地下管网信息系统

地下管网信息系统（精选10篇）

地下管网信息系统 篇1

引言

校园地下管网信息系统是指利用GIS技术、现代关系数据库、网络技术、多媒体技术和测绘、规划等专业技术, 采集、管理、更新、综合分析、辅助设计与处理学校地下管网信息的系统。

研究了校园地下管线系统总体设计框架及系统的结构体系, 并利用GIS特有的空间分析功能和直观的可视化表达, 实现对地下管线资源数字化、智能化的动态管理, 为地下管线规划提供辅助分析与辅助决策, 避免因工程施工损坏管道而造成重大经济损失, 从而更好地为校园规划管理服务。

1 系统结构设计

1.1 系统数据库设计

系统数据库包括空间数据库和属性数据库两部分。空间数据库使用ESRI的数据格式Personal Geodatabase, personal Geodatabase是一种使用了关系数据库技术的地理数据格式, 利用关系数据库的特点它可以快速的检索和更新数据。通过对校园地下管网进行详细的划分, 将空间数据分为道路、建筑物、湖泊、地下电缆、水管线路、天然气管道、井盖等图层。

属性数据库使用Access表, 主要有电缆表 (Cable) , 水管表 (Water) , 井盖分布表 (Cap) 等。

1.2 系统总体结构设计

2 系统实现

2.1 开发平台

校园地下管网信息系统开发语言为Visual Basic 6.0, 采用的地理信息系统开发平台为Arc GIS Engine9.0, 属性数据库为Access2003。

系统利用接口编程的方式完成系统的开发, 主界面如图2所示。

2.2系统功能实现

校园地下管网信息系统具有常用的GIS系统功能, 如基本的地图操作、空间数据编辑、查询等, 同时也具有管道地理信息系统的特殊功能, 如管网资产管理、管网故障分析。根据用户指定的事故要素 (管道、阀门等) , 通过系统的辅助分析功能计算出抢修时关闭方案, 计算受损管网, 受影响用户范围。系统重点突出的是缓冲区分析、空间查询和打印出图功能。

(1) 缓冲区分析

在官网建设施工过程中, 利用GIS的缓冲区 (Buffer) 模型, 对要铺设的管道进行缓冲区分析, 并将计算出的缓冲区与数字高程模型叠加, 计算其工程土方量。或使用计算出的缓冲区, 与其他地物图层叠加, 看管道施工是否受其他建筑、管线等的影响。以缓冲区分析和叠加分析为基础进行管线沿线构筑物基础数据和管线数据的专题分析。

(2) 查询检索功能

在GIS系统中可以按自定义条件对管网目标进行查询。如:可按地名、年代、口径、材料、安装单位等单条件或组合条件来查询;也可以单击管网目标来快速查询;也可实现点查询、线查询、缓冲区查询等。

(3) 打印出图

综合丰富的空间和属性数据, 根据各种不同的需要制作专题图并打印输出。如输出某类管线的地图, 带有图例的不同管线空间关系的专题图, 各类统计图表, 各种分析得到的结果图。可以对地图相对自由的排版, 设计不同的风格, 满足不同的出图需要。可按条件或自定义条件对管理目标进行统计并产生统计图。并做成专题图, 加上图例、指南针、比例尺、专题图标题等等, 输出保存或讨论使用。如图3所示。

结束语

基于GIS的校园地下管线信息系统的设计, 通过建立分级, 分布式的地下管线数据库, 合理的组织数据;通过建立具有空间化、数字化、网格化、智能化的可视化系统, 有利于对校园错综复杂的地下管线基础设施进行高效、直观、合理的管理, 使校园建设实现数字化、规范化、现代化、科学化。

摘要：校园地下管网管理是校园管理的重要工作, 对水管、电缆、污水管道等各类地下管线获取及时、准确的信息, 并进行系统、有效的管理, 是校园管理面临的重要技术问题。以ArcGIS Engine为平台, Visual Basic6.0为开发工具, 设计开发了哈尔滨师范大学校园地下管网信息系统, 直接地实现地下管网的空间查询、维护功能以及对地下管网复杂的空间分析, 直观地展现分析结果, 为学校管理者提供科学管理。

关键词：ArcGIS Engine,GIS,校园管网系统

参考文献

[1]朱莉, 李晖, 陈宗信.中国地质大学 (武汉) 校园地下管网系统的研究[J].科技进步与对策, 2000, 17 (9) :179-180.

[2]孟亚锋, 张淑英.城市地下综合管网地理信息系统[J].工程设计CAD与智能建筑, 2002 (2) :7～10.

[3]刘涛, 谭仁春.运用组件技术进行GIS的开发[A].2006年测绘新技术应用交流会论文集[C].2006.

地下管网信息系统 篇2

赵县“城市信息地下共用管网”项目协调会

讲话提纲

同志们：

今天，把大家请过来，主要是就赵县“城市信息地下共用管网”项目建设进行研究部署。

近年来，电信、移动、联通、广播等各项事业得到持续、快速发展，有关部门和企业为我县经济建设和社会发

展做出了重要贡献。同时，由于没有统一的共用管网规划和管理上的脱节，也形成了弱电线杆林立、线路如网的紊乱局面，对城市交通和城市形象造成了一定的负面影响。在这种情况下，建设地下弱电管网、进一步优化县城形象已成为当务之急。但是，在当前信息经营企业多元化竞争发展的现状下，按照信息经营企业各自的意志分散建设地下管网，势必形成小规模、低水平重复建设和无序发展的局面，出现城市道路反复开挖，地下管网纵横交错的现象。因此，县政府在深入调研、多方考察的基础上，决定借鉴先进城市成功经验，按照统一规划、统一设计、统一投资、统一建设、统一管理、统一维护的原则，建设城市信息地下共用管网，合理配置城市地下资源，最大限度地利用资源价值，实现城市地下通信管网一次性铺设到位，达到和满足县城二十年到五十年的通信管网需求。通过这项工程的实施，一方面将从根本上改变城区弱电网林立的现象，美化城市环境，提升赵县形象；另一方面将建成布局合理、有利于城市长远发展的地下信息管网基础平台，为我县信息化传输宽带化提供有力保证，全面提高信息设施水平，可以有效地改善投资环境，促进对外开放和经济发展。好范文版权所有

下面，请河北城通网络工程投资有限公司石家庄分公司总经理钟毅先生介绍一下项目情况。

······

刚才，钟总介绍了赵县城市信息地下共用管网项目基本情况，下面，我就项目建设有关问题讲几点意见：

一、经县政府研究决定，赵县城市信息地下共用管网工程由河北城通网络工程投资有限公司石家庄分公司组织实施，县政府给予该公司赵县地下公用信息管网建设专营权。项目建设及运营合同期内，县规划主管部门不再批准其它路由，其它任何单位不得再建地下信息管网，同时要求现有地上弱电缆线要随着该项目的建设同步入地。

二、赵县各信息经营企业，要与项目建设单位搞好配合，积极参加赵县城市信息地下共用管网工程的搭建和共建工作，以加快项目建设步伐。各单位要根据自身需求，抓紧谋划本单位的地下管网发展计划和设施方案，并将本年度的建设计划和方案在规定时间内报建设局。并随着城市信息地下共用管网建设进度，将本单位地上线缆同步入地。

