一种城市管网分层识别方法及系统与流程

1.本发明涉及城市数字化技术，具体涉及一种城市管网分层识别方法及系统。


背景技术：

2.城市的发展离不开地下管网的建设与扩容，它是整个城市运转的基础部分，也是城市地下空间部分的一项基础设施。城市地下各类管点、管线、管沟等管线部件，及其纵横交错的关联关系，构成交错复杂的城市综合地下管网。利用地下管线探测技术、数字测绘技术对地下管线采集、入库，建立现状城市地下管线信息数据库及其共享平台，为城市地下管线相关的业务应用系统提供数据信息和应用共享服务，为城市规划、建设、管理和应急救援等提供数据信息和技术支持。
3.随着城市管网信息网的初步建成，其已经可以为地下管线的碰撞检测、新建地下管线等项目提供充分的数据支持，但是一个大型城市的地下管网往往可达上千公里长度，造成城市地下管网数据量非常庞大，在这些数据的使用过程中，如何更好的精简数据并达到良好的使用效果已经成为了现在需要尽快解决的技术难题。


技术实现要素：

4.为了至少克服现有技术中的上述不足，本技术的目的在于提供一种城市管网分层识别方法及系统。
5.第一方面，本技术实施例提供了一种城市管网分层识别方法，包括：获取目标区域的城市地下管线的布线模型；根据地下管线的种类沿埋深将所述布线模型划分为多个分层；当新建地下管线时，根据所述地下管线的类型在所述布线模型中选择对应的分层作为行进分层；根据新建的地下管线的设计规划将新建的地下管线划分为多个分段，并选出需要进行管线走线设计的分段作为目标分段；获取所述目标分段的起点和终点，并根据所述起点、所述终点和所述目标分段对应的所述行进分层获取所述目标分段可能穿越的地下空间；将所述地下空间中每个行进分层都拆分为多个行进分块；根据所述行进分块内的既有管线长度和所述行进分块边界面的管道分布为每个行进分块赋值；通过蚁群算法规划所述目标分段从所述起点到所述终点的最优路径；所述最优路径为穿过的所有行进分块的赋值总和最小。
6.本技术实施例实施时，需要获取对应的布线模型，该布线模型可以是点云模型，也可以是矢量模型，只需要可以获取一定区域内既有的管线信息即可。对于地下管线来说，根据相应的设计规范，不同类型的地下管线的设计埋深都有所不同，为了减少布线模型使用时的数据量，可以根据埋深将布线模型划分为多个分层，每次需要使用时，只需要调用对应
的分层即可，减少调用的数据量。
7.在本技术实施例中，为了实现新建地下管线的自动化规划，新建地下管线的规划阶段，先削减需要调用的布线模型，即只调取对应的行进分层。为了对新建的地下管线进行线路规划以供后续完成设计，需要先进行分段的路径选择；其中分段的依据可以根据设计规划选取，如接驳点位等，本技术实施例不多做复述；划分之后需要进行走线设计的分段即为目标分段，需要在一定区域内规划目标分段的走线。
8.在本技术实施例中，在获取了目标分段的起点和终点后，需要从行进分层中获取可供目标分段穿行的地下空间，并在该地下空间的基础上进行规划计算。规划计算的主要目的是为了选取出一条更为容易穿越的线路来进行后续的管线设计，减少目标分段在地下空间中穿越时发生与既有管线碰撞的几率。为了实现上述目的，本技术实施例将地下空间中每个行进分层都进行拆分，拆分为多个行进分块，具体的拆分依据可以采用等间距拆分，也可以根据既有线的实际情况和新建管线的相关要求进行拆分，如以竖井的作为分界线进行拆分。
9.本技术实施例实施时，为了便于通过计算机手段进行快速的路径识别，需要为行进分块进行赋值，即将其数字化后采用蚁群算法进行最优路径的选择，从而完成新建地下管网的最优规划。本技术实施例通过上述技术方案，实现了在新建地下管线时，对已有的城市管网信息网的简化和应用，一方面提升了城市地下管网设计规划的自动化程度，另一方面可以通过本方案长期的应用实现城市地下管网分布的均匀程度，减少管网聚集，降低使用风险。
