■南京水务集团　张 蕾　潘玉明　范 星

前言：供水管网是城市基础设施的重要组成部分，它如同人体“血管”，日夜担负着输配水任务，是城市赖以生存和发展的“生命线”。

江苏省南京水务集团管线管理所负责管养南京主城近六千公里供水管线、96670只闸门和13467只消防栓，供水服务面积800多平方公里。过去，供水管线的资料多以图纸、图表等形式记录保存，采用人工方式进行管理。随着城市飞速发展，庞大的地下供水管网具有系统庞大、运行复杂、管线档案管理工作量大等特性，传统的人工管理已不能适应现代化管网管理要求。

上世纪末，南京水务集团开始探索城市供水管网GIS信息系统技术运用，可谓“起步早、基础好、应用广、发展快”。1996年，管线管理所与南京解放军理工大学合作开发了“供水管网GIS应用系统”。经过10年的技术迭代，2016年，集团GIS系统已升级为基于ArcGIS平台的“南京水务集团管网地理信息系统”。集团借助GIS管网数据及其空间分析，为管网日常生产运行、应急抢修及维护、规划设计、工程改造提供决策和服务。

信息壁垒，管线数据亟待共享

当前，南京市地下管线数据共分两类，一类是综合管线数据，由南京市城市地下管线数字化管理中心（以下简称“市管线中心”）管理，主要覆盖城市主次干道地下管线，仅包括空间位置信息和基础属性信息；另一类是专业管线数据，分散于不同的管理部门和产权单位，数字化程度不一，与综合管线数据相比，属性信息多、专业性更强，但数据格式、空间参考差异大。

近年来，上述两类管线应用虽面向同一区域内的相同管线对象，却形成了具有明显不同语义、数据模型和数据精度的两类空间数据资源，在城市供水管线空间数据的应用和发展上，两类地下管线数据集成度低、共享融合能力差。

要实现城市的智慧发展，只有打破管线数据信息壁垒，打通数据集中和共享途径，实现数据融合匹配，才能保证管线数据的完整性和管线属性的准确性，为城市地下管线的管理、决策提供数据支撑。

科学论证，分步实施推进融合

创新立项，国内首创。2018年开始，南京水务集团在全国行业内率先启动了“供水管网GIS数据匹配融合项目”。在市管线中心指导下，管线管理所联合南京市测绘勘察研究院、南京师范大学组建项目组，开展供水管网匹配融合工作方案的可行性研究。项目组前后选取三个不同的实验区，进行了五轮测试验证，对规则布局的新建城区以及错综复杂的老旧街道小区，分别从自动匹配程序研发及算法设计的准确率和完成率、人工验证的操作方法和效率、外业核查配合调动情况和投入成本等方面，进行了仔细考量。项目组反复打磨方案，于2019年12月推出一套有效可行的实施方案。

追根溯源，分析差异。在GIS系统中，专业管线和规划管线是地下供水管线或设备设施的两种表达，二者进行数据匹配融合的基础，就是经过形式一致化和逻辑规范化，消除彼此差异。找到两者数据差异的成因和来源，是开展此项目必不可少的环节。

前期，项目组经过科学论证，找出两类管线数据空间精度差异之外的四种差异：一是探测范围差异。供水管线探测范围所对应的管线口径和管理责权范围不同。二是数据结构差异。权属单位要求管线、设施和设备的属性详细完整，而市管线中心更注重管网数据组织和基本信息，对专业属性不作探测要求。三是语义差异。两种管线数据在表达方式、逻辑结构、命名习惯等方面表述不同。四是形态差异。因采集要求、探测方式及时效差异，两类管线数据的拓扑关系不同。

分布实施，匹配融合。从专业角度讲，管线数据匹配是指对不同来源的管网数据库进行差异分析后，通过一系列的管网要素相似度指标或规则定义，建立两个管网数据库之间“同名实体”的对应连接关系或映射关系。