三、河北城通网络工程投资有限公司石家庄分公司，要按照赵县城市总体规划方案、城市信息化传输网络设计方案，以

及县政府有关部门对建设本县地下管网的规定，在征得城市信息地下共用管网需求单位建设计划后，做出满足各运营商及管

地下管网信息系统 篇3

【关键词】煤气管网；问题；信息系统

1、引言

自改革开放以后，我国的燃气事业开始迅速发展，煤气作为燃气的重要组成部分，在八十年代中期，煤气管网输配系统逐步出现在一些大城市，如北京、广州和部分老东北工业基地等。经过改革开放三十年来燃气事业在我国的蓬勃发展，煤气管网已经遍布全国大部分城市，如同城市的“血脉”，因此，找出并总结当前煤气管网管理中存在的问题，并以此分析建立煤气管网信息系统的需求，这对提高煤气管网的管理效率以及确保煤气管网的安全运行尤为重要。

2、煤气管网管理中的问题

2.1传统管理方法的效率问题

在建立城市煤气管网的发展初期，管理主要方法为人工管理，储存方式为纸质存储，伴随着城镇建设的发展，需要铺设新的煤气管线来扩大供应范围，并更新改造原有的煤气管网系统，但由于纸质存储的方式，使得原始资料不利于保管、易于损坏，这些问题严重影响了管线的扩展和改造，给施工带来很多困难，甚至会导致出现施工事故。传统的管理方法具体为以下几个方面：

（1）煤气管网的总体特征以及网络关系无法用图纸表格来清晰准确的描述，因此给网络分析造成困难；（2）纸质的图纸表格在存储的过程中容易出现内容的丢失和资料的损坏，并且存储体积大，给查阅带来不便；（3）管网的扩展和改造随着城市基础建设的发展越来越频繁，但是对应的图纸表格更新滞后；（4）各个部门没有管网的共享信息，无法对数据进行统一维护管理；（5）各企业由于城市基础设施信息共享不利，出现只清楚本行业管网信息而缺乏其他管网资料的情况，这样在进行煤气管网的维护施工过程中，容易导致破坏其他管网的事故发生[1]。

通过对以上几点的总结，说明了传统的管网管理方法效率较为低下，无法跟上现代城市基础建设的快速步伐，因此改进煤气管网管理方法，采用新式的管理系统，提高管理效率迫在眉睫。

2.2煤气管网的安全问题

伴随着城市现代化建设的加快，煤气管网在城市基础建设中扮演着重要角色，为满足居民生活需求和工业生产需要，大量的煤气管道在城市工业区和居民区地下埋设。煤气是一种易燃易爆的气体，因此煤气管网在设计和施工的过程中都要严格的依照规范，但是影响管网系统安全的因素很多，主要分为外界因素和内在因素两类，其中外界因素为主要因素，大部分事故的发生主要集中为外界因素的干扰，比如在道路施工的过程中，煤气管道被碾压致坏，导致煤气泄露；建筑工地在施工之前没有做好预备工作，没有充分了解地下管网的布置，已致在施工过程中破坏煤气管网；一些违章建筑导致的不均匀沉降造成煤气管道的断裂；其他的地下管线比如排水管网、电信光纤等的不规范施工造成煤气管网的损坏等。内在因素也是不容忽视的，比如管道在交叉连接时管道长度不足导致应力集中促使管道断裂；管材存在质量缺陷；在铺设管道的施工过程中，基础处理不密实导致管道局部下沉[2]。在这众多的因素之中，只要有一个因素出现问题，就有可能会造成不可估量的损失。

3、煤气管网信息系统的需求分析

针对当前煤气管网管理中存在的问題，希望通过建立煤气管网信息系统这一现代化的管理手段，对煤气管网进行高效全面的管理，并且能够节约资源，对工程信息进行全面准确的把握，使管理操作模块具有代表性并且清晰简洁；可以对原始数据的处理更加标准化，对数据的提取更加方便快捷，能够依照客户的要求从其他的子系统中进行数据采集；为管理规划工作提供有效帮助，用图形记录代替传统的图形表格，并且对施工路线能够做出快速计算。

3.1功能需求分析

在没有建立煤气管网信息系统之前，传统的煤气管道铺设主要依靠人工管理与考察，大量的数据导致工作量巨大并且工作程序繁杂，因此现代化、科技化的手段是对这些资源管理、维护的有效方式。

煤气管网信息系统可以利用GIS技术，GIS技术可以实现对煤气管网的空间数据、属性数据以及拓扑关系进行综合统一的管理。

现对信息系统的功能需求进行具体分析：

（1）用户管理：对系统进行用户名的设置时，用户名的权限需要准确设定，通过采用实名制，使每一个用户名有唯一的ID与之对应。不同的用户登录系统，会依照权限的不同进入不同的界面。要想修改用户的权限，必须使用特殊权限登录才能进行修改。（2）管道信息管理：对于新铺设管道的具体范围的描绘，需要对已有管道的信息进行确认，检测、定位管道的具体位置，根据数据作出准确的GIS图[3]。根据所确定出来的位置，分析具体情况，考虑地下已有管线以及所处地点的建筑物是否会对新铺设管道有影响，据此设计合理的施工方案，不仅提高铺设效率还能节约人力物力。（3）工程材料管理：在项目管理中，工程材料的管理是其中的一个重要的环节，煤气管网的铺设、更新和维护都少不了工程材料的支撑，对所需要的工程材料进行合理正确的选取，直接关系到整个项目的经济效益。（4）安全管理：煤气是一种易燃易爆的危险气体，做好充分的保险措施在铺设煤气管道的过程中是不容忽视的。在铺设煤气管道之前，先根据铺设管道的GIS图指示出的范围，判断发生煤气泄漏的可能范围，提前做好一旦发生煤气泄漏的安全防范准备，以防止人们出现煤气中毒的情况，防患于未然。（5）图片模板管理：将所有需要铺设管道位置的图片进行存储，这样绘制GIS图时可以根据检索和计算出的数据，方便快捷，还能使得需要铺设管道范围的具体情况清晰直观，这样有利于全面考虑在施工过程中可能遇到的各种情况。

3.2性能需求分析

规范化原则：煤气管网信息系统的设计应该充分考虑用户的需求，并且在设计时对数据和管理都应该严格依照规范，从对数据的定义和分类再到对数据的编码，从技术流程到操作流程都应该符合规范化的原则。完备性原则：数据库的信息模块以及系统的功能模块要具备完备性，能够满足客户的日常工作需求。扩充性原则：客户的需求会不断产生变化，因此一个开放式可扩充的系统是十分必要的，系统应在数据信息、系统功能以及结构上保留可以扩充的余地。适用性原则：信息系统的适用性是必不可少的，友好的界面、方便的操作、便于维护和更新的数据系统能够更好的满足客户的需求。

3.3数据需求分析

对常用数据不同格式的读写、转换是对管网信息系统的基本需求。除此之外，信息系统应该具备不同数据的接口，这是为了预防因系统建设骤然加大工作量或降低数据质量的可能性发生。要严格按照国家和行业标准进行数据的生产、处理、分析以及更新。

4、总结

煤气管网信息系统有效的解决了传统煤气管网人工管理的的低效问题，将地下煤气管网在计算机中绘制出来，解决了传统纸质存储的模式，实现了管理方式的可视化和精确化。煤气管网信息系统利用GIS技术，实现对煤气管网的空间数据、属性数据以及拓扑关系进行综合统一的管理，有效的预防煤气管网安全问题的发生，同时为应急事故的有效处理提供了有力支持，为社会为企业减少巨大损失，为生命财产提供安全保障。