10.在一种可能的实现方式中，根据所述行进分块内的既有管线长度和所述行进分块边界面的管道分布为每个行进分块赋值包括：计算所述行进分块内既有管线长度作为所述行进分块的块赋值；计算所述行进分块边界面的管线数量，并赋予管线权重作为所述行进分块的面赋值；所述管线权重相关于所述行进分块的体积；将所述块赋值和所述面赋值作为所述行进分块的赋值。
11.在一种可能的实现方式中，通过蚁群算法规划所述目标分段从所述起点到所述终点的最优路径包括：根据所述地下空间中的所述行进分块的赋值构建无向图；所述无向图的节点为所述行进分块，且所述节点的值为对应的所述行进分块的块赋值；所述无向图的边为所述行进分块的边界面，且所述边的值为对应的所述边界面的面赋值；所述无向图的端点为所述起点和所述终点；根据所述无向图中节点的值和边的值构建前进权重，并根据所述前进权重迭代计算所述无向图中所述起点到所述终点的最优路径。
12.在一种可能的实现方式中，计算所述行进分块内既有管线长度作为所述行进分块的块赋值包括：获取所述目标分段的所述起点到所述终点在所述地下空间的坐标系中的倾斜角度作为基准倾斜角度；根据所述行进分块内既有管线在所述地下空间的坐标系中的倾斜角度和所述基准倾斜角度的差异计算所述既有管线的长度对应的权重；
根据所述权重对所述既有管线的长度进行加权计算形成所述块赋值。
13.在一种可能的实现方式中，根据所述行进分块内既有管线在所述地下空间的坐标系中的倾斜角度和所述基准倾斜角度的差异计算所述既有管线的长度对应的权重包括：将所述行进分块内既有管线在所述地下空间的坐标系中的倾斜角度和所述基准倾斜角度的差异角度作为测定角度；以所述测定角度的正弦值作为所述权重。
14.在一种可能的实现方式中，根据所述行进分块内既有管线在所述地下空间的坐标系中的倾斜角度和所述基准倾斜角度的差异计算所述既有管线的长度对应的权重还包括：当所述既有管线在所述地下空间的坐标系中具备多个倾斜角度时，根据不同的所述倾斜角度对所述既有管线进行分段，并计算每个分段的所述测定角度的正弦值作为对应该分段的所述权重。
15.第二方面，本技术实施例提供了一种城市管网分层识别系统，包括：获取模块，被配置为获取目标区域的城市地下管线的布线模型；分层模块，被配置为根据地下管线的种类沿埋深将所述布线模型划分为多个分层；选择模块，被配置为当新建地下管线时，根据所述地下管线的类型在所述布线模型中选择对应的至少一个分层作为行进分层；分段模块，被配置为根据新建的地下管线的设计规划将新建的地下管线划分为多个分段，并选出需要进行管线走线设计的分段作为目标分段；空间划分模块，被配置为获取所述目标分段的起点和终点，并根据所述起点、所述终点和所述目标分段对应的所述行进分层获取所述目标分段可能穿越的地下空间；分块模块，被配置为将所述地下空间中每个行进分层都拆分为多个行进分块；赋值模块，被配置为根据所述行进分块内的既有管线长度和所述行进分块边界面的管道分布为每个行进分块赋值；路径模块，被配置为通过蚁群算法规划所述目标分段从所述起点到所述终点的最优路径；所述最优路径为穿过的所有行进分块的赋值总和最小。
16.在一种可能的实现方式中，所述赋值模块还被配置为：计算所述行进分块内既有管线长度作为所述行进分块的块赋值；计算所述行进分块边界面的管线数量，并赋予管线权重作为所述行进分块的面赋值；所述管线权重相关于所述行进分块的体积；将所述块赋值和所述面赋值作为所述行进分块的赋值。
17.在一种可能的实现方式中，所述路径模块还被配置为：根据所述地下空间中的所述行进分块的赋值构建无向图；所述无向图的节点为所述行进分块，且所述节点的值为对应的所述行进分块的块赋值；所述无向图的边为所述行进分块的边界面，且所述边的值为对应的所述边界面的面赋值；所述无向图的端点为所述起点和所述终点；根据所述无向图中节点的值和边的值构建前进权重，并根据所述前进权重迭代计算所述无向图中所述起点到所述终点的最优路径。
