可視化水管網關鍵信息建運交互系統構架設計研究

張志遠 張翔 王潔 朱臻濤 上海城建信息科技有限公司

近年來，人們為了追求經濟社會的飛速發展以及現代城市的智能發展，對水管網建設給與了一定程度的重視，為了提高水管網的可靠性、穩定性和運行效率，確保能夠及時發現水管網系統中發生的故障，利用GIS等相關虛仿真技術建立起水管網的可視化系統?？梢暬芫W的建設大大提高了水管網的運行效率，將運行過程中的各項數據以更加直觀、清晰的方式呈現出來，減少了傳統模式下人們在信息收集等方面的人力成本。但為了進一步實現可視化水管網高效化、智能化、經濟化的運行目標，我們就要重視對系統工程中的關鍵信息的利用，以構建信息交互系統為途徑，切實提高可視化水管網的運行管理質量。

1.可視化水管網的簡要概述

1.1 GIS技術的應用

GIS 技術(Geographic Information Systems,地理信息系統)是現代科學技術發展的典型范例，對于水管網的建設運行來說GIS技術能夠利用相關設備對水管網的地里信息、環境特點進行數據采集和存儲。目前GIS技術已經在國外得到了普遍應用，在地理信息測繪、城市管理規劃等方面都發揮出了巨大的價值，在國內水管網建設過程中，主要是利用GIS技術進行系統的運行管理，對水管網的地理建設概況、環境信息特點以及對各項設施的查詢管理等。在水管網建設過程中有效結合GIS技術，是對傳統水管網系統的改革創新，打破了過去紙質資料存儲不便、信息收集復雜困難等局限，讓水管網的運行管理更加便利，實現了數據的實時管理，能夠及時排查、發現運行過程中的事故問題，并且通過數據分析、建立模型等技術能夠為管網管理人員提供有效的決策信息，提高了各項管理方案、決策方案的科學性、合理性，在一定程度上還能提供經濟性最高、實施難度最小的管網建設方案，實現了管網運行管理的可視化、信息化，對于生產發展來說具有重要的積極意義。

1.2 三維可視化技術的應用

在過去的生產生活中人們發現了諸多二維可視化技術無法突破的困境，使得人們的生產生活效率低下，在對地下或地面各種信息的收集分析過程中充滿了阻礙，常常需要投入大量的人力物力，甚至最終還是無法取得理想中的成效。為了突破二維技術的局限性，人們研究出了三維可視化技術，它能夠根據數據主體的特點建立可視的三維模型，每個數據點都能夠在三維模型中得到體現。相比于其他技術，三維可視化能夠讓海量數據有一個更加直觀的展現，事實情況的變化發展都能在三維可視化中得到動態的呈現。在水管網的建設運行中，三維可視化技術是不可或缺的一部分，但在當前情況下還有部分水管網的建設依靠二維可視化技術，這對于水管網的高效運行來說有一定的局限性，不能夠對水壓和水質等重要信息進行立體展示，給建設人員的管理工作帶來了一定阻礙。除此之外，水管網的運行管理中涉及到的數據量較大，數據的動態變化過程也相對較為復雜和頻繁，二維可視化技術不能將其進行全面、及時的呈現，隨著OpenGL等三維可視化技術軟件的開發應用，可視化水管網將有巨大的發展空間，在今后的工作過程中就可以充分利用三維可視化，讓水管網的運行工作情況轉變為清晰明了的3D圖像。

2.可視化水管網關鍵信息交互系統建構設計

2.1 可視化水管網信息數據庫的建立

要想建立、運行關鍵信息的交互系統，首先就必須要保證信息庫的基本建設，就目前來看，互聯網技術已經足夠成熟，在各行各業都有成功建立數據庫從而推動生產的范例，要推動水管網的高效運行，就不能忽視建立數據庫的重要意義。首先，我們要實現水管網地理信息的收集，并將水管網的各項數據以可視化圖層的形式進行存儲，需要注意的是我們要對信息圖層進行分類管理，并且及時更新數據庫中的各項信息，既能夠采用數據導入的方式也可以采用地理掃描的方式，通過多樣途徑實現海量空間信息數據的檢索和編輯。其次，在數據庫中還要加入水管網本身建設過程中涉及到的工程數據，對于城市地形、管網規模、各項設備的使用情況、檢測點的具體位置等大小細節都要在數據庫中有所體現。這樣的信息錄入方便了對水管網的管理工作，能夠在數據庫中及時查找到和管網有關的各項信息，對于水管網的運行工作能夠進行嚴格的監管，推動工作的智能化。最后，要在數據庫中的各項信息數據之間建立起密切聯系，對各個圖表的互相影響作用進行備注說明，以便在問題排查時縮小排查范圍，便于信息數據的查找。

2.2 建立可視化水管網的數據連接

數據庫的建設工作完成后，我們就要充分發揮出數據庫的巨大作用，實現信息數據的高效利用，建立可視化水管網的數據連接能夠有效保障這一目標的實現，數據連接的建立能夠提高數據庫的調用效率，方便對各項數據進行訪問應用。對于可視化水管網關鍵信息的建運交互系統的構架設計來說是不可缺少的一部分，關于這部分的建設工作，當前也已經有了成熟的技術支持。Microsoft公司在數據庫應用程序的訪問中開發出了ADO技術，作為數據訪問技術它具有一定的創新性，相較于其他的訪問技術它更對各項數據信息的訪問能力更高，靈活性更強，并且它占用的空間和資源也要更少，是一項經濟性較高的訪問技術。所以，筆者認為可以在可視化水管網系統中加入ADO技術的應用，在系統工程設計中加入ADO程序，在設置成功后，我們還要選擇合適的數據連接載體，設置合理的數據環境設計器。成功實現數據連接之后，我們就可以實現數據庫的直接調用，對于管網的地形、水量、壓力面等重要信息可以直接實現可視化顯示，對于水管網的關鍵信息我們都能夠及時了解并管理。

2.3 信息建運交互系統功能構想

在進行了上述工程建設之后，可視化水管網已經采用了最新的信息技術，并且具有基礎數據庫來配合日常管理工作，通過可視化展現和數據庫分析功能，我們可以利用計算機對水管網的建設規劃、事故分析、搶修方案等方面進行科學的計算分析，提供具有可行性的建議策略，不僅僅節省過去部分資源的投入，并且對于水管網的科學建設來說也有著巨大的現實價值。就筆者看來，信息建運交互系統首先要在地理信息的管理上實現地圖的編輯、圖層的管理、可視化的表達，用戶可以自主選擇地理圖層的導航、飛行、動態模式，在數據查找時只需要在系統中輸入關鍵信息數據名稱并選擇查找，就可以得到全面的信息圖表，并且對各項數據圖表用戶可以點擊進行詳細查看，或者獲取權限進行編輯或刪減。最重要的是，關鍵信息交互系統要具有信息報告的功能，操作人員可以在系統中輸入自己想要的信息數據并選擇生成報表，就可以得到一定時間內的報告圖表，并在報表中對系統運行情況進行大概的數據分析，為系統的運行管理提供科學依據。

3.結語

可視化水管網的系統建設是符合當代社會發展需求的，也是我們現代生產技術發展的必然結果。為了推動可視化水管網作用的進一步發揮，我們不能不重視各項信息數據的交互建運，本文對可視化技術和信息交互系統進行了簡要的概述，對于論述過程中存在的不足，筆者將通過今后的工作研究不斷進行優化和完善。