参考文献

[1]郑力宇，林善秋，陈壮志.燃气管网综合管理系统的应用.《煤气与热力》，2009，8（11）：94

[2]谢蕾.精益生产管理在济钢煤气平衡管理中的应用.《山东冶金》.2013，5（2）：163

地下管网信息系统 篇4

关键词：GIS,地下管网,系统设计,空间查询

引言

城市地下管网是城市市政工程的重要组成部分。针对基于组件技术的GIS集成二次开发方式现已成为GIS应用开发的主流, 结合大庆某厂区城市地下管网信息系统的建立, 探索应用Map X组件作为GIS技术支撑平台建立城市地下管网信息系统, 实现地下管网动态管理与数据更新。

1 系统总体设计

1.1 总体结构。

根据系统使用需要以及界面设计的原则, 为实现对城市地下管网的自动化、科学化管理和快速查询、分析的目的, 长春市经济技术开发区城市地下管网信息系统由6大模块组成:图库管理模块、管网输入与编辑、查询与统计、空间分析、网络服务、图形输出, 每个大模块又由若干子模块组成, 如图1所示。

1.2 系统功能设计。

(1) 图库管理包括地图数据集成、图形编辑、图形显示、地形图库管理、管网图库管理。 (2) 数据输入与编辑包括数据输入、编辑处理。 (3) 查询与统计包括空间量测、检索查询、统计分析。 (4) 空间分析包括缓冲区分析、相交分析、断面分析、事故分析。 (5) 网络服务包括数据浏览、数据查询、图形下载。 (6) 图形输出。图形输出是读取系统的各种输出数据, 进行编辑处理, 最终在各类输出设备上得到图件、报表。

1.3 数据库结构设计。

(1) 空间数据库。主要由基础地形图数据和管网图数据组成。系统中地图采用分层存放, 每一层的一组文件的文件名相同, 但后缀不同。各层中的空间数据主要存放在空间数据文件.Map中, 图形的每一个地物均有其对应的唯一的标识 (ID号) , 系统以此为索引建立该地物的图形文件。而各图层的Map Info内置的属性数据文件并不存放重要的属性数据, 是通过标识号与外部数据关联。 (2) 属性数据库采用关系数据库或者对象—关系数据库来管理。其中各地物属性记录的关键字为图形文件中该地物ID号, 由此实现图形与属性文件的一一对应关系, 各种属性信息存放在Access Mdb数据库中。

2 空间数据与属性数据组织

2.1 空间数据组织。

系统中空间数据由地下管网数据和基础地形图数据组成, 其中, 地下管网数据存储在管网图数据库中, 基础地形图数据存储在地形图数据库中。根据系统要求, 整理后基础地形图数据有图框、居民地及公共设施、道路及其附属设施、独立地物、水系及其附属设施、地貌与土质、植被等共7层数据。管网图每层存储一类, 共有给水、排水、燃气、热力、电力、路灯和电信7层, 每层有管线段和管点数据。

2.2 空间数据存储结构。

为提高空间数据库中的基础地形图数据、地下管网图数据的管理、查询与分析能力, 数据的存储方式与管线的编码非常重要。数据的存储以1:500图幅为最小存储单元范围。为了弥补基于1:500比例尺单张图的GIS系统的不足, 提高计算机管理效率, 对系统的图库还可以根据需要存储由16幅 (4×4) 1:500图幅构成的、拼接好的连续、无缝的1:2000比例尺地形图和管网图。同时为了更大范围的空间查询与分析, 系统还建立了整个区域的管网图。

2.3 属性数据组织。

通过对地形和管网信息数据进行分析、整理, 系统设计了房屋属性数据库、道路属性数据库、管点属性数据库、电力的管线段属性数据库、电信管网的管线段属性数据库、路灯管网的管线段属性数据库、燃气、热力、给水管网的管线段属性数据库、排水管网的管线段属性数据库等进行属性数据的组织与管理。

3 系统主要功能实现

3.1 地图点符号集实现。

在系统的开发中, 由于Map X所带库并非完全公开, 不能扩充和定制Map X的面状符号库, 只可以对点、线符号进行扩充和定制。我们先应用数字测图软件在一个图层上绘制出与图式一致的各种点状符号, 并将其保存.DXF格式文件, 文件名为Points Symbol.DXF, 再通过Map Info转入, 生成.TAB格式文件, 文件名Points Symbol.TAB, 然后进行点状符号定制。创建的点状符号如图2所示。

3.2 地图数据集的建立。

Map X可以直接读取包含若干个表文件的地理数据集Geoset (.Gst) 文件, 按照预先定制的方式显示各层地图。管理Geoset文件有离线式和在线式两种方式。离线式是通过Map X软件包中的工具Geoset Manager来实现将表文件集成为地理数据集Geoset (.Gst) 文件, 而在线式是通过编制程序实现。考虑到开发系统的独立性, 应用Map X的Layers集合方法Layers Dlg实现了这一功能。

3.3 属性查询。

系统操作时, 在地图上使用鼠标以单击、画圆、拉框或者画多边形范围方式来选择, 然后选择查询菜单中的属性查询即可弹出属性对话框, 如图3所示, 是以树视图的方式给出结果。

3.4 断面分析。

断面分析是道路与管线工程规划和管理的基础, 也是工程咨询的必要信息。管线断面分析用以检查设计管线在任意截面位置上与其他管线在垂直方向的交叉情况, 使设计管线与以建管线地下部分的空间可视化, 也可以反映截面位置上的管线分布情况。进行断面分析时, 先在地图上确定若干条直线段作为源目标, 创建一个用于查找的要素变量和变量的值, 然后逐层查找与做切面直线段相交的目标集合, 对目标集合中每一线段目标与切面直线段求交, 得到所有与切平面相交处的目标管线的管径、高程以及切面直线段一端点至交点的距离。纵断面图输出如图4所示。

结束语

通过应用Map Info的组件Map X和VB语言进行城市地下管网信息系统的建立, 介绍了系统的总体结构, 进行了系统功能设计、数据库设计以及主要功能实现, 使城市地下管网信息的自动化、科学化、规范化的管理水平有了很大提高, 系统的运行已经取得较好的经济效益和社会效益。

参考文献

[1]李连营, 李清泉, 李汉武等.基于MapX的GIS应用开发[M].武汉:武汉大学出版社, 2003.

[2]雷伟刚.城市地下管网信息系统中管网追踪算法[J].同济大学学报, 2003 (1) .

[3]马明栋, 张凯选, 沈蔚.城市地下管线信息系统设计与实现[J].矿山测量, 2001 (1) .

地下管网信息系统 篇5

浅谈张家口市城市管网地理信息系统的开发

伴随着我国各城市的迅速发展,城市排水管网正在经历着迅速扩张和大规模改造,其运行效果和管理水平面临着更高的要求.这与我国目前基础设施资料不全、信息收集手段不力、管理手段相对落后的现状相矛盾.地理信息系统具有很强的数据管理和分析功能,并可作为管网模型、水质监测等系统的.数据交换平台,是提高城市排水管网管理水平的有效技术手段.

