摘要: 本文首先介绍了当前地下管线规划设计的现状，指出其缺点，提出了三维GIS技术方法，重点说明了三维GIS技术在地下管线规划设计的中的关键技术，开发出三维地下管线规划设计辅助系统，并带有管理、分析和编辑功能。

关键词：地下管线规划设计；三维GIS技术；管理；分析

一、引言

    城市地下管线是城市基础设施的重要组成部分，是保证城市生产、生活正常运转的重要基础条件，是城市的“生命线”和“血脉”，而城市地下管线规划、建设和管理的基础资料也是应当让公众共享的信息资源。随着城市建设的快速发展，对地下管线的依赖性也越来越强，但是，由于历史和现实的各种原因，地下管线规划设计滞后于城市的发展和国内同行业水平，其混乱无序的状况已成为阻碍城市建设和经济发展的瓶颈。因此，合理规划和利用地下管线信息资源，是势在必行的事情。本文城市管线规划设计的现状，分析了地下管线规划建设存在的一些问题，并针对问题提出了相关的对策建议。

二、现状

目前地下管线规划设计绝大多数都在借助于2维CAD或GIS来完成实现，大概流程如下：
1、根据各管线专业以及总图专业协调，确定厂区总平面布置图
2、根据总平面布置图，各管线专业确定其专业管线的大致走向，形成管线通廊。
   （主要依据：道路建筑物范围、走向等）
3、各专业提节点坐标（管线重要特征处的点）
4、总图专业进行管线综合设计，确定管线的埋深、标高等属性：对现有的工程管线进行现状分析，把握管线现状规律，主要通过对现有管线查询分析等，主要包括：
（1）、现状管线平面布局分析
利用已有的2维管线系统，在规划管线穿过的区域内对给水、排水、中水等综合管线分类查询，从而快速把握各类不同管线的分布位置，总结出现状管线的平面布局规律。
（2）、现状管线横向、纵向布局分析
   利用已有的2维管线系统，在规划管线穿过的区域内绘制出横断面、纵断面、管线净距离，分析管线的走向规律、交叉情况等。
（3）、确定埋深和标高等
5、根据总图专业的综合图，各管线专业发专业管线施工图
6、甲方（厂）进行管线施工
7、若在施工过程中，不能按照管线施工图进行施工，由甲方向设计单位发修改通知，设计单位发确认修改通知
8、施工完毕，发管线竣工图。
　　其中，管线规划设计最重要的环节是第4步即总图专业进行管线综合设计，确定管线的埋深、标高等属性；尤其在2维GIS系统只能表达2维信息，其缺点如下；
　　1)、不能形象展示管线的三维空间位置
　　2)、不能表达管线之间的三维关系
　　3)、规划设计需要多次反复比较等
　　同时 3维GIS系统具有2维GIS系统所没有的优点：
　　1)、能形象展示管线的三维空间位置
　　2)、能表达管线之间的三维关系
　　3)、规划设计一次到位
　　所以，3维GIS技术是管线规划设计的趋势和选择。

三、三维地下管线规划设计的关键技术

1、三维GIS技术

1．1 高效的四叉树、LOD算法和3维地图引擎：四叉树、LOD算法，使得场景能快速绘制渲染；高效的组织空间对象。

1．2 基于组件的开放式：  必须使用COM技术，从核心到应用开发界面，使得系统拥有了开放性和延展性。采用了先进的系统构架技术；在拥有日趋庞大的功能集的同时，系统仍然保持高度的稳定性

1．3 强大的三维空间数据处理能力 ： 支持包括精确空间建模与实时编辑、支持多人协同制作场景、出色的三维矢量数据处理能力、基于元数据的编辑、二三维信息无缝整合在内的强大的三维空间数据处理能力

1．4 海量数据管理调度能力：在海量数据管理调度能力上能够做到与关系数据库的无缝集成、多元多尺度数据无缝集成和海量地形支持

2、三维管线数据与背景数据的处理

2．1 三维管线数据
   通过已有的管线施工图，在3dmax下建模，再入库
  
2．2 背景数据
  背景数据（建筑物和道路等设施），通过原始CAD图，在3dmax下建模，再入库

3、三维地下管线规划设计的功能

3．1 数据加载
   主要加载管线数据，建筑数据等。
  
3．2 地图操作
   地图操作主要有选择、漫游、缩放、移动

3．3 信息查询
   主要包括鼠标查询管线的信息和通过属性信息来查询管线图形
  
3．4 量测
  距离量测和角度量测

3．5 图层控制
  包括已经加载图层的显示状态和选择状态

3．6 规划点拾取
  主要是在3维场景中设置规划管线的点的平面位置

3．7 规划点输入
  将已知规划管线的平面坐标输入系统，与3.6类似

3．8 规划管线的标高的拖动
  系统提供专门的拖动工具，使用户方便自由的拖动管点上下移动，在合适的位置固定。

3．9规划管线的节点的输出
将规划好的管线的各个节点的平面坐标和标高输出 ，并计算各段管段的长度

四、三维地下管线规划设计的相关功能
1、编辑：通过附加模块实现管线的增、删和改、属性信息的编辑
2、空间分析：通视性分析、碰撞分析
3、断面分析：横断面展开图，纵断面展开图

五 、结论
　　三维地下管线规划设计系统无论从使用角度还是从管理角度，都符合用户的要求，不仅减少用户的时间、人力和才力，从技术角度，也是必然趋势，极大地提高了信息化水平，使得管线规划设计更规范、合理、高效和务实。（北京空间经维软件技术有限公司）