城市供水管網管理信息系統的實現

摘 要：針對城市的不斷建設，給水管線已經非常龐大、密集。采用傳統的手工管理已經不能滿足實際的需要，必須采取更有效的機制和方法來進行管理。因此，供水公司開始著手實施給水管線GIS建設，利用先進的GIS技術建立供水管網信息管理系統，通過數據庫進行管網和地形、地物的空間存儲，供水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，實現供水管線數字化管理、地下管線數據的動態管理，提高城市的管理、運營效率。

關鍵詞：GIS；給水管線；數據庫；.NET

Realization of Management Information

System of City Water Supply Network

Zhao Zhankun1，2 Liu Zhenpeng1

（1.He bei Software Institute，Baoding 071000，China；2.Hebei University，Baoding 071000，China）

Abstract：With the continuous development of the city， water supply pipeline is very large， dense. Using the traditional manual management has been unable to meet the actual needs， must take the mechanism and the more effective method for management. Therefore， the company began implementation of city water supply pipeline GIS construction， establishment of information management system of water supply with the advanced GIS technology， network and terrain，the spatial memory by database， water supply pipeline information acquisition，storage， management，analysis，query，output，update to digital form，the realization of digital management，water supply.

Key words：GIS；Water Supply Pipeline；DataBase；.NET

1 引言

隨著我國經濟的飛速發展、城市化步伐的加快以及城市規模的擴大和現代化程度的不斷提高，作為城市重要基礎設施的供水管線也越來越密集和龐雜。城市供水系統是影響城市正常運轉的重要基礎設施，與城市的生產、生活密切相關。

在進行城市供水管線規劃、設計、施工和管理工作中，如果沒有完整準確的城市供水管線及市政設施的基礎資料，科學管理、高效辦公就無從談起。在當今社會，城市信息化已成為社會發展的必然趨勢，而數字化又是信息化的基礎，伴隨信息技術和社會經濟的高速發展，數字城市的建設工程也越來越現實地走進城市發展建設的日程中。

近年來，人們從城市可持續發展的角度考慮，認識到必須采用地理信息系統技術、網絡技術和數據庫技術，建立一套集城市供水管線及相關設施的資料輸入、編輯、分析、輸出、管理于一體的供水管線及設施管理系統，為供水管線及設施的日常規劃、設計施工、統計分析、發展預測提供可靠的科學依據，從而徹底改變傳統的供水管線及設施管理模式。

城市管理部門為了加強對供水管線的信息化管理，決定建立供水管網管理信息系統，該系統將利用GIS技術、計算機技術、網絡技術、數據庫技術，把城區全部供水管線及設施以數字的形式獲取和存儲，對其進行查詢統計、編輯、輸出、更新等管理，為城市建設與發展提供準確設施基礎資料。

2 開發語言

系統采用目前先進的、成熟的企業級技術架構（.NET），進行基于組件和面向服務的架構體系開發，以保證平臺的先進性和適應性、可擴展性，注重體系架構的兼容性和集成性，保護現有的投資并避免風險。經過大量工業實踐的，技術成熟，有大量的輔助解決方案供參考與借鑒的企業級應用技術，是構建電子政務基礎平臺的重要基礎。如應用門戶技術提供個性化和適應性接口；應用工作流技術實現電子政務業務處理和規劃審批；應用跨平臺數據、信息交換技術實現信息共事；應用全文檢索技術高效率的獲取所需信息等。

系統開發基于Microsoft Visual Studio 2008開發平臺的C#開發語言。

3 開發方法

利用GIS組件接口開發本系統，完全符合當前流行的GIS組件式開發。軟件的組件技術是新一代GIS的重要基礎，它把GIS的功能適當抽象，以組件形式供開發者使用，將會帶來許多傳統GIS工具無法比擬的優點。具體表現如下：

3.1 開發環境寬松，開發相對簡捷

組件的生產建立在嚴格的標準之上，因此，凡符合標準的組件都可在目前流行的各種開發工具上使用。這樣VB、VC、Delphi、PowerBuilder、Notes、Access等都可直接成為GIS的優秀開發工具，它們各自的優點都能夠得到充分發揮。這與傳統GIS專門性開發環境相比，是一種質的飛躍。由于GIS組件可以直接嵌入MIS開發工具中，對于廣大開發人員來講，就可以自由選用他們熟悉的開發工具。而且，GIS組件提供的API形式非常接近MIS工具的模式，開發人員可以像管理數據庫表一樣熟練地管理地圖等空間數據，無須對開發人員進行特殊的培訓。在GIS的開發過程中，開發人員的素質與熟練程度是十分重要的因素。這將使大量的MIS開發人員能夠較快地過渡到GIS的開發工作中，從而大大加速GIS的發展。