作 者：作者单位：刊 名：中国高新技术企业英文刊名：CHINA HIGH TECHNOLOGY ENTERPRISES年，卷(期)：“”(21)分类号：P208关键词：城市排水管网 地理信息系统 需求分析 关系型数据库 功能设计 市政工程

地下管网信息系统 篇6

随着城市化发展水平的提高, 城市地下管网也越来越庞大, 随着种类的增多, 地下管网已经变的越来越复杂。但因为历史原因, 我国大多数城市对于地下管网的管理并不是很完善, 存在资料不全、埋深程度不明确等问题, 加上地下管网本身就处于地下, 有着一定程度的隐蔽性, 无形中给管网的正常维护造成了一系列的问题。城市建设和旧城改造的过程中, 地下管网被破坏的事情就经常发生, 给人们的正常生活造成了严重影响, 新城区的规划同样需要利用到城市地下空间, 因此如何对地下空间规划已经成了刻不容缓的问题。

1 地下管网地理信息系统

城市地下管网系统具有复杂多变性, 如果只是单纯的利用传统手工作业的方式进行管网的收集, 明显是不现实的, 同样也很难满足城市规划管理的需要。因为往往会发生根据收集好的资料刚绘好图纸, 实际情况就已经发生了改变的情况。所以将城市地下管线赋存状态进行一次性探明是实际情况的要求, 想要达到这个目的, 就必须借用一些科技手段, 这里面有计算机网络信息系统以及大型数据库技术等。借用这些技术手段建立综合地下管网信息系统, 进一步实现对地下管网全过程规划管理的操作, 对地下管网实现科学化管理, 在这个基础上借用它促进城市的发展。

地理信息系统是以地理空间数据库为基础, 采用地理模型分析方法, 适时提供多种空间的和动态的地理信息, 一种多学科交叉产生的地理学新技术。地下管网地理信息系统通常是由网络计算机实现信息搜集、整理、分析以及整合等, 该管理系统主要由计算机软硬件系统、系统管理操作人员以及地理空间及属性数据组成。

2 地下管网地理信息管理系统数据库结构的需求分析

地下信息系统的具体应用可以从地下管网空间数据库上面体现出来, 整个数据库的功能可以按照GIS平台进行划分, 分为录入编辑、查询统计、制图以及分析四大功能, 数据库系统的具体组成如图1所示。

地下管网虽说赋存于地下排列杂乱无序, 但其仍然有着自己的特点:互不交叉性, 也就是不同管线不会出现交集, 这样我们可以根据这点按照专业管线进行划分, 去管理这些数据;管线存在结点和管段, 同类管线之间只有这两点的拓扑关系;地理信息系统以二维空间表示地理位置的方法将实际呈三维空间分布的管线表达出来。尽管可以有其高程属性, 但大部分的GIS难以以三维方式表示空间数据。

3 地下管网地理信息系统主要功能

3.1 地图登录

完整地图是根据整个地下管网系统的实际地图或图纸资料绘制出来的。利用计算机技术绘制完整的地图的时候, 首先要做的就是计算机技术将该地图数字化、矢量化, 然后整个系统以此数字化地图作为依托和框架。在使用这个系统的时候, 这个数字地图作为登陆口, 将管网信息叠加在上面。因为数字地图是多层次的, 所以在绘制的时候根据不同的图纸资料进行分层叠加, 需要在设计登陆功能时加入分层信息, 最终实现使用者选择性的分层登陆和管理、动态显示。这个模块的功能主要有放大缩小以及地图漫游等功能。

3.2 查询功能

地理信息系统的设计, 将涉及各个方面和层次的地下管网系统应当更多的特性和功能, 所有有效信息记录到图库。系统可以实现用户查询网络和附属设施, 选择图上的设备可以查询其属性。主要功能包括:模块数量或设备和相应的名称和属性查询, 系统图和当地地图查询, 用户信息查询, 网络基本属性查询, 查询的管道配件。

3.3 统计功能

为了实现系统对各类信息的统计就需植入统计功能, 该功能包括:管线统计 (规定范围内的) 、有关管线属性动态统计、管线故障信息统计、管网节点数统计 (规定范围内) 、各种类型管道性能统计、管网更新情况统、用户类型统计、信息记录统计等。

3.4 故障分析功能

当整个地下管网系统中某个环节出现故障时, 系统就能够实现故障的筛漏、定位、分析功能, 通过系统分析确定故障部位, 然后用设定色彩标注。故障分析系统能够根据故障的实际情况利用系统运行将这些数据显示在指定的屏幕上, 例如:分析并生产故障数据, 显示故障的具体部位、故障类型、检修方法等。

3.5 性能维护功能

当发生故障时, 系统会快速确定故障位置, 然后显示故障两端的设备背景图, 并将这些背景图输出。系统经过修整排除故障后, 就会对管网的数字地图及数据库信息进行修改、增加、删除等。

3.6 测量运算功能

要想计算整个管网地图的面积和长度等信息, 就要根据地下管网地理信息管理系统生成的数字地图信息, 调用数据库资料, 以折线、圆弧、圆、多边形等形式, 累加或累减的方式。因为面积和长度信息包括整体和局部两个方面。

3.7 图形、数据输出功能

由于系统调出资料, 通过打印机或绘图仪输出的原因, 用户就可通过计算机链接打印机、绘图仪等工具调出当前所需要的地下管网资料数据、统计报表等相关信息。

4 地下管网地理信息系统关键技术

4.1 管线纵横断面图

地理信息管理系统的重要构成资料, 地下管网信息的基础———地下管网的断面图:该断面图不仅方便管理, 而且防止了施工的无意破坏。断面图又分为横断面和纵断面, 横断面是指垂直于管线位置的一个截面, 纵断面是指沿着某一管线方向的一个截面。横断面的主要作用是得出各管线的坐标然后进行标注, 根据标注可得出管线间的地理位置关系。纵断面的主要作用是直观体现管线的走向与走势, 体现管线的坡度和地理特征。

4.2 爆管分析

地下管线地理信息管理系统的重要组成部分和关键功能是爆管分析功能。当地下管网出现故障时, 分析出故障点及周围设备信息, 设定最优解决方案就是爆管分析功能的工作。出现故障时, 首先经过分析计算出应当关闭的阀门, 标示出关闭阀门后的影响范围。继而通过计算分析, 选择最优的方案, 即影响最小的方案。爆管分析主要又分为两个步骤:第一步, 确定故障点, 利用逆管追踪的方法从故障点出发沿着管线追踪, 直至找到第一个阀门后停止, 然后由该阀门确认其所管辖范围, 及关闭后的影响范围。第二步, 从查找到的阀门反向出发进行追踪, 得到受影响的管线范围。

5 结束语

虽然这个数据结构设计是针对城市的具体实际情况, 但对于所有的管道网络构建空间数据具有普遍意义。城市地下管网类型是复杂的, 一些特殊部门还需要特殊的结构, 但是这些应该属于当地的细节变化, 整个数据结构的框架应该是相同的。

参考文献

[1]罗朝海.三维GIS在城市规划中基本问题探讨[J].科学决策, 2008 (12) :128.

[2]程晓伟.小议城建档案信息化工作的主要内容[J].中小企业管理与科技 (上旬刊) , 2011 (04) :69-70.