18.在一种可能的实现方式中，所述赋值模块还被配置为：
获取所述目标分段的所述起点到所述终点在所述地下空间的坐标系中的倾斜角度作为基准倾斜角度；根据所述行进分块内既有管线在所述地下空间的坐标系中的倾斜角度和所述基准倾斜角度的差异计算所述既有管线的长度对应的权重；根据所述权重对所述既有管线的长度进行加权计算形成所述块赋值。
19.本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：本发明一种城市管网分层识别方法及系统，通过上述技术方案，实现了在新建地下管线时，对已有的城市管网信息网的简化和应用，一方面提升了城市地下管网设计规划的自动化程度，另一方面可以通过本方案长期的应用实现城市地下管网分布的均匀程度，减少管网聚集，降低使用风险。
附图说明
20.此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本技术的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：图1为本技术实施例方法流程示意图；图2为本技术实施例地下空间划分示意图。
具体实施方式
21.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解，本技术中附图 仅起到说明和描述的目的，并不用于限定本技术的保护范围。另外，应当理解，示意性的附图并未按实物比例绘制。本技术中使用的流程图示出了根据本技术实施例的一些实施例实现的操作。应该理解，流程图的操作可以不按顺序实现，没有逻辑的上下文关系的步骤可以反转顺序或者同时实施。此外，本领域技术人员在本技术内容的指引下，可以向流程图添加一个或多个其它操作，也可以从流程图中移除一个或多个操作。
22.另外，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。
23.请结合参阅图1，为本发明实施例所提供的一种城市管网分层识别方法的流程示意图，进一步地，所述一种城市管网分层识别方法具体可以包括以下步骤s1-步骤s8所描述的内容。
24.s1：获取目标区域的城市地下管线的布线模型；s2：根据地下管线的种类沿埋深将所述布线模型划分为多个分层；s3：当新建地下管线时，根据所述地下管线的类型在所述布线模型中选择对应的分层作为行进分层；s4：根据新建的地下管线的设计规划将新建的地下管线划分为多个分段，并选出需要进行管线走线设计的分段作为目标分段；
s5：获取所述目标分段的起点和终点，并根据所述起点、所述终点和所述目标分段对应的所述行进分层获取所述目标分段可能穿越的地下空间；s6：将所述地下空间中每个行进分层都拆分为多个行进分块；s7：根据所述行进分块内的既有管线长度和所述行进分块边界面的管道分布为每个行进分块赋值；s8：通过蚁群算法规划所述目标分段从所述起点到所述终点的最优路径；所述最优路径为穿过的所有行进分块的赋值总和最小。
25.本技术实施例实施时，需要获取对应的布线模型，该布线模型可以是点云模型，也可以是矢量模型，只需要可以获取一定区域内既有的管线信息即可。对于地下管线来说，根据相应的设计规范，不同类型的地下管线的设计埋深都有所不同，为了减少布线模型使用时的数据量，可以根据埋深将布线模型划分为多个分层，每次需要使用时，只需要调用对应的分层即可，减少调用的数据量。
26.在本技术实施例中，为了实现新建地下管线的自动化规划，新建地下管线的规划阶段，先削减需要调用的布线模型，即只调取对应的行进分层。为了对新建的地下管线进行线路规划以供后续完成设计，需要先进行分段的路径选择；其中分段的依据可以根据设计规划选取，如接驳点位等，本技术实施例不多做复述；划分之后需要进行走线设计的分段即为目标分段，需要在一定区域内规划目标分段的走线。
