翻臉大怒”；并且隨著地下空間的規(guī)劃與開發(fā)利用,我國已有100多個(gè)城市先后投巨資進(jìn)行了綜合地下管線普查,建立地下管線數(shù)據(jù)庫工作.城市地下管線種類多,數(shù)量大,需要調(diào)查的屬性多,加之管線本身還具有隱蔽性及不可見性,為了確保成果的完整性、可靠性和準(zhǔn)確性,探測數(shù)據(jù)的內(nèi)業(yè)檢查顯得尤為重要.

由于地下管線探測數(shù)據(jù)不僅包括空間數(shù)據(jù),還包括屬性數(shù)據(jù),而且數(shù)據(jù)量極大,單純的采用人工的檢查方法,無法做到檢查的全面性和時(shí)效性.現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展及其海量數(shù)據(jù)處理能力,使得管線數(shù)據(jù)的自動化檢查成為可能,研制可調(diào)性、可論文范文性、可擴(kuò)展性的管線檢查系統(tǒng)為管線數(shù)據(jù)的正確性提供保障.

1.內(nèi)業(yè)檢查的內(nèi)容

1..1 數(shù)據(jù)庫格式、結(jié)構(gòu)檢查

目前,全國各管線單位要求生產(chǎn)單位提交的數(shù)據(jù)集一般是Microsoft Office Access數(shù)據(jù)庫的mdb文件.數(shù)據(jù)庫格式、結(jié)構(gòu)檢查主要檢查管線數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)表是否齊全是否存在多余的表、表的字段名和數(shù)據(jù)類型是否正確、字段值的填寫格式是否符合規(guī)程的要求等.主要的檢查內(nèi)容見表1：

1..2 數(shù)據(jù)邏輯檢查

數(shù)據(jù)邏輯性檢查復(fù)雜多樣,主要包括: 屬性值的邏輯一致性檢查, 管線、管點(diǎn)要素邏輯結(jié)構(gòu)的合理性、正確性等.例如,在管線點(diǎn)數(shù)據(jù)表和管線段數(shù)據(jù)表中管線點(diǎn)編號相同的點(diǎn),其坐標(biāo)必須相同；如果附屬物為井,井深可定不能為0或空；個(gè)別管線段出現(xiàn)倒流的現(xiàn)象.主要的檢查內(nèi)容見表2：

1..3 拓?fù)潢P(guān)系檢查

拓?fù)潢P(guān)系的檢查內(nèi)容主要包括（表3）：接邊檢查、管線碰撞檢查.接邊檢查主要檢查是否有漏接、接邊點(diǎn)的坐標(biāo)是否與“老點(diǎn)”的坐標(biāo)一致,屬性是否正確等.

由于管線探測誤差或管線隱蔽點(diǎn)漏測而造成本不應(yīng)該相交的兩根管線在空間上相交了,稱之為管線碰撞.因此,探測數(shù)據(jù)表示的兩根管線物理上相交,基本上可判定為數(shù)據(jù)有錯(cuò)誤.

2.．管線碰撞檢查

2.檢查方法

Access自帶查詢功能,利用Sql語句查詢方便,但是從上面的檢查內(nèi)容可以看出,并不是所有的檢查內(nèi)容都能用一條sql語句就能檢查；有些檢查需要涉及到算法,而此時(shí)Access的查詢功能更顯得無能為力.本文的數(shù)據(jù)檢查思想是：建立檢查規(guī)則,利用面向?qū)ο笳Z言的接口特性,將管線檢查規(guī)則與檢查程序主體相分離.同時(shí),對檢查規(guī)則采用插件式管理.可以根據(jù)檢查內(nèi)容的變化,隨意的增加、刪除檢查規(guī)則或修改檢查規(guī)則的代碼即可,而不必修改主程序的源代碼.對于一些較復(fù)雜的檢查可以方便的建立帶有算法的知識規(guī)則,下面以管線碰撞檢查為例.

首先,管線碰撞檢查類繼承主程序的管線檢查接口,然后再在此類中加入管線碰撞的算法.在實(shí)際管線檢查中可能數(shù)據(jù)比較大,為例降低檢查的時(shí)間,因此需要找到一種更為快速的碰撞檢測計(jì)算方法.城市地下管網(wǎng)是在一張大面積區(qū)域上鋪開的管道網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),其 x,y 坐標(biāo)及面積跨度相對較大,而其在高程（z 坐標(biāo)）上的變化相對比較小.整個(gè)管網(wǎng)區(qū)域可以看成一個(gè)薄片,為了降低計(jì)算量,我們可以先把空間三維的管網(wǎng)投影到 XY 平面,忽略它的 z 坐標(biāo),這樣就可以在二維平面中來判斷線段是否相交.而在二維平面利用的向量的混合積來判斷兩根管線段是否相交的算法執(zhí)行效率較高.部分核心C#代碼如下：

double x1, y1, z1, x2, y2, z2, x3, y3, z3, x4, y4, z4,//(x1, y1, z1)與（ x2, y2, z2）為一條管線段的兩個(gè)端點(diǎn)三維坐標(biāo)；（x3, y3, z3）與（x4, y4, z4）為另一條管線段的兩個(gè)端點(diǎn)的三維坐標(biāo)

doubled1, d2, d3, d4, m, n,

等

d1 等于 (x2 - x1) * (y3 - y1) - (x3 - x1) * (y2 - y1),//混合積的值

d2 等于 (x2 - x1) * (y4 - y1) - (x4 - x1) * (y2 - y1),

d3 等于 (x4 - x3) * (y2 - y3) - (x2 - x3) * (y4 - y3),

d4 等于 (x4 - x3) * (y1 - y3) - (x1 - x3) * (y4 - y3),

m 等于 d1 * d2,

n 等于 d3 * d4,//當(dāng)m <, 0 且 n <, 0時(shí)兩管線段相交

如果不相交,則繼續(xù)判斷其與下一根管線段在二維平面是否相交；如果相交,需要z坐標(biāo)進(jìn)行參與,利用基于幾何空間線段的碰撞算法進(jìn)行近一步的精確判斷兩管線段的公垂線的距離,如果公垂線的距離小于兩管線段的半徑的和,則可判定兩管線段發(fā)生碰撞.部分核心C#代碼如下：

double l1, l2, m1, m2, n1, n2, q,//（l1,m1,n1）和（l2,m2,n2）為兩管線段的方向向量,q為兩異面管線段的公垂線距離

等

l1 等于 x2 - x1,

l2 等于 x4 - x3,

m1 等于 y2 - y1,

m2 等于 y4 - y3,

n1 等于 z2 - z1,

n2 等于 z4 - z3,

q 等于 Math.Abs(Math.Pow((x1 - x3) * (m1 * n2 - n1 * m2) + (y1 - y3) * (n1 * l2 - n2 * l1) + (z1 - z3) * (l1 * m2 - l2 * m1), 2.0) / (Math.Pow(l1 * l2 + m1 * m2 + n1 * n2, 2.0) - (l1 * l1 + m1 * m1 + n1 * n1) * (l2 * l2 + m2 * m2 + n2 * n2))),

3.結(jié)語

高質(zhì)量的數(shù)據(jù)是一個(gè)數(shù)據(jù)庫的核心.地下管線探測是一項(xiàng)系統(tǒng)、復(fù)雜的工程,而數(shù)據(jù)的檢查是其中的重要一部分.本文的管線檢查方法,能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行論文范文化的檢查,保證數(shù)據(jù)檢查的全面性和高效性,保證了數(shù)據(jù)的高質(zhì)量,從而使探測數(shù)據(jù)更好的服務(wù)于社會.