地下管網(wǎng)地理信息管理系統(tǒng)的應(yīng)用研究

王新

[摘 要] 地下管線是基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，是地上建筑等基礎(chǔ)設(shè)施賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。地下管網(wǎng)布局圖紙、資料是基礎(chǔ)建筑規(guī)劃的重要材料，準(zhǔn)確掌握地下管網(wǎng)布局及現(xiàn)狀是保障基礎(chǔ)建筑安全發(fā)展的基礎(chǔ)。充分發(fā)揮信息化管理的作用，依托信息化技術(shù)實(shí)現(xiàn)地下管網(wǎng)地理信息管理，是當(dāng)前基礎(chǔ)建筑規(guī)劃發(fā)展中的重要課題。

[關(guān)鍵詞] 地下管網(wǎng)；地理信息管理系統(tǒng)；管理信息化；城市規(guī)劃；建設(shè)

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2014 . 05. 030

[中圖分類號(hào)] F294；TP315 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1673 - 0194（2014）05- 0051- 02

1 地下管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)概述

隨著社會(huì)的發(fā)展和現(xiàn)代化程度的提高，地下管網(wǎng)建設(shè)越來越重要，地下管網(wǎng)已逐漸成為人們生活的重要組成部分。傳統(tǒng)的需要大量人工投入的實(shí)體資料式管理方式已經(jīng)跟不上社會(huì)發(fā)展的需求，建設(shè)地下管網(wǎng)地理信息管理系統(tǒng)成為解決這一問題的關(guān)鍵。地理信息系統(tǒng)是多學(xué)科交叉產(chǎn)生的地理學(xué)新技術(shù)，其原理是以地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，采用地理模型分析方法，適時(shí)提供多種空間的和動(dòng)態(tài)的地理信息。地下管網(wǎng)的特點(diǎn)決定了其管理工作采用人工方式的困難性，因此，人們將地下管網(wǎng)信息與地理信息系統(tǒng)結(jié)合而形成了全新的分支管理系統(tǒng)及功能，即地下管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)。我們通常所研究的地下管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)是通過網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)其信息搜集、信息整理、信息分析、信息診斷、信息決策等功能。其構(gòu)成主要包括計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)、地理空間及屬性數(shù)據(jù)和系統(tǒng)管理操作人員。

2 地下管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)主要功能

（1）地圖登錄功能。根據(jù)整個(gè)地下管網(wǎng)系統(tǒng)的實(shí)際地圖或圖紙資料繪制完整的地圖，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)將該地圖數(shù)字化、矢量化，整個(gè)系統(tǒng)以此數(shù)字化地圖作為依托和框架。打開該系統(tǒng)時(shí)，以該數(shù)字地圖為登錄口，在其上疊加管網(wǎng)信息。數(shù)字地圖是多層次的，在繪制時(shí)，根據(jù)不同圖紙資料進(jìn)行疊加分層，包括房屋、河流、街道、鐵路、地下管道（水、氣、電、暖等），因此在登錄功能的設(shè)計(jì)中，加入分層信息，實(shí)現(xiàn)使用者可選擇性地分層登錄和管理以及動(dòng)態(tài)顯示。該模塊的主要實(shí)現(xiàn)功能包括地圖漫游（在鼠標(biāo)或者鍵盤控制下的任意方向移動(dòng)）、放大/縮小（按照設(shè)定的一定倍數(shù)比例）、索引圖檢索等。

（2）查詢功能。前期的地理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，將所涉及的地下管網(wǎng)系統(tǒng)各個(gè)方面和層次的特性和功能予以附加，所有有效信息記錄入圖庫(kù)。系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)用戶查詢管網(wǎng)及附屬設(shè)施，在圖上選中某個(gè)設(shè)備即可查詢其屬性。該模塊主要功能包括：編號(hào)或名稱與設(shè)備及屬性的對(duì)應(yīng)查詢，系統(tǒng)圖和局部圖的查詢，用戶信息資料的查詢，管網(wǎng)基本屬性的查詢，管網(wǎng)附屬設(shè)備的查詢。