27.在本技术实施例中，在获取了目标分段的起点和终点后，需要从行进分层中获取可供目标分段穿行的地下空间，并在该地下空间的基础上进行规划计算。规划计算的主要目的是为了选取出一条更为容易穿越的线路来进行后续的管线设计，减少目标分段在地下空间中穿越时发生与既有管线碰撞的几率。为了实现上述目的，本技术实施例将地下空间中每个行进分层都进行拆分，拆分为多个行进分块，具体的拆分依据可以采用等间距拆分，也可以根据既有线的实际情况和新建管线的相关要求进行拆分，如以竖井的作为分界线进行拆分。
28.本技术实施例实施时，为了便于通过计算机手段进行快速的路径识别，需要为行进分块进行赋值，即将其数字化后采用蚁群算法进行最优路径的选择，从而完成新建地下管网的最优规划。本技术实施例通过上述技术方案，实现了在新建地下管线时，对已有的城市管网信息网的简化和应用，一方面提升了城市地下管网设计规划的自动化程度，另一方面可以通过本方案长期的应用实现城市地下管网分布的均匀程度，减少管网聚集，降低使用风险。
29.在一种可能的实现方式中，根据所述行进分块内的既有管线长度和所述行进分块边界面的管道分布为每个行进分块赋值包括：计算所述行进分块内既有管线长度作为所述行进分块的块赋值；计算所述行进分块边界面的管线数量，并赋予管线权重作为所述行进分块的面赋值；所述管线权重相关于所述行进分块的体积；将所述块赋值和所述面赋值作为所述行进分块的赋值。
30.本技术实施例实施时，为了计算对应的地下空间中新建管线的走向，需要对行进分块赋值形成有向图或者无向图进行计算，为了准确评价进出一个行进分块对新建管线所带来的影响，本技术实施例从两个方面进行考虑：第一个方面，通过行进分块内既有管线的
长度对新建管线穿越该行进分块的难度进行评估；第二个方面，通过行进分块边界面的管线数量对新建管线穿越该边界面的难度进行评估。基于上述的块赋值和面赋值可以很好的表征每个行进分块对新建管线的影响。具体的，对于面赋值来说，需要预设一个正比于行进分块体积的管线权重来保证面赋值可以和块赋值对管线规划具有相同或相应的影响力。
31.在一种可能的实现方式中，通过蚁群算法规划所述目标分段从所述起点到所述终点的最优路径包括：根据所述地下空间中的所述行进分块的赋值构建无向图；所述无向图的节点为所述行进分块，且所述节点的值为对应的所述行进分块的块赋值；所述无向图的边为所述行进分块的边界面，且所述边的值为对应的所述边界面的面赋值；所述无向图的端点为所述起点和所述终点；根据所述无向图中节点的值和边的值构建前进权重，并根据所述前进权重迭代计算所述无向图中所述起点到所述终点的最优路径。
32.本技术实施例实施时，请参阅图2，示出了地下空间划分的情况和无向图构建的情况，不同于现有技术中的无向图，本技术实施例中的节点和边均是有赋值的，所以在进行无向图的相关计算时，需要根据无向图中节点的值和边的值进行前进权重的构建，该权重需要反比于前进方向上节点的值和边的值，该权重是用于进行蚁群算法中前进方向的选择的，通过前进权重进行计算迭代，可以生成多条无向图中从起点到终点的路径，将这些路径中穿过的所有行进分块的赋值总和最小的路径作为最优路径，可以使得新建管线可以获取最优的规划。优选的，为了便于有向图的建立，行进分块采用四面体或者六面体，且行进分块每个边界面最多只连接一个行进分块。
33.在一种可能的实现方式中，计算所述行进分块内既有管线长度作为所述行进分块的块赋值包括：获取所述目标分段的所述起点到所述终点在所述地下空间的坐标系中的倾斜角度作为基准倾斜角度；根据所述行进分块内既有管线在所述地下空间的坐标系中的倾斜角度和所述基准倾斜角度的差异计算所述既有管线的长度对应的权重；根据所述权重对所述既有管线的长度进行加权计算形成所述块赋值。
