贛州市地下綜合管網信息系統建設

王 帥 李 勝

（江西理工大學，江西 贛州 341000）

1 引言

城市地下綜合管線主要包括給水、排水、燃氣、熱力、電力、電信、工業、綜合管溝八大類[1]，其擔負著能量與信息傳遞的工作，是城市賴以生存和發展的重要物質基礎，被譽為城市的“生命線”。隨著贛州市發展步伐的不斷加快，城市管理對地下管線的依賴性也越來越強。但是，由于歷史和現實的各種原因，贛州市地下管線建設及其管理滯后于城市的發展和國內同行業水平，其混亂無序的狀況，已成為阻礙贛州市城市建設和經濟發展的瓶頸。從贛州城市發展進程來看，贛州市正在按照200萬至300萬人口的特大城市目標重新進行城市定位，城市土地開發力度將不斷加強，城市地下空間利用將日益重要。然而傳統的城市地下管線管理辦法，效率低下，難以適應現代城市發展對海量數據管理的需求，造成資源的浪費，難以滿足數字贛州建設的要求。故針對這種現狀，應組織力量，投入相應的資金查明地下管線分布狀態，采用新技術和新方法來建設高效、動態管理的城市地下綜合管線信息系統，實現城市綜合管線管理現代化，以滿足管線相關部門的需要，同時為數字贛州建設和管理提供高質量的服務。

2 系統建設目標

根據贛州市地下管線管理現狀以及未來發展趨勢，我們確定該系統建設的總體目標為：以地理信息系統為基礎平臺，以市規劃建設局為中心，形成市政府、市規劃建設局、建設單位、設計單位、管線權屬單位、數據維護機構之間多級管理網絡，分階段、分區域、分內容建立多層次的、實用的、與市規劃建設局系統業務緊密關聯的地理信息系統。建立具有權威性、現勢性的地下管線信息管理系統，將地下管線信息以數字的形式進行獲取、存儲、管理、分析、查詢、輸出、更新，實現地下管線數據的動態、集中式管理與分級更新機制，提供全面的管網空間分析和工程輔助設計，提高城市管理效率，為社會提供多元化的服務，為城市可持續發展及防災減災提供決策支持[2]。系統建設應實現以下目標：(1)實現贛州市地下綜合管線信息計算機化、網絡化管理，實現對地下綜合管線信息的綜合管理、動態更新；(2)為贛州市城市規劃、建設、管理提供信息資源和技術平臺；(3)為贛州市政府、管線權屬單位和各級領導提供決策、指揮、管理的科學依據；(4)為社會提供多元化的服務，為贛州市可持續發展及減災防災提供決策支持。

3 地下管線信息系統設計

3.1 系統結構設計

贛州市綜合地下管線地理信息系統采用三層結構：表示層、邏輯層和數據層，如圖3-1所示。系統采用C/S和B/S混合模式，內部業務系統采用C/S模式，對外開放的公眾服務系統采用B/S模式。客戶端采用桌面與瀏覽器相結合的方式，采用ArcGIS10.0產品作為應用服務器，采用Oracle 11g大型數據庫管理系統作為數據庫服務器，構建以管理式服務為數據中心，和管線權屬單位、相關政府部門等進行互相連接的遠程網絡，形成了集中管理與分布式應用相結合的地下管線信息系統。

圖3-1 贛州市綜合地下管線地理信息系統三層體系架構

⑴數據層：數據層用來管理系統涉及到的相關數據，管理的數據包括基礎地理數據、管線數據、其他一些數據等，通過空間數據引擎ArcSDE來集成異構數據源操作，數據存儲在Oracle數據庫中，把相應的數據存儲在Oracle數據庫中，并對其數據進行查詢、更新等操作。

⑵業務邏輯層：業務邏輯層是數據層與表示層的一個接口，這個接口里主要包含了一些應用開發組件，如管網地理信息系統用到的ArcEngine、ArcServer組件及必要的.NET組件。