（3）統(tǒng)計(jì)功能。系統(tǒng)中植入統(tǒng)計(jì)功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)各類信息的統(tǒng)計(jì)，包括：規(guī)定范圍內(nèi)的管線統(tǒng)計(jì)，管線屬性動(dòng)態(tài)統(tǒng)計(jì)，管線故障信息統(tǒng)計(jì)（包括歷史信息及動(dòng)態(tài)信息），規(guī)定范圍內(nèi)管網(wǎng)節(jié)點(diǎn)數(shù)統(tǒng)計(jì)，各種類型管道性能統(tǒng)計(jì)，管網(wǎng)更新情況統(tǒng)計(jì)，用戶類型統(tǒng)計(jì)，信息記錄統(tǒng)計(jì)等。

（4）故障分析功能。當(dāng)整個(gè)地下管網(wǎng)系統(tǒng)中某個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)故障篩漏、定位、分析功能，通過系統(tǒng)分析確定故障部位，然后用設(shè)定色彩標(biāo)注。故障分析系統(tǒng)能夠根據(jù)故障的實(shí)際情況分析并生產(chǎn)故障數(shù)據(jù)，顯示故障的具體部位、故障類型、檢修方法等，這些數(shù)據(jù)通過系統(tǒng)運(yùn)行顯示在指定的屏幕上。

（5）性能維護(hù)功能。當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)在快速確定故障位置后，顯示背景圖以及故障兩端的設(shè)備背景圖，并將這些背景圖輸出。地下管網(wǎng)系統(tǒng)經(jīng)過修整排除故障后，系統(tǒng)對(duì)管網(wǎng)的數(shù)字地圖及數(shù)據(jù)庫(kù)信息進(jìn)行修改、增加、刪除等。

（6）測(cè)量運(yùn)算功能。根據(jù)地下管網(wǎng)地理信息管理系統(tǒng)生成的數(shù)字地圖信息，調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)資料，以折線、圓弧、圓、多邊形等形式，累加或累減的方式計(jì)算整個(gè)管網(wǎng)地圖的面積和長(zhǎng)度等信息。面積和長(zhǎng)度信息包括整體和局部?jī)蓚€(gè)方面。

（7）圖形、數(shù)據(jù)輸出功能。通過計(jì)算機(jī)鏈接打印機(jī)、繪圖儀等工具，當(dāng)用戶需要地下管網(wǎng)資料數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)報(bào)表等相關(guān)信息時(shí)，可由系統(tǒng)調(diào)出資料，通過打印機(jī)或繪圖儀輸出。

3 關(guān)鍵技術(shù)

（1）管線縱橫斷面圖。地下管網(wǎng)的斷面圖是地理信息管理系統(tǒng)的重要構(gòu)成資料，是地下管網(wǎng)信息的基礎(chǔ)。此系統(tǒng)中所指的斷面圖能夠有效反映出管線在地下的相對(duì)位置，以及管線之間的相對(duì)位置，管線的埋深、距離、類型、管徑等數(shù)據(jù)。該斷面圖的作用不僅僅是方便管理，而是防止施工的無意破壞。斷面圖又分為橫斷面和縱斷面，橫斷面是指垂直于管線位置的一個(gè)截面，縱斷面是指沿著某一管線方向的一個(gè)截面。橫斷面的主要作用是得出各管線的坐標(biāo)然后進(jìn)行標(biāo)注，根據(jù)標(biāo)注可得出管線間的地理位置關(guān)系。縱斷面的主要作用是直觀體現(xiàn)管線的走向與走勢(shì)，體現(xiàn)管線的坡度和地理特征。

（2）爆管分析。爆管分析功能是地下管線地理信息管理系統(tǒng)的重要組成部分，也是其中的關(guān)鍵功能。當(dāng)?shù)叵鹿芫W(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí)，爆管分析功能分析出故障點(diǎn)及周圍設(shè)備信息，設(shè)定最優(yōu)解決方案。出現(xiàn)故障時(shí)，首先經(jīng)過分析計(jì)算出應(yīng)當(dāng)關(guān)閉的閥門，標(biāo)示出關(guān)閉閥門后的影響范圍。通過計(jì)算分析，選擇最優(yōu)的方案，即影響最小的方案。爆管分析主要分為兩個(gè)步驟：第一步，確定故障點(diǎn)，從故障點(diǎn)出發(fā)沿著管線逆管追蹤，直至找到第一個(gè)閥門后停止，然后由該閥門確認(rèn)其所管轄范圍，及關(guān)閉后的影響范圍。第二步，從查找到的閥門反向出發(fā)進(jìn)行追蹤，得到受影響的管線范圍。

主要參考文獻(xiàn)

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