34.在一种可能的实现方式中，根据所述行进分块内既有管线在所述地下空间的坐标系中的倾斜角度和所述基准倾斜角度的差异计算所述既有管线的长度对应的权重包括：将所述行进分块内既有管线在所述地下空间的坐标系中的倾斜角度和所述基准倾斜角度的差异角度作为测定角度；以所述测定角度的正弦值作为所述权重。
35.本技术实施例实施时，在实际使用中，发明人发现，其实在同一个行进分块中，不同角度的既有管线对于新建管线穿越的影响存在差异，例如如果存在和基准倾斜角度方向相同的既有管线，只需要轻微的设计变动就可以避开该既有管线，反之，如果新建管线正交于既有管线，就需要考虑管线相互穿越时相互之间的影响。所以在本技术实施例中以测定角度的正弦值作为权重对不同的既有管线的影响进行修正，以提高最终的规划准确率。
36.在一种可能的实现方式中，根据所述行进分块内既有管线在所述地下空间的坐标系中的倾斜角度和所述基准倾斜角度的差异计算所述既有管线的长度对应的权重还包括：
当所述既有管线在所述地下空间的坐标系中具备多个倾斜角度时，根据不同的所述倾斜角度对所述既有管线进行分段，并计算每个分段的所述测定角度的正弦值作为对应该分段的所述权重。
37.本技术实施例实施时，一般地下空间中既有管线可能会存在角度变化，所以可以驾驭不同的倾斜角度分段进行权重计算，以提高最终规划率。
38.基于同样的发明构思，还提供了一种城市管网分层识别系统，所述系统包括：获取模块，被配置为获取目标区域的城市地下管线的布线模型；分层模块，被配置为根据地下管线的种类沿埋深将所述布线模型划分为多个分层；选择模块，被配置为当新建地下管线时，根据所述地下管线的类型在所述布线模型中选择对应的至少一个分层作为行进分层；分段模块，被配置为根据新建的地下管线的设计规划将新建的地下管线划分为多个分段，并选出需要进行管线走线设计的分段作为目标分段；空间划分模块，被配置为获取所述目标分段的起点和终点，并根据所述起点、所述终点和所述目标分段对应的所述行进分层获取所述目标分段可能穿越的地下空间；分块模块，被配置为将所述地下空间中每个行进分层都拆分为多个行进分块；赋值模块，被配置为根据所述行进分块内的既有管线长度和所述行进分块边界面的管道分布为每个行进分块赋值；路径模块，被配置为通过蚁群算法规划所述目标分段从所述起点到所述终点的最优路径；所述最优路径为穿过的所有行进分块的赋值总和最小。
39.在一种可能的实现方式中，所述赋值模块还被配置为：计算所述行进分块内既有管线长度作为所述行进分块的块赋值；计算所述行进分块边界面的管线数量，并赋予管线权重作为所述行进分块的面赋值；所述管线权重相关于所述行进分块的体积；将所述块赋值和所述面赋值作为所述行进分块的赋值。
40.在一种可能的实现方式中，所述路径模块还被配置为：根据所述地下空间中的所述行进分块的赋值构建无向图；所述无向图的节点为所述行进分块，且所述节点的值为对应的所述行进分块的块赋值；所述无向图的边为所述行进分块的边界面，且所述边的值为对应的所述边界面的面赋值；所述无向图的端点为所述起点和所述终点；根据所述无向图中节点的值和边的值构建前进权重，并根据所述前进权重迭代计算所述无向图中所述起点到所述终点的最优路径。
41.在一种可能的实现方式中，所述赋值模块还被配置为：获取所述目标分段的所述起点到所述终点在所述地下空间的坐标系中的倾斜角度作为基准倾斜角度；根据所述行进分块内既有管线在所述地下空间的坐标系中的倾斜角度和所述基准倾斜角度的差异计算所述既有管线的长度对应的权重；根据所述权重对所述既有管线的长度进行加权计算形成所述块赋值。
42.本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单