地下管网信息系统 篇7

地下管网是城市的重要基础设施,现代城市规模巨大而复杂的地下管网系统急需运用动态管理的理念和现代信息技术进行管理。地理信息系统具有强大的空间分析等功能,在管网信息化管理中采用GIS技术是城市地下管网管理信息系统的发展方向。地下管网工程由于其建设本身的特殊性,从全寿命的角度对其进行管理显得尤为重要。国内针对地下管网全寿命期管理的研究还处于起步阶段,理论和应用都还不成熟。

2 系统目的

基于GIS的地下管网全寿命期管理系统是基于GIS技术开发的,在GIS可视化的界面中,从全寿命期管理的角度,实现将GIS应用于地下管网全寿命期的集成化动态管理。系统根据地下管网工程的特点,分别建立规划设计阶段的管网设计审核模型,施工阶段的质量、进度、投资的动态管理系统,运营阶段所需的信息查询、统计、分析决策系统,以及终结阶段的地下管网寿命报警系统等,以实现地下管网系统整个生命周期的动态、集成化管理。

3 系统总体设计

3.1 系统总体设计要点

1)贯彻全寿命期的思想,系统设计应从管网的勘察设计、施工建设、使用及管理、维护,直至最终被废弃或更新的全过程进行考虑。2)采用地理信息系统(GIS)作为系统的开发平台。地理信息系统技术是本系统设计的核心技术和实现基础。3)系统覆盖了地下管网管理的整个寿命周期,其管理目标和方法与传统单一的运营或建设管理有很大不同,功能要求也与普通的地理信息管理系统有很大差异。4)注重业主和用户需求,采用开放性的面向对象开发技术,达到人机界面友好,系统直观、操作简单、易于理解,实用性、可靠性强的目标。5)针对数据的多源性和异构性特点,制定相应的数据汇交标准和要求,设计统一的技术规范,以标准化的数据提高系统的通用性。6)利用计算机网络与通讯技术,建立多用户环境下数据输入和共享机制,提供互联网发布、远程图形下载等功能,并保证与图文办公系统有良好的衔接。7)系统采用开放式结构,具有良好的可扩展性和数据备份机制,数据可动态更新,保证系统数据的实时性、完整性和准确性。8)采用自上而下的开发模式,坚持科技创新,保证技术的先进性。但也要兼顾经济效益,以适合项目的实际情况为原则。9)树立以数据为中心的思想,建立规范化的数据加载和更新作业流程,提高作业的自动化和规范化程度,为系统提供科学、可靠的信息。10)系统应通过各项功能设计达到辅助决策的目的。

3.2 系统总体框架结构

从全寿命周期的角度,根据工程的实际特点和阶段划分,整个系统分为三个子系统:规划设计信息管理子系统、施工建设信息管理子系统、运营维护信息管理子系统,系统总体框架图见图1。

4 系统实现

4.1 数据源及系统环境

系统的数据来源有工程背景,需求数据,工程测量数据,规范标准数据,设计数据,技术文档,空间、属性数据,费用、进度数据,公文文档,变更数据等。

系统开发方式为组件式GIS的集成二次开发;利用MapX组件作为系统开发平台;空间数据处理采用MapInfo Professional;以Visual Basic 6.0为编程语言。

4.2 系统数据结构设计

由于数据格式和性质的不同,系统的数据库分为基础地理信息数据库、关系数据库、文档库和评价分析模型库。

基础地理信息数据库包括地图底图要素的数据和管线的空间数据和属性数据。空间数据表示管网的空间位置或现在所处的地理位置,表达了管网的几何定位特征;属性数据表达了与几何位置无关的属性特征。

文档库包括各种合同文件,各种标准、规范,工程中的一系列问题及处理结果,各类报表和变更情况报表的记录信息,以及投资、质量管理记录等。

系统通过关系数据库来定义及管理数据。系统通过建立新的分类编码体系,将各阶段复杂的属性和空间信息进行有效分类和管理,有效地解决了信息冗余和动态更新的问题。

评价分析模型库包括数据统计、费用、工程量计算、预测报警、设计审核、工程方案评价分析、质量评价等应用分析模型,数据结构流程图见图2。

4.3 系统功能设计

1)数据管理:主要实现空间数据和属性数据的输入、编辑以及数据转换等。2)信息查询:实现管网各项信息的查询和管线、节点的属性和信息的显示等,提供空间查询、属性条件查询、属性数据关联查询检索、复合查询等功能。3)三维可视化:生成横断面、纵剖图和管线三维图等,实现可视化管理。4)统计分析:设定条件对相关信息进行统计分析,结果以各类统计图或表格形式显示;同时还包括缓冲区分析、空间拓扑关系分析、最短路径分析等。5)图文互查:图形操作、图层管理、实现图文的相互检索。6)动态更新:实现系统数据的实时性和完整性、数据可动态更新。7)安全预警:根据各管网原始数据和维修使用周期等内容自动计算系统安全,并给予提前警告显示,以提醒及时进行维修改造,避免发生事故。8)爆管分析:根据事故发生地点及时确定事故影响范围和救护措施。9)数据输出:与图文办公系统结合,使用户不仅可将图形在打印机或绘图仪上输出,也可将图形转换为栅格图像,转存为某一格式的图像文件。10)网络发布:实现地下管网信息的互联网发布和公示功能,提供图形远程下载功能、权限管理设置等。11)数据共享:通过多用户环境下数据质量、数据版本和数据安全的控制机制,使不同的用户在相应权限内可以同时访问利用网络数据库中的信息。

4.4 系统用户界面设计

友好的用户界面是整个系统及各个模块的调度中心和人机交互的场所,它屏蔽了用户对各模块的直接操作,无需对各模块的程序结构有深入的了解,只需通过要素如菜单、对话框、复选框、文本框的操作,就可将系统处理分析过的图形、数据报表、文字报告、数字数据以用户可识别的形式按类别和区域显示出来。

本系统用户分为四方:业主方、设计方、施工方和监理方,通过对用户进行分级管理和用户权限制既可以增强系统安全性,实现系统安全保障的功能,又可以实现系统功能的针对性和阶段性。

5 结语

基于GIS建立地下管网地理信息系统,虽然已有很多成功的范例,但本系统始终将全寿命期管理的理念贯彻其中,从项目全寿命的角度进行整体系统的设计、优化和协调,从而实现建设项目全寿命期的目标,这在国内尚属首例。高新技术和现代管理制度的有机结合,是工程发展的趋势。相信随着科技的进步和管理水平的不断提升,地下管网工程管理一定会取得更大的发展。

摘要：将GIS技术和全寿命期管理理论相结合,建立应用于地下管网管理全过程的信息管理系统,根据工程实际详细介绍了系统设计要点,为用户提供了先进、可靠的地下管网全寿命期管理平台。

关键词：GIS,全寿命期管理,地下管网,子系统

参考文献

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[3]黄少华.基于GIS的南水北调中线工程运行调度监管系统[J].人民长江,2007,38(9):241-245.

[4]蔡兵华.基于GIS的城市旅游信息系统的研究与实现[J].山西建筑,2008,34(27):348-349.

[5]叶芳毅,朱思蓉.基于GIS的基础数据库管理系统[J].人民长江,2007,38(10):35-36.

