基于GIS的供水管網管理信息系統的設計研究

邵成群

摘 要：在供水管網系統中其是城市最為重要的基礎設施， 在推動其運行上有著十分重要的意義，基于此，本文分析了以GIS為基礎的供水管網設計系統分析。

關鍵詞：GIS 供水管網 信息系統

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082 （ 2017 ） 08-0-01

引言

21世紀，信息化技術的應用已經得到了非常深入的普及。在信息化發展的浪潮下，城市的供水企業作為一個傳統的公共資源提供企業，順應了時代的潮流，進行了信息化的改革和發展。同時，供水行業由于行業的特殊性，需要對復雜且龐大的地下供水管網進行管理。基于W上的基本條件，對供水管網等進行了研究，提出了供水管網信息管理信息系統方案，并設計和實現了應用系統。就目前的行業現狀分析，依然有許多城市的供水企業采用傳統的手工圖紙管理的方法來進行地下管網的管理，送種傳統的管理方法不僅存在著管理效率低，出錯率髙的缺點，還面臨著由于城市的建設和發展，地下管網越發復雜，導致管理成本大幅度上升的情況。同時，隨著地理信息系統理論的發展和越來越多的地理信息系統項目的實施。使用地理信息系統技術來構建城市供水信息系統具有高度的契合度。其自身的工具方法、功能模塊、數據定義非常適合存儲和管理供水管網數據。通過建立基于地理信息系統的城市供水信息系統從而提高供水企業的服務水平和服務質量已成為解決供水行業管理困境的最有效途徑。

一、GIS 的 C/S、B/S、M/S（移動 GIS）三種體系

C/S 用于數據采集與編輯，作為日常維護的操作端口，由專人負責管線和屬性更新。目前采取 CAD 電子文件導入作為底圖，再進行繪制的方式來實現管線設施的更新。

B/S 用于局域網內的一個發布平臺，相關用戶通過登錄互聯網，可以讀取 C/S 數據，其中包括管線信息、屬性情況等，同時可看到 SCADA 系統中的壓力、流量、余氯、濁度等實時數據，還可利用其中的查詢統計功能進行分析和數據導出等。

M/S（移動 GIS）是一種新型的基于無線網絡的信息系統架構，是傳統的 C/S、B/S 桌面應用的延伸，它結合 GIS、GPS 和移動通信技術，使GIS 成為可移動、便攜的供水管網信息查詢、分析平臺，改變了以往的桌面辦公模式，直接延伸至室外。移動 GIS 基于安卓系統研發，可實現外業狀態下 SCADA 數據、管線信息查詢、數據分析統計等功能。

二、系統設計分析

1.系統統計分析

系統提供信息統計分析功能，方便用戶按自定義條件進行綜合管網設備信息的圖文進行互查查詢，統計輸出和分析管理。統計時，可分別按區域（行政區域、站所等）和統計對象（管線、節點、設備）分別統計。在統計圖表中，可用鼠標控制放大或縮小圖表，調整思示效果。

2.用戶信息管理

系統通過與相關系統的接口，可W獲取接水點上的相關用戶信息。通過設置接水

點這類虛擬設備，我們可W建立起與官網與用戶一對多的關系，提供相應的統計分析功能，今后還可用于水量校核等工作中。

3.報表打印功能

W表格和相應的餅圖或直方圖給出分類統計報表，包括：日常業務報表、坐標數據報表、用戶自定義報表、設備設施屬性報表。

4.圖形打印功能

系統提供了用戶方便的圖形打印功能，通過與系統打印服務的調用實現圖片打印，支持各種打印機和繪圖儀。提供單張圖片按照卡尺比例、選定區域進行打印預覽和打印圖片。提供大圖幅圖片自動分割隊列持續打印。滿足用戶設置的圖層、區域、比例等要求。

5.衛星影像數據應用

通過在電子地圖數據上疊加相關的影像數據、衛星影像數據，可W幫助用戶直觀了解相關區域，輔助相關現場工作。

三、移動 GIS 系統的應用

移動 GIS 系統運行在安卓手機或者平板電腦上，可為外業工作人員提供現場查圖以及管網設施屬性查詢的功能，實現對外業工作的現場 GIS 支持，提供道路定位、空間屬性查詢、條件屬性查詢、爆管分析、距離測量、圖層管理、服務配置等功能。

1.管網及相關附屬設施的屬性查詢

自來水管網現場施工過程中遇到的困難通常是管線信息不明確造成的，自來水管線深埋地下，它們的位置、埋深、材質、口徑等信息具有非透明性，而這些信息又對施工尤為重要。通過移動 GIS 系統，施工人員可以在現場調取施工及周邊任意區域內的管線及各種附屬物信息。較查看圖紙的方式更高效，信息量更大，在應對突發問題或是大范圍工程的情況下，GIS 系統的海量信息往往能為決策提供可靠依據。

2.事故現場相關閥門的定位

在傳統的供水搶險過程中，由事故引發的關閥操作主要依賴于原始竣工資料中“栓點圖”提供的信息，但這種僅依靠地面建構筑物制作的圖檔資料目前已越來越不適應爆管搶修快速響應的需要。首先，此類栓點的確定方法存在一定人為主觀性，相對容易產生錯誤或標注不清晰，隨著時間的推移這些問題在解決過程中顯得更加復雜。其次，隨著城市建設的迅猛發展，大面積的開發和拆遷使原來一些作為“栓點圖”中的永久固定建筑物已被拆除，造成大量“栓點圖”失去原有的功能。此外，在現場搶修過程中還會遇到閥門被占壓或被破壞的情況，必須擴大工作范圍尋找并關閉外圍相關閥門，這個過程若按傳統圖紙查詢必然會影響現場搶修速度，擴大事故影響程度。GIS 系統內每一處閥門的位置都經過 GPS 儀器測量，有精確的三維坐標記錄，輔助 GPS 現場坐標定位系統，可準確、快捷地利用空間坐標找到相關閥門。針對因閥門占壓、故障等引發的搶修障礙，GIS 系統可以快速提供二次關閘方案，尋找事故周邊地區相近閥門，及時控制現場險情，并將事故損失控制到最小。同時 GIS 系統包含了管網管線上其他各類附屬設施的信息，為現場搶修提供了充分的資料儲備，便于施工人員制定更合理、快捷的搶險方案。

運用無線傳輸技術，施工人員可將現場信息以文字、圖片或視頻的形式上傳至管理部門，讓相關決策者更容易了解一線工作情況，及時做出指示。同時讓現場人員的工作更加便捷，依靠信息化技術將各類維護信息記錄得更詳細，也易于實現索引、排序、查找等功能，極大地方便了用戶調取和分析相關信息，提升了管網管理的工作效率和規范化管理水平。

四、結語

目前，GIS 在圖檔信息化管理、管網設計、模型建設、壓力流量數據監測等方面應用廣泛；在紙質資料整合，實現空間查詢方面效果明顯并能為供水企業日常生產提供可靠的數據保證。結合現狀，未來還將啟動 GIS 平臺虛擬化建設，屆時可實現用戶直接登錄服務器，不在本地緩存數據。

參考文獻

[1]耿冰. 城鄉供水管網水力水質模型研究[D].東南大學，2016.

[2]王北. 基于GIS的停水管理系統的設計與實現[D].湖南大學，2016.

[3]張保文. 試論GIS技術用于供水信息化管理[J]. 科技與企業，2016，09：98.