元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
43.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。
44.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显然本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
45.另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
46.所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网格设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，randomaccess memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
47.以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种城市管网分层识别方法，其特征在于，包括：获取目标区域的城市地下管线的布线模型；根据地下管线的种类沿埋深将所述布线模型划分为多个分层；当新建地下管线时，根据所述地下管线的类型在所述布线模型中选择对应的分层作为行进分层；根据新建的地下管线的设计规划将新建的地下管线划分为多个分段，并选出需要进行管线走线设计的分段作为目标分段；获取所述目标分段的起点和终点，并根据所述起点、所述终点和所述目标分段对应的所述行进分层获取所述目标分段可能穿越的地下空间；将所述地下空间中每个行进分层都拆分为多个行进分块；根据所述行进分块内的既有管线长度和所述行进分块边界面的管道分布为每个行进分块赋值；通过蚁群算法规划所述目标分段从所述起点到所述终点的最优路径；所述最优路径为穿过的所有行进分块的赋值总和最小。2.根据权利要求1所述的一种城市管网分层识别方法，其特征在于，根据所述行进分块内的既有管线长度和所述行进分块边界面的管道分布为每个行进分块赋值包括：计算所述行进分块内既有管线长度作为所述行进分块的块赋值；计算所述行进分块边界面的管线数量，并赋予管线权重作为所述行进分块的面赋值；所述管线权重相关于所述行进分块的体积；将所述块赋值和所述面赋值作为所述行进分块的赋值。3.根据权利要求2所述的一种城市管网分层识别方法，其特征在于，通过蚁群算法规划所述目标分段从所述起点到所述终点的最优路径包括：根据所述地下空间中的所述行进分块的赋值构建无向图；所述无向图的节点为所述行进分块，且所述节点的值为对应的所述行进分块的块赋值；所述无向图的边为所述行进分块的边界面，且所述边的值为对应的所述边界面的面赋值；所述无向图的端点为所述起点和所述终点；根据所述无向图中节点的值和边的值构建前进权重，并根据所述前进权重迭代计算所述无向图中所述起点到所述终点的最优路径。4.根据权利要求2所述的一种城市管网分层识别方法，其特征在于，计算所述行进分块内既有管线长度作为所述行进分块的块赋值包括：获取所述目标分段的所述起点到所述终点在所述地下空间的坐标系中的倾斜角度作为基准倾斜角度；根据所述行进分块内既有管线在所述地下空间的坐标系中的倾斜角度和所述基准倾斜角度的差异计算所述既有管线的长度对应的权重；根据所述权重对所述既有管线的长度进行加权计算形成所述块赋值。5.根据权利要求4所述的一种城市管网分层识别方法，其特征在于，根据所述行进分块内既有管线在所述地下空间的坐标系中的倾斜角度和所述基准倾斜角度的差异计算所述既有管线的长度对应的权重包括：将所述行进分块内既有管线在所述地下空间的坐标系中的倾斜角度和所述基准倾斜
