基于GIS的城市排水管網設施管理系統

于美蘭，曲峻峰，吳榮安，王芳麗

（1 煙臺經濟技術開發區地理信息中心，山東 煙臺 264006；2 山東泰華電訊有限責任公司，濟南 250101）

基于GIS的城市排水管網設施管理系統

于美蘭1，曲峻峰1，吳榮安2，王芳麗2

（1 煙臺經濟技術開發區地理信息中心，山東 煙臺 264006；2 山東泰華電訊有限責任公司，濟南 250101）

以GIS為技術支持，結合排水管網設施管理的實際需求建立了排水管網設施管理系統。借助ArcGIS平臺，充分發揮了GIS在可視化，查詢定位及空間數據管理等方面的優勢，實現了普查數據的入庫以及設施數據管理功能。并在此基礎上構建了排水管網網絡模型，借助模型實現了管網流向、連通性、污染源追蹤、污染影響范圍等網絡分析功能。

排水管網；地理信息系統；管網分析

【Keywors】network of drainage； GIS； network analysis

前言

近年來，極端天氣引起的暴雨多次見諸報道，極大的損害了人民群眾財產和人身安全。隨著國內經濟的騰飛，在極豐富人們的物質生活的同時，也提高了大家對城市排水系統的要求。排水管網是市政設施的重要組成部分，肩負著城市內澇排水的重任，建立基于GIS的排水管網設施管理系統有助于提高主管部門對排水設施的管理能力，實現了數字化排水設施管理的需求。GIS技術已經成功在城市的多個業務管理部門進行應用，借助GIS，主管部門可以方便快捷地查詢定位設施位置分布情況，輕松實現日益復雜的排水管網設施各種檔案資料的管理。摸底現有城市排水管網設施，對防汛排澇應急指揮、排水管網改造、雨污管道分流改造、暴雨積水分析等工作有重要的指導意義。

1系統構建及其功能

排水管網設施管理按實體形狀主要分為線狀和點狀設施，其中線狀設施包括：排水管道、倒虹吸管道以及河道；點狀設施包括：檢查井、雨水篦子、排水閥門、提升泵站、閘門井、窨井、排水戶等。

排水管道按管徑可以分成小型管（小于600mm）、中型管（600-1000）、大型管（1000-1500）及特大型管（大于1500）；按排水性質可以分為雨水、污水及雨污合流管道。

系統功能：

數據入庫：排水管網設施數據來源比較廣泛，目前主流方法是對地下管線進行全面數據普查，優勢在于可以科學準確對管網數據進行摸底，為后續業務應用、管網建模提供了可靠的數據質量保證，缺點在于普查工作資金投入比較大，相比較而言，投入和產出比還是非常高，值得主管部門進行投入。

普查數據原則上是不能直接進入系統數據成果圖的，原因有2個：

1）數據格式不一致，普查數據格式由普查公司定義，一般是微軟提供的mdb數據。

2）數據質量難以達標，數據成圖前需要進行業務屬性檢查，成圖后需要進行空間拓撲檢查，方可保證達到管網建模的最低要求。

普查數據入庫流程如圖1-1所示

圖1-1 普查數據入庫流程

在線編輯：支持多用戶同時在線編輯排水管網設施數據，同時提供了豐富的管網設施編輯工具：精確要素捕捉、撤銷及回退、連點成線、設施繪制及刪除、批量屬性編輯、管段合并及打斷、管網廢棄及恢復等。

為了更好的保障成果庫數據的安全性以及穩定性，提供了編輯圖層，編輯范圍以及編輯工具功能權限控制，同時提供了編輯歷史庫，編輯日志。數據管理員可以隨時還原已編輯的數據。

通過完善的數據入庫以及編輯流程，很好的解決了后期管網設施數據動態更新的難題。

查詢定位：實現空間范圍及業務屬性過濾查詢管網設施數據，完全實現了圖形查屬性，屬性查圖形雙向聯動模式。空間范圍查詢包括：點擊查看設施基礎業務屬性數據以及附屬文檔資料，查詢多種區域范圍內的管網設施，查詢道路周圍的管網設施等功能；業務屬性查詢包括：快捷查詢，管徑分類，材質分類，埋設日期等功能。

查詢結果進行分頁展示，同時支持雙擊定位設施空間位置，查詢結果展示如圖1-2所示：

圖1-2 設施查詢結果

地址名稱定位、分類設施名稱定位、道路名稱定位、圖幅定位等豐富的定位功能可以方便地讓用戶找到設施所在的空間位置分布。

統計報表：可以實現任意范圍內的管網設施數量，管線長度進行分類統計。統計范圍可以是：當前視圖范圍內，整圖層及自由區域；分類統計類型可以是：材質、管徑（小型管、中型管、大型管及特大型管）、埋設日期、所在道路等多種方式；統計結果展示可以有柱狀圖、三維餅狀圖以及定制報表，統計結果支持用戶導出到本地進行保存。

管網分析：在成功構建排水管網網絡的情況下，實現了排水流向分析、節點連通性分析、污染源追蹤分析、污染影響范圍分析、生成縱橫斷面圖、地下管網三維顯示、預警分析、道路擴建及房屋拆遷分析等功能。

縱橫斷面圖及地下管網三維顯示能夠從不同角度，不同方式展示地下管線的分布情況，為市政設施施工提供了科學的輔助資料，如圖1-3所示。

圖1-3 橫斷面圖

系統管理：主要實現了系統功能權限分配，數據編輯權限分配，管網設施符號化配置，系統操作日志管理等功能。

系統功能權限分配功能決定了用戶擁有哪些功能；

數據編輯權限分配功能決定了用戶擁有哪些數據的編輯權限；

管網設施符號化配置實現了用戶自定義設置設施符號化的要求。

2 結語

該系統已經成功在國內多個城市進行了上線運行，功能完善，性能穩定，滿足了客戶多樣化的設施管理業務需求，協助相關主管部門實現了排水管網設施的數字化管理，在減輕工作量的同時，提高了管網設施的管理效率。

排水管網數據屬國家涉密數據，系統采用CS架構模式進行開發，部門內網進行訪問，很好的保證了數據的安全性。另外，可以把管網空間數據作為后續業務系統定制開發的基礎數據，例如排水管網建模評估分析系統，排水管網輔助規劃設計系統，排水管網設施移動巡檢系統，水質監測系統，泵站調度系統，排水管網設施資產管理等系統。基于管網空間數據開發的各業務系統，具有優秀的可視化展示效果、人機交互體驗以及極佳的市場推廣價值。

GIS-based Managem ent System for Urban D rainage Facilities

For technical support with GIS，combined with the actual needs of the drainage facilities management to establish a management system.With ArcGIS platform，give full play to the advantages of GIS in visualization，query location and spatial data management，etc...Achieving the functions ，such as census data storageand facility data managerment.On this basis，building a drainage network networkmodel，with the model，Achievingthe functions of network analysis，such as direction of fow，connectivity，tracking sources of pollution，pollution extent，etc...

于美蘭（1972—），女，山東梁山人，工程師，1993年7月畢業于哈爾濱測量高等專科學校工程測量專業，主要從事基于GIS的相關工作。