3.2 系統靈活，緊湊，成本相對降低

分布式的特性使得可以將基于組件模型的應用程序部署到從桌面計算環境到功能強大的網絡服務器的不同計算機上，網絡各處都可分配工作，這有利于協調性能和減少網絡帶寬的浪費。而且從組件內部實現機制來講，組件對象通過多態性實現在不同類的對象具有相同接口的情況下，根據發送消息表現為不同的功能和行為。在組件模型下，各組件都集中地實現與自己最緊密相關的系統功能。組件化的GIS平臺集中提供空間數據管理能力，并且能以靈活的方式與數據庫系統連接。在保證功能的前提下，系統表現得小巧靈活，而其價格僅是傳統GIS開發工具的十分之一，甚至更少。這樣，用戶便能以較好的性能價格比獲得或開發GIS應用系統。

3.3 系統易于管理和維護

組件模型將大型復雜的軟件工程變為簡單、安全的組件工程，它提供了對組件的一整套管理機制。由于組件對象是封裝的，所以組件對于應用程序來說是黑盒，不必關心其內容實現細節，更不必自己來提供管理機制。同時組件模型使得應用程序可以將核心的組件部署在中央服務器上，而不是分散在用戶桌面上，這有助于處理各種變化，并縮短解決方案的消耗時間。

4 系統體系結構

在我們對客戶提供資料理解的基礎上，我們建議系統的總體框架采用目前IT技術中流行而較成熟的“N”層結構方案：

整個系統的邏輯框架如上圖所示，主要可以分為幾個層次：

⑴表示層：主要包括應用系統表現；

⑵應用邏輯層：包括業務管理系統（基礎信息管理、管線管理、管網數據更新、管網綜合分析、管網輔助設計）、用戶認證訪問控制和授權管理系統，以及以后可能擴展的其他應用系統；

⑶中間層：主要包括數據訪問、工作流引擎等運行引擎和二次開發接口等；

⑷數據層：主要包括元數據數據庫、基礎空間數據庫、管線專題數據庫等；

⑸硬件操作系統層：主要包括硬件平臺和操作系統。

同時，安全子系統和相關的標準規范將貫穿于系統的所有層次。

“多層結構”是在傳統兩層結構基礎上發展而來，其優點主要是：實現分布式數據處理。把一個應用程序分布在幾個機器上運行，可以提供應用程序的性能，通過冗余配置還可以保證不會因為局部故障導致整個應用程序崩潰。

5 系統功能

供水管網管理信息系統將利用物探技術、測繪技術、計算機技術、GIS技術、網絡技術、數據庫技術，把城市的全部供水管線信息以數字的形式獲取、存儲、編輯、查詢、統計、分析、輸出、發布，為城市的建設與發展提供準確的供水管線基礎資料。系統以地形圖庫和供水管網數據庫為基礎，在這個基礎之上，建立供水管網管理信息系統，包括：數據處理功能、基礎管理功能、管網數據管理功能、管網設施管理功能、管網綜合分析功能、系統管理子系統、系統接口子系統等。系統功能框架如下：

6 結束語

本系統的設計與開發，突出以矢量數據為核心的4D產品，面向工作流程、面向單位業務管理的特征要求。整個系統圍繞供水管網這個中心，建立一套先進的、規范的、統一的供水管網信息管理系統。

系統達到的最終效果：

⑴實現統一的信息化管理

⑵提高工作效率、增加工作透明度

⑶使信息達到最大程度的利用和共享

⑷輔助決策

⑸系統提供多種功能接口，達到多軟件集成方便快捷，實現軟件的統一整合、功能相輔相成，提高用戶的辦公效率。

最終，本系統滿足了城市管理部門對供水管網管理的需求，提高工作效率和管理水平，將供水管網數據作為整個信息系統的核心，建立了一套現代化的綜合管網管理信息系統，實現各部門之間信息的科學組織、共享和協作。

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