近年来，工作人员循序渐进开展数据匹配：一是匹配关系梳理，对市管线中心综合管线和集团专业管线的管点要素名称、管线要素的属性值等差异情况进行梳理；二是程序匹配，通过生成管线骨架线来构建关键节点，对关键节点进行匹配，再计算管线要素之间的相似度筛选出候选匹配集合，然后通过设置不同的阈值组合、阈值优先级规则进行匹配管点的筛选；三是人工校核，对软件处理后的匹配结果采用人工校核的方式进行复查与修正，形成未匹配的问题区域及清单；四是问题清单处理，通过人工校核归纳问题清单，用于后续的核实修测工作。

完成数据匹配后，按照上述匹配关系，工作人员开始进行数据融合，包括用ArcGIS空间校正工具进行局部配准，开展位置校正。对存在匹配关系但属性不一致的两类管线数据，结合图纸资料核查意见和外业核实情况，修改管线属性，并向市管线中心提交修正意见。

融合完成，全景服务生产运营

项目过审，成绩斐然。经过孜孜不倦的努力，今年1月，南京水务集团供水管网GIS数据匹配融合项目顺利通过验收，并被评为“2021年度南京市优秀工程勘察设计奖”。

图为工作人员开展管线数据配准。

该项目一期形成了跨建邺、鼓楼两区238.7千米的公共区域供水管网融合成果。在此基础上，2020年，集团再度优化技术方案，二期形成有效成果793.1千米。两期项目共完成近1032千米公共区域市政供水管网匹配融合。2021年即将完成玄武、秦淮区公共区域供水管网融合，最终形成完整的南京市主城四区供水管网融合成果。

完善数据,精准纠偏。项目完成后，一是提升了管线空间位置准确性，集团供水管线与综合管线空间位置吻合率从最初20.09%提升至88.15%；二是完善了管线数据库信息，补充了集团供水管线数据库缺失的高程信息，解决了因竣工资料缺失导致数据无法更新修正等问题；三是纠正了管线数据错误，筛查梳理出了两类管线无法匹配的疑难问题，修正了双方管线连通关系有误和属性错漏。

编制规程，规范施工。基于该项目编制的《给水管网要素分类代码》《给水管网要素数据字典》《给水管网融合技术规程》等文件，已被用作于集团管线新建工程的竣工测量工作标准和指导。成熟的管线数据库系统、层级清晰的权限预设，对于开展施工文档协同管理，加强施工验收前置，规范管线施工交底发挥着重要作用。

动态维护，实时共享。项目完成后，可通过集约构筑共享平台体系，在管网改造、工程建设、水环境整治等项目上实现信息资源共建共享。运用项目成果，通过时序统筹，可有效提升施工项目管理的协同效率和信息化水平，提高管线信息共享服务、动态更新效率，促进数据与业务流程双向驱动，同时节约管网数据重复测绘采集的成本。

数据价值，全面提升。随着管线数据匹配融合的深度运用，未来可根据集团GIS系统里准确可靠的管网数据和运行资料，建立管网数学模型；通过监测流量、水质、水压，优化管网运行调度；开展管线漏损数据分析；通过算法模型预警爆管事故，提高管网应急抢修效率。

此外，精准的管线源数据，可以拓宽管线数据应用链路，深度解放数据价值，实现数据生态化运营的同时，让每个管线巡视、抢修人员都能变成“活地图”。

深度融合，赋能城市智慧发展

随着城市建设的步伐不断加快，地下管线信息不断变化，保障管线信息数据成果的准确性和现势性，是当前城市地下管线信息建设和管理中面临的重大挑战。数据匹配融合项目是优化和把控存量及增量数据的重要手段，也是当前及今后的工作重点。

智慧创造无限，科技赋能发展。今后，我们将从源头上解决和改善管线数据质量，力求以数据匹配融合和竣工测量成果汇交的同步实施，努力推动南京供水管线数据“一张图”的最终实现。只有真正打破数据壁垒，才能通过完善的本底数据支撑，让城市综合治理“过去可追溯、现在可感知、未来可推演”，助力提升城市公共安全管控水平，护航美丽新南京高品质建设。