地下管网信息系统 篇8

关键词：地下管线,地理信息系统,WHPIS,管线数据

城市综合地下管线信息系统是指利用GIS技术和物探、测量等其它专业技术, 来采集、管理、更新、综合分析与处理城市地下管线信息的一种软件系统。由于地下管线是城市重要基础设施, 也是城市赖以生存和可持续发展的重要的物质基础, 因此该系统在“数字城市”建设中占据极其重要的地位。

武汉市于1998年底开展城市管线普查工作, 普查范围为武汉市三环线内 (含三环线) 的所有道路及主要街巷, 部分主要道路根据各专业管线要求延伸到三环线以外, 普查面积110km2, 涉及1∶500图幅1600余幅, 普查管线长度约2631km, 测量各类管线特征点11万余点, 普查采用了“明显管线点实地调查、隐蔽管线点仪器探测及开挖验证相结合、管线测量采用全站仪解析法、机助制图编制综合和专业管线图”的方法, 获取了完整、准确的管线资料。为解决长期以来各种管线资料混乱局面, 缓解城市建设的高速发展和管线管理落后之间的矛盾, 加强城市地下空间规划管理, 并使普查数据能得到充分的利用, 武汉市管线探测办公室于1999年5月开始合作开发武汉市综合地下管线信息系统 (Wuhan Pipelines Inf ormation System, 下简称WHPIS) , 充分利用GIS功能, 来实现地下管线的管理先进化、设计科学化、管线探测自动化、办公网络化的现代综合地下管线的管理模式。

1 总体设计

1.1 系统目标

(1) 编制武汉市1:500比例尺综合地下管线空间数据的标准。 (2) 建立武汉市规划区1:500比例尺带状地形图库、1:500综合地下管线数据库及道路中心点库。 (3) 开发一个管理所有市政管线数据及针对管线数据生命周期各阶段管理的地下管线信息系统。 (4) 建立管线探测办的局域网, 充分利用该系统和数据库, 为各管线权属单位、建设单位提供快速、准确的数据服务。 (5) 通过管线普查和信息系统的建立, 从行政上理清管线规划、审批、施工等的管理, 从技术上理清各种工序, 做到管线设计合理化、管线规划管理法制化、管线竣工测量自动化、资料管理现代化。

1.2 系统的硬、软件及实现工具

因Client/Server体系结构具有系统数据安全可靠、便于管理、易于应用等特点, WHPIS采用多层次的Client/Server结构网络体系, 选用HP服务器、大幅面扫描仪、绘图仪等各种GIS常用输入输出设备。其软件逻辑层次结构如图1所示。

1.3 WHP IS系统总体构成及其作用

根据管线数据的生命周期、分类等特点, WHPIS系统由五个子系统组成 (见图2) , 并分为核心与外围两大部分。其中核心部分包括管线信息管理子系统和地下管线辅助设计规划审核与竣工验收子系统, 主要用于管线信息管理、制图、设计方案审查、管线竣工验收等;其它为外围部分, 主要用于了解与管线相关的地形、道路、地名、单位、电话号码等信息, 为管线的辅助设计提供一些分析参数和在Internet/Intranet上对管线信息的查询。

1.4 地下管线信息管理子系统

该子系统菜单功能见表1, 具有下列功能。

(1) 以带状基础地形图为背景, 在城市规划道路的骨架之下, 融合地下管线信息, 为城市的总体规划布局提供辅助决策功能。 (2) 全市规划区内的所有干管的总体布置分布。 (3) 纵横断面图的生成与功能分析、地下管线的三维立体显示等。 (4) 具有拓扑分析、最短路径分析、管线事故 (如爆管) 分析、统计分析等分析功能。 (5) 常用的GIS功能。 (6) 多种查询功能, 可按图号、道路名称、单位名、区域范围等形成多种查询表格。 (7) 在内业数据入库的过程中, 具有数据查错和预防功能等。

2.5 管线设计规划审核与竣工验收子系统

本子系统是针对综合管线设计的特点, 编制特定程序, 辅助完成综合管线的基本设计, 包括道路平面与纵横剖面设计、综合管线平面与横剖面设计、管线的规划审核与竣工验收等四方面;具有管线工程的辅助设计、最小覆土深度、管线间的最小水平距离及管线交叉处的最小垂直距离计算、方案比较等功能。利用该子系统, 各管线部门在进行管线报件时, 可使管线设计更合理, 审批更严格科学, 能充分地利用地下有限的空间。施工管线测量验收是将设计坐标值与实地测量的坐标值进行比较, 验收管线工程施工质量, 确保管线施工严格按照规划审批的要求进行。

2 数据组织与系统集成

2.1 地下管线数据的特点

城市地下管线信息与地形、城镇地籍、房产信息同为城市中最具代表性的空间信息。与其他三者相比, 管线数据有自身的特点, 主要表现在以下几个方面。

(1) 数据量大, 定位精度要求高。 (2) 涉及的管线权属单位和信息使用部门多, 信息收集及管理难度大。 (3) 从中心城区向周边方向, 管线数据的重要性和使用频率逐渐降低, 在空间形态分布上呈不均匀性。 (4) 市政管线空间数据范围相对固定, 多在规划道路的下面。 (5) 在同一空间位置上, 依附的管线属性信息多且复杂。不同的用户其关心的对象各不相同。 (6) 管线埋设于地下, 具有隐蔽性, 采集困难。 (7) 时间属性至关重要, 是一个四维、动态的空间信息源。 (8) 管线信息的连通关系要求特别高。

由于上述特点, 城市地下管线数据的质量好坏和数据完整性一致是地下管线信息系统的建立瓶颈问题之一;同时, 开发一个具有实用性、先进性、可靠性、安全性、网络化的综合管线信息系统, 也具有一定的难度。因此, 许多城市管线信息系统建立都和管线普查联在一起。

2.2 管线数据的信息结构

根据管线数据的内在特征, 将管线实体划细分为计算机可以表达的点、线数据类。 (如图3)

(1) 管线点:包括管线附属设施点、特征点、建 (构) 筑物中心点等, 用一个坐标点表示。 (2) 管段:为两相邻管线点之间的连线;用二个坐标点表示, 为直线段。 (3) 管线串:若干具有同一属性的管段的集合, 多个坐标值构成。 (4) 管网:同一类性质的管线串及管线点的集合, 一种性质的管线只有一个管网, 且在同一层, 具有有序的拓扑结构。管网有树状和网状两种结构。

(图3) 中, A到G为管线特征点, AB、BC、CD、BF等为管段, BEFG为管线串。

3.3 数据编码

每一个信息系统都有编码系统。为便于数据交换和共享, 制订了WHPIS编码方案及属性数据库设计方案。

(1) 管线类别编码, 分十类。代码分别为给水 (J) 、雨水 (Y) 、污水 (含雨污合排) (P) 、煤气 (M) 、交警信号灯 (T) 、路灯 (R) 、供电 (L) 、电信 (X) 、道路中心点 (C) 、人防特征点 (F) 。2) 街道编号:将武汉市所有街道进行编号, 用4位整数顺序编号 (0001—9999) 。 (3) 管线点编号:用10位字符串编号。前6位为1:500比例尺图号, 第7位为管线类别码, 后3位为管点顺序号。在数据入库时管线点号带有图幅号, 在图面注记、显示时只有后4位。此种方式既保证了编号唯一, 又使图面注记简洁。 (4) 管线编码:为6位。第1位为大写字母P, 用于同其它基础地理信息系统编码方案区分;第2位管线类别码;第3位为每类管线的子类型码;第4位为要素类型码, 从1到5分别表示中心线、管线特征点及附属物、管线地面建筑物中心点、管线辅助要素、管线注记;第5位按顺序排列的要素序号;第6位暂保留。 (5) 管段由管线特征点结构表中相关字段产生, 没有编码。

在数据库结构表中建立管点表和管线表, 在特征表中对应十种管线, 设定十九种字段结构, 相应连接十九种表。每类管线均有一单独的附属设施表;子类管线有不同的属性表但结构相同;每类管线有对应的管线特殊属性表, 用来记录相应管线的埋深、管偏等特殊属性等。

2.4 数据组织

在WHPIS中, 所有管线信息都为要素, 可有零至多项属性值。系统采用混合数据模型, 将图形数据和属性数据分开保存。要素的图形数据存放在地图文件中, 利用MicroStation的DGN图形文件;属性数据存放在数据库中, 用大型关系型数据库Oracle。图形元素中具有要素标识和属性标识。另外, 由于整个城市的地下管线数据量大, 数据按1∶5000比例尺分区存放在不同的设计文件中, 对应地与不同的数据库表连接;在DGN图形文件中, 其符号和线型均按1∶500比例尺存放, 可按需要缩编为其它任意比例尺;文本注记放在点状要素中处理。在数据库中保存所有数据的描述信息, 通过一系列数据表来描述和管理所有数据, 系统用工程来组织数据集。

