GIS在地下管網應用數據中的模型設計及二次開發

闕瑜

(南充職業技術學院，四川 南充 637100)

綜合管廊是一座城市能量輸送、物質傳輸、排澇減災、信息傳遞和廢物排棄的重要載體。隨著城市的發展體現出了管廊結構的復雜多變性。因此,實現智慧城市地下管網高精準的定位、安全監管、高效完善的應急處置和快速全面的信息共享已成為管廊結構建設的重要目標。

而GIS不但能體現根據國家坐標系統建立的精準三維空間位置，更能通過數據庫的設計添加各種服務模塊。本文以南充市地下管網綜合共享平臺建設為基礎,以前期城市地下管網普查數據為依托,通過理論設計與實踐應用改進結合的辦法,構建了一種集智慧、便利、交互式的地下管網GIS數據模型,并在模型基礎上,通過二次開發設計尋求更智能、更完善、更易于部門間協調統一并在后期更新維護中更便利的構模方法。

1 關于GIS模型設計原理

GIS模型設計是以計算機統計分析軟件為工具，利用各種統計分析方法對批量數據通過適當篩選，描述地理系統各要素之間相互關系和規律的語言的、數學的或其他的表達形式。形成一個可擴充的模型集，描述一個特定系統各級層次的行為結構。

2 GIS模型設計流程

根據GIS模型的特點其建模的步驟總結下來一般有以下四個：1.建立概念模型；2.建立定量模型即概念模型的數量化；3.模型檢驗；4.模型的應用。

而要對GIS模型設計，那么需要借助計算機語言。首先對概念模型進行設計。這種地理模型主要體現在實體和應用問題上。所以要對概念模型進行設計，必須解決支撐地理模型的實體數據拓撲關系及其應用的層次組合關系。通過計算機軟件工具進行腳本或者組件設計，將GIS中的基礎數據設計成腳本語言或者各種功能的組件。最后將這些腳本語言或者功能組件構建形成系統的基于應用數據的模型結構，實現GIS在地理數據中的查詢、應用、編輯等功能。

3 GIS模型設計結構

針對目前我國測繪技術的高速發展，GIS數據更新日新月異。建立穩定、高效、易編輯的模型結構勢在必行。在GIS模型設計中，國內外的設計師越來越傾向于面對服務對象進行設計。所以在模型結構中為各種嵌入式組件留有了大量的空隙。這些結構往往又不夠穩定。所以模型設計結構通常考慮使用基礎數據在外圍作為穩定結構包膜，而應用數據的重組常常在結構設計的內膜。通常將數據坐標、屬性等基礎數據用于查詢、增加等功能。

4 GIS二次開發途徑

4.1 界面優化設計。由于GIS是一個專業的數據庫組件。所以在添加一些新功能的時候，可以根據GIS原有的組件進行組合優化。即在操作界面通過菜單驅動添加一些控件，并進行組合形成新的控件。這種方式適用于一些簡單的組合功能，用戶能自定義式操作。

4.2 語言開發。GIS本就是通過計算機統計分析軟件進行建模，故要對GIS進行模型設計的二次開發，仍然需要用到計算機的語言開發。所以通常語言開發進行二次開發設計時，不但要用到本身提供的宏語言還要靈活應用計算機編程的傳統語言。這些語言就是描述GIS功能系統、組合成完整的模型系統的第一雙手。

4.3 嵌入式組件開發。由于GIS的高度集成化，與其他軟件的緊密聯系。所以嵌入式組件的開發也是必要的。GIS本身能夠吸收由ERSI生產的其他軟件功能，由于其開發環境的廣泛，嵌入式組件的開發有了穩定的開發平臺，基于各種傳統語言設計的開發組件，在進行GIS功能嵌入時非常容易。所以對于這種類似插件的嵌入式組件開發，也是GIS二次開發應用的重要途徑。

5 GIS模型在地下管網應用中的展望

目前面向地下管網的GIS數據模型設計隨著大數據、物聯網等新興數據分析途徑的開展，也逐漸傾向于三維數據模型開發，但由于這些模型設計使用的基礎數據標準不統一,并且在地下管網的三維建模中地下管網的基礎信息也存在數據信息含量、空間表現和分析能力等方面的不足,所以基于地下管網的GIS三維模型缺乏完整的精細化構模和一體化表達的有效方法,造成了地下管網信息資源格式不統一、共享困難,這樣建立的三維地下管網GIS成為了廢棄工廠,三維模型建模在建過程復雜、建成后的更新困難,使得業務互助和協同互聯更難以實現,就無法支撐形成管網領域的專業應用模型。

BIM與GIS的深度集成可使BIM模型中的信息在設計階段、建造階段以及運維階段均可向各個管理部門進行傳遞,這就使模型數據實現全面共享,業務上進行互助、改造使用中進行互聯。大大提高了基于GIS技術的城市地下管網規劃與管理、環境監測與評價、災害預警與損失評估等應用和分析的智慧化程度[1]。

所以未來GIS的發展方向更廣，在地理和基礎建設的融合中起著至關重要的作用。BIM技術作為基礎建設三維化工具的發展，也帶動了GIS數據模型設計的發展。未來的GIS技術使用更廣泛，使用更便捷。大數據時代下的GIS與專業知識領域的銜接更深入。