建立煤氣管網管理GIS系統及系統建設與應用中的關鍵問題分析

姚紅波

摘 要：文章在簡單介紹GIS系統的基礎上，對系統的構建以及建設和應用過程中需要注意的關鍵問題進行了分析和討論。

關鍵詞：煤氣管理 GIS系統 關鍵問題

中圖分類號：TU996.6+2 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）10（b）-0200-01

目前，燃氣已經成為我國居民日常生活中最為重要的能源之一，與諸多行業的生產經營活動也有著緊密的聯系，其重要性不言而喻。但同時我們也看到，大多數燃氣公司管網管理工作的信息化改革仍處于初期階段，資料多以CAD或圖紙的方式保存，這種方式不僅不利于資料的共享和應用，而且會給數據的查詢、分析、統計帶來極大的困擾。因此，燃氣企業迫切需要一種科學、便捷的方式對城市燃氣管網進行管理，而隨著計算機科學技術的飛速發展、GIS系統的不斷成熟，越來越多的燃氣企業開始著手基于GIS的城市燃氣管網信息系統的構建，使自身對燃氣管線數據的管理與應用能力得到了有效保障和大幅提升。

1 煤氣管網GIS系統結構與功能模塊設計

根據功能、性能、數據需求的不同，GIS系統在結構與功能模塊設計方面往往存在一定的差異，為方便討論，該次研究以某燃氣公司的GIS系統為例，對系統的結構與功能模塊設計進行分析和討論。

1.1 系統結構設計

首先是邏輯結構。該系統采用面向對象技術設計實現，設計工作采用B/S、C/S相結合的方式進行，其中，B/S結構的作用是顯示數據、查詢以及分析和修改；C/S結構的作用是實現數據輸入、編輯、更新、處理、查詢、分析和統計。這種設計模式的優點在于系統的選擇能夠更加符合客戶的實際需求，提升系統安全性和資源利用率，并將成本降到最低。邏輯結構分為表現層、邏輯層和數據層。

其次是功能結構。系統的功能和業務可分為地圖管理子系統、數據入庫子系統、管網設施子系統、管網分析子系統、系統管理子系統、緊急事故處理子系統、客戶管理子系統、WEBGIS發布子系統等。其中，B/S結構針對普通用戶，主要提供顯示和查詢功能；C/S結構針對高級用戶，主要提供數據修改功能。這種做法不僅能夠使系統的安全性得到最大程度的提升，而且還會使軟件的成本大幅下降。

第三是數據庫。該系統的數據庫采用的是關系數據庫，以便使數據的統一管理能夠得到更好的實現，主要包括管網信息數據庫、基礎地理信息數據庫、客戶信息數據庫、系統數據庫。

最后是網絡結構。由于所需存儲、傳輸的煤氣管網、地形圖等數據資料非常龐大，因此為了確保這些數據能夠得到有效管理和共享，硬件網絡采用了高性能的服務器和交換設備，并使其具備了較高的可擴展性。

1.2 功能模塊設計

首先是數據入庫子系統。包括數據的檢查、入庫、更新三個部分，主要任務是核對外業數據，并將滿足相關要求的數據添加至數據庫當中，確保數據庫中所存儲數據的現勢性。

其次是地圖管理子系統。主要任務是顯示和管理數據、打印和制作地圖以及WEBGIS地圖的初始配置。地圖管理子系統是本系統最為重要的組成部分之一，包括視圖操作、分層管理、測量與動態標注、鷹眼導航、容差控制、地圖輸出、專題圖制作等多項功能。

第三是管網設施管理子系統。主要任務是為煤氣管網中的各類設施建檔，同時提供查詢、檢修等級、統計等功能。

第四是管網分析子系統。主要功能包括交叉分析、橫縱斷面分析、爆管分析、碰撞分析、管線三維分析、連通分析、凈距分析、供氣區域分析、路徑分析等，是事故處理、決策制定等的重要基礎和前提，對于提升計算結果的準確性以及工作效率具有積極的推動作用。

第五是緊急事故處理子系統。主要功能包括關閥分析、事故定位、歷史漏電查詢、漏點分析、事故歷史查詢。作用是在煤氣管網發生事故時進行分析和應急處理。

最后是系統管理子系統。主要功能包括權限管理、安全管理、數據恢復和備份、日志管理，作用是修改客戶權限和增刪用戶。

2 GIS系統建設與應用中的關鍵問題

在燃氣企業GIS系統建設和應用過程中，最為關鍵同時也是最為核心的問題就是數據問題，其中主要包括業務屬性數據、城市基礎空間數據、管網數據等。而且，GIS系統的生命力也取決于數據能否持續更新。[1]

2.1 管網數據的準備

主要包括分析和梳理現有數據、采集缺失數據、數據的檢查和整理、數據入庫等內容。其中，對于現有數據的分析和梳理對象為現有管網空間和屬性數據中有價值的部分，經過處理后的數據通過整理和轉換最終傳入數據庫。對于不完整、不準確或存在缺失的管網數據，可通過現場采集、核實的方式進行補充；管網地下設施測量工作的主要對象為其高程、平面位置和相關屬性，可通過地下管線探測儀、高精度GPS設備聯合法進行測量。

2.2 燃氣管網數據建庫

數據庫是GIS系統服務功能得以實現的重要基礎，通過對燃氣各類地理、空間信息資源的整理、加工與整合，構建統一的綜合型燃氣管網數據庫，使燃氣管網的業務屬性數據、基礎空間數據、管網數據能夠得到統一的管理與應用。在數據庫的構建過程中，應結合管網數據標準對數據進行圖幅拼接、編碼分類、分層、屬性賦植、質檢入庫等操作，確保數據管理的分層、無縫進行。

2.3 燃氣管網數據標準

燃氣管網數據庫的建設工作結束后，需要按照點、線、面空間幾何特征、地物間關系、地物屬性等對燃氣地理信息進行分層管理，并以此為依據完成單元與層次劃分的標準。為了使不同管網圖層的屬性結構得到統一和規范，還應建立管網的屬性結構標準，即除以上內容外，還應建立管網探測工程技術標準、管線元數據標準、管線圖編繪標準、竣工測量技術標準、管線測量標準等。

2.4 燃氣管網數據更新

若脫離了數據的不斷更新，則GIS數據庫中存儲的數據就會逐步過時，其使用效能和參考價值也會全部喪失，因此，必須構建數據庫中數據的更新機制。從業務層面看，應建立并貫徹嚴格的管網數據的動態更新機制，為確保數據更新的有效性，還應設置專門科室統一管理，并將工作責任落實到具體的工作崗位。從技術層面看，GIS管理工具中應設置數據的動態更新模塊，為數據的添加、刪除、修正、監理提供便利。另外，在數據的更新過程中，除圖形、屬性數據的更新外，也要注意做好點線數據間拓撲關聯的同步更新。[2]

3 結語

煤氣管理GIS系統能夠將無法直接進行觀察的煤氣管網信息移植到計算機當中，使管理工作能夠在可視化條件下順利進行。同時，依托計算機的數據分析功能，各類緊急事故的應對和處理也可以獲得更加全面的信息支持，為企業的社會和經濟效益提供更加堅實的保障。

參考文獻

[1] 譚天.淺談GIS在燃氣管網管理中的應用[J].中國新技術新產品，2013（7）：105.

[2] 韓波.一種基于GIS的城市燃氣管道風險管理系統[J].科技視界，2012（27）：79-80.endprint