2.5 数据入库和更新

(1) 地下管线数据一般来源于:以图纸和成果表形式保存的历史数据;通过外业探测采集的数据;存在于其它管线信息系统中的数据;其它形式的数据等。对上面各种形式的数据编写特定数据转换软件进行数据入库处理。 (2) GIS的数据更新是一个复杂的问题, 地下管线系统同样如此, 本系统数据更新主要采用:根据更新的范围半自动从数据库中裁剪数据, 并定义特定的数据结构来保存此数据;新的管线竣工测量数据与周边数据通过人工编辑完全融合联成一体。历史数据与现状数据的替换过程可相互转换, 以便于历史资料的恢复与查询。

3.6 系统集成

WHPIS系统集成包括数据集成、各子系统内部功能模块的集成、各子系统间集成三个方面的内容。

在数据集成中, 将各子系统数据库的数据, 包括管线信息、地形信息、城市基础信息、辅助设计数据、地名信息与电话号码信息等, 按管线信息管理与管线工程业务工作的需要, 整合为一个相互关联信息库。数据集成的内容主要包括∶一是建立不同比例尺图形数据间的索引关系, 包括建立1∶500管线图与1∶5000管线图, 1∶500地形图与1∶25000城市基础地形图间的索引关系;二是建立属性数据与图形数据的关联关系, 包括管线要素属性数据与管线图的关联, 城市基础图与道路名、地名的关联, 单位分布图形与电话号码的关联, 设计管线图形与设计管线属性的关联等。数据集成为数据的有效利用提供了基础。

3 结语

武汉市综合地下管线信息系统针对管线的辅助设计、规划审批、竣工测量、数据入库与保存、数据维护等整个流程来设计, 采用的软件和开发工具比较先进流行, 技术设计合理, 同时建立了管线动态数据库, 很好地解决了武汉市管线普查数据的管理、使用问题, 并在近年来各种管线规划、施工过程中发挥了积极作用。通过近几年的系统运行, 今后还要在两方面加强:一是软件的功能还需不断地优化和增加, 特别是管线的辅助设计和审批功能;二是管线数据的深加工, 包括地上与地下管线的有机联结、市政管线与庭院管线的统一、设计管线数据的入库、管线权属单位对管线的专业属性信息要求等。

参考文献

[1]区福邦.城市地下管线普查技术[M].南京:东南大学出版社, 1998.

城市地下管网管理系统数据分析 篇9

随着城市规模的不断扩大和城市现代化程度的不断提高, 城市地下管线也越来越庞大和密集, 管线种类也越来越复杂。在城市规划、建设和管理工作中, 如果没有准确、完整的地下管线信息, 就无法实现高效办公。为了保障城市建设健康、可持续性发展, 不断完善城市功能和服务于民, 进一步加强城市地下管线的管理与信息化建设工作迫在眉睫。

1 数据分类

本系统涉及的数据包括基础信息数据和专题信息数据。

1.1 基础信息数据

城市最基本的地理信息就是地形数据, 包括各种表示城市的基本面貌和信息定位的载体。例如:测量控制点、道路、建筑物、桥梁、水系、地貌地形、植被等。通过城市管理部门获得本市的城市地形图, 经过提取加工获得地形数据。

1.2 管线数据

管线数据是指地下管线和附属设施信息。管线数据通过管线探测工具对现有管线重新探测并一一核对。在管线数据和综合基础信息数据的基础上建立城市地下管网信息管理系统。

2 地形数据来源与分析

目前地形数据有2种流行方式:一个是CAD数据, 一个是带属性的GIS数据。

(1) CAD数据是目前存在较多的方式。CAD数据拿到后, 先要进行数据分析, 为了使线型和符号可以整体导入系统, 需要提取线型符号块名, 与系统提供的地形要素分类与代码表进行对比, 如果系统提供的要素分类与代码表中不能完全包含数据中的线型与符号, 首先要对系统的要素分类与代码表和系统符号库进行补充, 使之完全包含数据中的线型与符号。之后修改相应配置表。最终用户提供的数据应包含具体要素名称或代码, 便于系统匹配风格。对于有外部属性的CAD数据, 可以把外部数据的键值 (如编号, 要求是数字型的) 赋予到其厚度 (Thickness) 值中, 这样数据导入系统后, 可以把外部属性导入系统。

(2) 目前系统可直接导入的GIS数据格式为MIF/MID的数据。同样, MIF/MID数据入库前也要进行数据分析, 看数据线型和符号是否都包含在系统提供的要素分类与代码中, 如果不完全包含, 也要把要素分类与代码表及系统符号库补充完整, 修改配置表。最终用户提供的数据应包含具体要素名称或代码, 便于系统匹配风格。

需要特别注意的是, 如果系统提供的符号和线型不能满足用户数据的需要, 则必须先更新系统符号库, 在符号库中增加新的符号, 同时更新系统地形要素分类与代码表和系统相关配置表。其次, 必须保证符号库中新增的符号的编码值要与系统地形要素分类与代码表中的“符号对应码”相一致, 并符合新国标的编码要求。

3 地形数据分层

本系统数据库中的各类表, 根据具体情况和用户需求, 分层存放, 有利于数据管理和对数据多途径快速检索与分析。

数据分层的原则为: (1) 同层的数据应为相同类型。 (2) 同层的数据应有紧密的关系。 (3) 主要层放置使用频率高的数据, 次要层放置使用频率低的数据。 (4) 辅助层放置一些辅助数据, 比如辅助说明位置的点、线、面的数据。

对于管线信息, 将按污染源情况进行分层。CAD数据图层按国标以下八大类进行命名和区分。

(1) 定位基础 (DW) , 要素种类包括测量控制点、数学基础。 (2) 水系 (SX) , 要素种类包括河流、沟渠、湖泊、水库、海洋要素、其他水系要素、水利及附属设施。 (3) 居民地及设施 (JM) , 要素种类包括居民地、工矿及其设施、农业及其设施、公共服务及其设施、名胜古迹、宗教设施、科学观测站、其他建筑物及其设施。 (4) 交通 (JT) , 要素种类包括铁路、城际公路、城市道路、乡村道路、道路构造物及附属设施、水运设施、航道、空运设施、其他交通设施。 (5) 管线 (GX) , 要素种类包括输电线、通信线, 油、气、水输送主管道和城市管线。 (6) 境界与政区 (JJ) , 要素种类包括国外地区、国家行政区、省级行政区、地级行政区、县级行政区、乡级行政区和其他区域。 (7) 地貌 (DM) , 要素种类包括等高线、高程注记点、水域等值线、水下注记点、自然地貌、人工地貌。 (8) 植被与土质 (ZB) , 要素种类包括农林用地、城市绿地、土质。