角度的差异角度作为测定角度；以所述测定角度的正弦值作为所述权重。6.根据权利要求5所述的一种城市管网分层识别方法，其特征在于，根据所述行进分块内既有管线在所述地下空间的坐标系中的倾斜角度和所述基准倾斜角度的差异计算所述既有管线的长度对应的权重还包括：当所述既有管线在所述地下空间的坐标系中具备多个倾斜角度时，根据不同的所述倾斜角度对所述既有管线进行分段，并计算每个分段的所述测定角度的正弦值作为对应该分段的所述权重。7.一种城市管网分层识别系统，其特征在于，使用权利要求1~6任意一项所述方法，所述系统包括：获取模块，被配置为获取目标区域的城市地下管线的布线模型；分层模块，被配置为根据地下管线的种类沿埋深将所述布线模型划分为多个分层；选择模块，被配置为当新建地下管线时，根据所述地下管线的类型在所述布线模型中选择对应的至少一个分层作为行进分层；分段模块，被配置为根据新建的地下管线的设计规划将新建的地下管线划分为多个分段，并选出需要进行管线走线设计的分段作为目标分段；空间划分模块，被配置为获取所述目标分段的起点和终点，并根据所述起点、所述终点和所述目标分段对应的所述行进分层获取所述目标分段可能穿越的地下空间；分块模块，被配置为将所述地下空间中每个行进分层都拆分为多个行进分块；赋值模块，被配置为根据所述行进分块内的既有管线长度和所述行进分块边界面的管道分布为每个行进分块赋值；路径模块，被配置为通过蚁群算法规划所述目标分段从所述起点到所述终点的最优路径；所述最优路径为穿过的所有行进分块的赋值总和最小。8.根据权利要求7所述的一种城市管网分层识别系统，其特征在于，所述赋值模块还被配置为：计算所述行进分块内既有管线长度作为所述行进分块的块赋值；计算所述行进分块边界面的管线数量，并赋予管线权重作为所述行进分块的面赋值；所述管线权重相关于所述行进分块的体积；将所述块赋值和所述面赋值作为所述行进分块的赋值。9.根据权利要求8所述的一种城市管网分层识别系统，其特征在于，所述路径模块还被配置为：根据所述地下空间中的所述行进分块的赋值构建无向图；所述无向图的节点为所述行进分块，且所述节点的值为对应的所述行进分块的块赋值；所述无向图的边为所述行进分块的边界面，且所述边的值为对应的所述边界面的面赋值；所述无向图的端点为所述起点和所述终点；根据所述无向图中节点的值和边的值构建前进权重，并根据所述前进权重迭代计算所述无向图中所述起点到所述终点的最优路径。10.根据权利要求8所述的一种城市管网分层识别系统，其特征在于，所述赋值模块还被配置为：
获取所述目标分段的所述起点到所述终点在所述地下空间的坐标系中的倾斜角度作为基准倾斜角度；根据所述行进分块内既有管线在所述地下空间的坐标系中的倾斜角度和所述基准倾斜角度的差异计算所述既有管线的长度对应的权重；根据所述权重对所述既有管线的长度进行加权计算形成所述块赋值。

技术总结
本发明公开了一种城市管网分层识别方法及系统，应用于城市数字化技术领域，其中方法包括：获取布线模型；将布线模型划分为多个分层；当新建地下管线时选择对应的分层作为行进分层；将新建的地下管线划分为多个分段，并选出目标分段；获取目标分段可能穿越的地下空间；将每个行进分层拆分为多个行进分块；通过蚁群算法规划目标分段从起点到终点的最优路径。本发明实现了在新建地下管线时，对已有的城市管网信息网的简化和应用，一方面提升了城市地下管网设计规划的自动化程度，另一方面可以通过本方案长期的应用实现城市地下管网分布的均匀程度，减少管网聚集，降低使用风险。降低使用风险。降低使用风险。


技术研发人员：陈涛 林修全 王勇 黄涛银 张波 于松松
受保护的技术使用者：成都经开地理信息勘测设计院有限公司
技术研发日：2023.06.28
技术公布日：2023/8/1