排水地理信息系統及其在管網管理中的應用

施維

摘 要：介紹了B/S結構的排水地理信息系統（GIS）的基本概念、數據模型及功能模塊。同時結合實際，介紹了該系統在常州市排水管網管理方面的應用，以此說明了GIS對提高城市排水管網管理的效率和水平具有重要意義。

關鍵詞：排水 地理信息系統（GIS） 管網管理

中圖分類號：TU992.4 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）03（a）-0021-01

排水管網是城市重要的基礎設施，對社會和經濟發展具有重要的影響，而目前我國的排水管網信息化建設和管理體系還不完善，尤其是管網管理方面，仍然依靠傳統的人工管理方式，缺乏信息系統輔助，導致管理的效率和水平低下[1]。

近年來，集圖形管理和數據庫管理于一體的地理信息系統（GIS）技術，因其強大的數據處理、管理、分析功能獲得了越來越多的應用，利用GIS技術對排水管網進行管理是新的發展趨勢[2]。

1 GIS的設計與實現

1.1 系統概述

常州市排水管理處采用的GIS系統適用于中文WINDOWS/XP/7操作系統；以SQL Server作為數據庫；采用B/S（瀏覽器/服務器）結構。

1.2 系統結構

常州市排水GIS的系統結構如圖1所示。

1.3 系統的數據模型

GIS的數據模型的概念分6個層次：地理數據庫、數據集、類、幾何元素、幾何實體、坐標點。

模型中，非空間實體被抽象為對象；空間實體被抽象為要素；相同類型的要素構成要素類；相同類型的對象構成對象類；若干對象類或要素類組成要素數據集；若干要素數據集構成地理數據庫。要素在某個空間參照系中的幾何特征被抽象為幾何元素，幾何元素由任意的點狀、線狀或面狀幾何實體組成，幾何實體通過幾何坐標點表達。

GIS的空間數據模型將現實世界中的各種現象抽象為對象、關系和規則，各種行為（操作）基于對象、關系和規則，模型更接近人類面向實體的思維方式。該模型還綜合了面向圖形的空間數據模型的特點，使得模型表達能力強，能廣泛適應GIS的各種應用。

1.4 系統的功能模塊

GIS的主要功能模塊有以下幾種。

（1）管網編輯模塊：完成管網工程中管線的空間數據及屬性數據的輸入。

（2）查詢統計模塊：通過提供的查詢工具，能以各種查詢方法方便的得到想要的資料和信息。

（3）工具模塊：實現日常工作中的一些專業功能，如：打印、輸出、定位、量算、橫縱斷面、管道緩沖區分析、連通分析等。

2 GIS在管網管理中的應用

GIS整合了排水管網設施的空間位置和相關屬性，為排水管網的運行和管理提供了重要的支撐平臺，實現了排水管網數據測量、數據管理、信息應用和發布的數字化管理流程，改變了過去以人工為主的管理模式。GIS在排水管網管理中主要有如下幾方面的應用。

2.1 日常養護

通過GIS，可以對排水管網養護的日常工作進行工作量的校核，并可對在日常養護中發現的設施缺陷及時進行標注，方便進行統一處理和維修。同時，利用GIS，可以對日常養護工作進行提前統一規劃，使管網養護工作科學、合理，減少重復、遺漏，從而提高了管網管理的水平。

2.2 緊急搶修

利用GIS，可以及時查詢排水管網的相關信息，從而迅速、準確定位事故管道（井）的位置及與其他建筑物和排水設施的相對位置、連通關系。通過對排水管網事故情況的分析，可以迅速給出最優的事故處理方案，準確地知道應該關閉的閥門和封堵的檢查井，用以指導搶修和維護，從而提高了城市排水部門的管理效率和服務質量。

2.3 泵站管理

GIS提供了每個排水泵站的影響區域和泵站之間的上下級隸屬關系。在泵站故障檢修或進行停泵操作前，通過GIS模擬操作，可直觀地顯示受影響的區域，從而協調該區域的排水大戶，暫時停止排污，待泵站正常運行后再通知其排放污水。

2.4 防洪防汛

防洪防汛是管網管理的重要內容。汛前，通過GIS，可以統計出所選范圍內所有不滿足暴雨重現期要求的管段，依據此數據，可以提前對不滿足暴雨重現期要求的雨水管段進行改造和疏浚，防止暴雨時發生滯水。

2.5 設施管理

利用GIS，可以獲得詳細的城市排水設施的空間地理及相關信息，全面掌握排水設施的基本狀況，并可對所有設施設備進行可視化管理。同時，與日常養護相結合，可以得到各排水設施的動態信息，實現各類排水設施的動態管理，從而為排水設施規劃建設、運行管理和資產評估提供了科學依據。

3 結語

通過數年的探索和實踐，常州市排水管理處在GIS的應用上取得了一定的經驗，尤其在排水管網管理上，GIS已經成為不可或缺的助手。實踐證明，應用GIS能顯著提高排水管網管理的效率和水平，我們有理由相信，將來GIS能在排水管網管理中發揮更大的作用。

參考文獻

[1] 管新崗.城市排水信息化管理系統的設計與應用[J].信息技術，2013（5）：173-176.

[2] 張力，耿為民，劉遂慶.地理信息系統在排水系統管理中的應用[J].城市道橋與防洪，2002（1）：66-69.endprint