其他不易归入以上八大类数据的放到其他层。需要增加属性或地图索引的图层单独建层。

4 地形数据要求

从基础数据出发的再加工数据, 总的要求是:能够反映宏观地形背景, 如:道路中心线、道路、主要建筑物、水系、桥梁、绿地、区域、控制点、等高线等。

(1) 图面表示和实体属性应满足相关的规范。全要素组织地形, 相邻分幅的数据必须作边界处理, 统一分层处理。 (2) 完整标记地形数据。如“乐凯大街”, 应为一个整体不能拆分, 并能通过系统查询功能进行查询。 (3) 必须按照国家标准制作图例符号、使用图例及线型, 而且图例和线型不能被打散。 (4) 面状数据必须封闭为一个整体, 如建筑物、水系、绿地、桥梁等。 (5) 地形数据中的所有信息包括外部参照或型文件, 都要可读、可提取。 (6) 建筑物、道路中心、水系、桥梁等主要地形数据要求单独分层并建库, 其中建筑物、道路、水系、桥梁等名称注记要求独立分层。

根据实际情况, 地形数据库需要创建的表有:建筑物表、道路表、绿地表和桥梁表等。

5 管线数据要求

城市地下管网信息管理系统的建立, 需要配套的管网数据, 为了规范管网数据, 明确数据生产、更新的流程及操作, 需要提前制订系统管线数据标准, 以适用于管网数据生产、更新和管网数据库及应用系统的建设。

管网数据要进行分类处理, 生成关联的点属性表和线属性表, 并提供对应的线注记CAD格式数据。对点属性表和线属性表的编码要保持唯一。

管线数据库包括:点表、管道类线表和电缆类线表等。字段长度不应太长, 一般不超过120个字节。对提交的数据按照以下要求进行数据集成: (1) 数据库中表命名规则:表名以管网性质为基础, 按数据类型增加前缀。例如:线属性表增加前缀“LINE_”, 点属性表增加前缀“POINT_”。 (2) 表的种类包括:点线表、线属性注记文件、管沟点线表、井边框点线表和图幅信息表。 (3) 线属性注记文件钟需要包括各专业管网注记。

6 结语

本系统的设计与开发, 以海量数据为基础, 数据处理纷杂、繁琐, 最终建立城市地下管网信息管理系统, 实现地下管网信息的数字化管理, 加强了智慧城市中地下管线的信息化建设, 为建设智慧城市奠定了坚实的基础。

摘要：地下管线是城市基础设施的重要组成部分, 是城市规划建设管理的重要基础信息。随着城市规模的扩大和现代化程度的不断提高, 地下管线也越来越庞大、密集, 其种类也越来越复杂, 建立城市地下管网信息管理系统, 实现地下管线信息的数字化管理工作, 也是智慧城市建设的重要一环。文章从数据分类、地形数据来源与分析、地形数据分层、地形数据要求、管线数据要求等方面对地下管网管理系统涉及的数据进行了详细分析。

关键词：地下管线,地下管网,数据,智慧城市

参考文献

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[3]王君泽.城市地下管网信息系统的应用与发展[J].南通大学学报:自然科学版, 2008 (1) :46-50.

地下管网信息系统 篇10

关键词：GIS,城市污水管网,ArcEngine

城市污水管网被称为城市的“静脉”,其在维持城市环境卫生,保障城市能够正常运转中起着极其重要的作用,其通过水流将污染物收集起来,然后运送到有污水处理设施的地方,从而将一个城市中产生的生活和生产污水及时排出,让城市更加清洁,而且排入到水体中的污染物不至于对环境造成很大的破坏[1,2]。所以,城市污水管网是否能够正常运行,不仅关系城市的品味面貌,还关系到生活在城市中的人们的安全,是城市中不可或缺的一部分。

1 研究意义

随着中国经济的快速发展,城市一直在扩大,很多城市开始出现大规模的人口迁移,土地的发展和用途也在迅速变化,导致包括污水管网系统在内的城市基础设施建设得到了有效的推动。城市污水管网系统不仅建设快速,而且大规模、飞快的更新,使城市污水管网管理更加困难。长期以来,污水处理系统的管理问题已日益明显。例如,我国大多数城市仍然使用图纸的方式保存管网数据,这种方式不仅需要大量的空间来存储管网图纸,而且伴随时间的推移还容易发生损坏和丢失,从而导致基础数据不全、精度不够,信息检索也不方便,不利于不同地区和不同部门之间的数据共享,对城市的日常管理和规划建设带来了许多不便。同时,用传统的调查手段获取数据更新效率低,数据不能保持高度一致,信息很难保持一致性,落后的管网监测工具、管道安全、管道水流动和水质量状况不能得到有效的管理和掌握,因此也不能有效地处理事故。所以,为了适应城市化的快速建设,使用更加先进的管理方法来管理城市污水网络,使用一种新技术已成为管理部门不得不考虑的问题,这也有利于实现信息化城市建设与可持续发展。地理信息系统(Graphy Information System,即GIS)技术为城市排水管网管理信息系统的建立提供了有效的途径来解决问题。

2 关键技术

2.1 最短路径分析

地理信息系统中网络分析功能以对城市交通网络、基础设施网络(如电力线、电话线、网线、供给水管道等)等地理分析和数据模型化为主要目的。最短路径问题是地理信息系统中最常见的问题,同时也是网络分析中最关键的问题。其在城市公交和交通运输等线路的规划及选择中,网络线路和电力电话线路的建造与维护,货物运输的最低成本等分析中有着非常重要的应用价值。

污水管网铺设中涉及到路线的选址,爆管分析得到结果后,调度中心需要第一时间启动应急预案,以最节省时间的方式处理事故,这些涉及到最短路径分析的问题。

2.2 爆管分析

污水管网爆管是指由于某种原因管道的破坏,从而引起污水管道破裂。污水管道爆管现象分为2种,一种是明漏,另一种是暗漏。明漏多指由于管道破裂和埋深比较浅时,管道内的污水溢出到地面,这种现象很容易被发现。暗漏是指由于埋深较深或管道破裂较轻,管道内溢出污水无法达到地面,需要很长时间才能被发现或一直未被发现的一种现象。这种情况需要专业的人员进行管道压力测试或巡逻才能被发现。本研究主要以明漏的管道为研究对象,为本课题的创新技术研究之一。

2.2.1 管道内因。

管道内因源于管道自身属性和性质,如管道的材质、管道的埋设年龄、管径、管深以及周围的建筑物情况等。

2.2.2 排水系统外因

(1)管道运行压力。据分析可知,管道的破损是由于管道中水压超过管道所能承受的程度而引起的,而管道的爆管率随着管道排水量的增加而增加,所以排污水量的增加,增加了爆管的概率。

(2)管道中污水流量。处于平稳状态的管道一般很难有异常发生,从力学角度分析,只有当管道中污水流量突然出现较大流量时,管道会受到突然的压力,对管道造成一定程度影响,如果流量较大就易引起污水管道的爆管。

(3)天气影响。使用钢性接口的排污管道,气温降低时,接口由于受牵拉而导致漏水。刚出现漏水时,由于漏水量较少,很难被发现,当气温升高,接口膨胀,流入土壤的漏水导致管道周围土壤变形,导致爆管发生。管内的水温和管外的土壤温度随季节变化,使管道本身也随温度变化而伸缩运动,在管壁上产生相应的轴向应力。由虎克定律可知,冬天管道受轴向拉应力,夏天管道受到轴向压应力,因此管网在高温或低温天气爆管比气温适中天气多。

3 城市污水管网管理信息系统开发

3.1 数据输入

城市污水管网包括管线数据、阴井数据、处理站数据、导入数据,随着城市化的逐步推进往往涉及到数据的更新问题。数据输入功能提供了数据更新功能,如图1所示。以输入管线数据为例介绍数据更新的步骤,如图2所示。

3.2 三维数据显示

三维数据显示用于实现管线的三维可视化,以直观的形式展现三维场景,可以在场景中用三维控件来控制三维场景。

4 结语