⑶表示層：表示層是呈現在客戶端的地理信息系統用戶界面操作，表示層通過底層的數據層、中間層的業務邏輯層 操作進而升級到表示層，客戶端只需和該系統交互，無需管其他。

3.2 系統數據庫設計

管線數據庫是對管線空間數據與屬性數據存放的一個集合，數據庫的建立不僅僅是為了保存數據，更主要的是為用戶提供對數據高效的管理和控制，因此數據庫設計的好壞將直接影響到數據管理效率的高低。數據庫設計過程中，在充分考慮數據結構的普遍性和數據的多樣性、準確性的同時，力求建立一個開放的、靈活的空間和屬性數據一體化的數據庫，以保證系統正常有效運行[3]。采用Oracle 11g作為該系統后臺數據庫管理系統，因為它是業界公認的最高效、最穩定的大型數據庫管理系統之一，能管理大量的空間和非空間信息數據，且具有非常強大的應用開發能力[4]。

該系統數據可以進行如下分類：

(1)地形圖庫：贛州市1：500分幅地形圖和條帶地形圖。

(2)管線數據庫：管線歷史數據、管線現狀數據及輔助要素等信息。

(3)規劃審批庫：道路中心線、用地紅線、建筑線、規劃管線紅線。

(4)航片衛片庫：航飛和衛星拍攝的現狀柵格圖。

(5)檔案數據庫：包括檔案信息數據、文檔、圖紙等。

3.3 系統主要功能模塊

該系統按功能劃分為：數據采集與建庫子系統、綜合應用子系統、數據動態更新與管理子系統、地下管線檔案管理子系統。各子系統的功能為：

1）數據采集與建庫子系統。外業探測的管線數據需要按要求轉換為管線數據庫中的數據。本子系統的構建是基于數字地形圖數據、地下管線圖形數據和屬性數據庫，由計算機（包括PDA與PC）軟件按規定采集的外業管線數據（包括空間數據與屬性數據）轉換為系統要求的格式數據，將探測處理后的數據經邏輯查錯送入地下管線數據庫，具體包括管線空間數據與屬性數據的數據采集、數據檢查及預處理、數據轉換、監理查錯、數據入庫等工作。

2）綜合應用子系統。綜合應用子系統的構建是基于數字地形圖數據、地下管線的矢量數據庫，主要功能包括：對管線及相關數據的管理、地圖符號化，查詢顯示、統計報表、制圖輸出、剖面圖生成、空間分析計算、管線工程輔助設計、歷史數據追溯、三維管線瀏覽、輔助決策等。

3）數據動態更新管理子系統。城市建設的迅速發展帶來地下管線不斷變化，地下管線不同于地面建筑，敷設覆土后就難以直接了解其詳細情況，為此只有切實執行管線竣工測量，實現管線動態管理，才能保證管線數據的現勢性和準確性。地下管線數據的動態更新主要是指對城市地下管線探測和新敷設管線竣工測量的計算機成果提交與入庫。

4）地下管線檔案管理子系統。地下管線檔案是城市規劃、建設、管理的重要依據，必須建立嚴格的信息更新和檔案歸檔制度，實現地下管線動態管理。建立起有法規約束的地下管線數據更新機制，及時采集新建的地下管線數據并更新管線數據庫。地下管線檔案管理子系統涵蓋地下管線檔案從接收、審核、移交、整理、入庫到查詢利用以及統計分析的管理。檔案信息中包含地下管線工程的文件材料、圖紙、聲像和電子文件，實現檔案信息全面有效的管理和利用。

4 結論

本文針對目前贛州市地下管線管理的現狀，確定系統的建設目標，對系統進行總體設計和數據庫設計，以C#作為開發語言，ArcGIS作為軟件平臺，通過ArcSDE將其與Oracle數據庫連接，開發出贛州市地下綜合管網信息系統。贛州市地下綜合管線管理信息系統的建設，為城市地下管線的信息管理、檔案管理及地下管線規劃信息管理提供了平臺，也為地下管線信息的動態更新與維護提供了一個平臺。該系統的開發建設，有效地推動贛州市的地下管線動態管理和信息化建設工作，為贛州市城市管線規劃、建設和管理提供依據，大大提高政府辦公效率，為政府決策和緊急事故處理提供依據，其空間信息也將成為“數字贛州”的重要組成部分。

[1]CJJ61-2003，城市地下管線探測技術規程[S].中國建筑工業出版社，2003；

[2]韋斌基于ArcGIS城市地下管線信息系統的研究與設計[J]測繪與空間地理信息2011(02);

[3]董紹環城市地下綜合管線管理信息系統研究與實現[D]中國石油大學2011;

[4]蔡岷GIS技術在地下綜合管線系統中的應用[D]大連：大連理工大學，2005.