基于GIS 的城市地下管線信息管理系統研究與實現

孫 凱，王 青

（濰坊市市政公用事業服務中心，山東 濰坊 261061）

0 引言

地下管線是整個城市發展的重要組成部分，這與每一位城市居民生活有著直接關系。其中管線對居民之間的通信傳遞、天然氣運輸、自來水輸送等有著重要的作用，是每一座城市的發展必備的基礎設施。在最近幾年，很多城市設計者都已經關注到城市地下管線設計的重要性，無論是從哪個方面去考慮，都需要良好的前期規劃和設計。但在我們的市政工程地下管線設計工程中有著很多不良因素，比如：地理位置、管線走向等很多因素的影響，導致我們工程的設計、規劃質量得不到最佳的保證，這也是為什么我們需要加強相應的三維GIS 平臺系統搭建的原由。尤其是在市政工程地下管線的設計的時候，我們需要加以謹慎的規劃。同時現在三維GIS 技術的發展，為地下管線的研究提供了更加精準的分析，同時用于每一座城市的管線位置探索提供更有利的保證，為管線的設計、優化提供更好的方向。下面就市政工程地下管線設計、規劃開進行一些分析以及探討，僅供參考。

1 城市地下管線信息管理系統研究的意義

地下管線設計是整個城市地下管線布局的開始。在任何地下管線的設計、規劃之前，都需要做大量的準備工作，其目的就是為了減少設計、規劃過程中遇到的不必要的麻煩，其次還可以提升設計、規劃的進度，保證設計、規劃的順利進行，在地下管線設計、規劃時，主要的準備工作有：路線設計，了解地下管線設計、規劃的具體路徑。根據地下管線需要的走向進行，勘察實際地形，是否含有其他的一些地下管線或者是線路，避免在設計、規劃過程中出現不必要的麻煩，有利于減少影響設計、規劃進度的因素。如果遇到不可避免的障礙物，我們需要及時的向上級領導匯報其具體原因以及障礙性質，才能夠及時作出相對應的決策。同時地下管線在設計、規劃過程中需要滿足減少生產成本的原則，這樣才能夠根據不同實際情況，進行分批次設計、規劃。

我們可以利用三維GIS 系統平臺進行地下數據的收集，再進行分析和設計、規劃圖紙的標注信息。在設計、規劃的過程之中，需要經常查看設計圖紙，那么會有很多的設計、規劃信息標注，比如：控制點的坐標、路線圖的定位、中心地下管線等標注信息，需要進行仔細的勘察以及實際設計、規劃過程的精準測量，盡可能的將設計、規劃作業的誤差降低至0.2%以內。無論是在多么了解地理位置以及設計、規劃現場的情況之下，我們都必須要滿足“手握圖紙”，以確保其安全性，這樣才能夠做到設計、規劃整個過程的順利進行，同時也才能夠保證遇到突發情況能夠及時排險處理，因此從以上的分析中我們可以看出，利用三維GIS 系統進行城市的地下管線設計，具有重要的意義。

2 GIS 以及地下管線系統概述

2.1 相關理論及技術基礎

GIS 系統主要是以計算機為理論基礎，將一些搜集到的數據進行集中式的分析和處理，再對這些數據進行描述，即對地貌的三維圖形進行展示。地理中系統性的繪圖技術是一門需要我們去掌握地理、地貌、測量、繪圖等多樣學識集中在一起的專業性知識，這對整個系統中的軟件或者是硬件要求都是十分的高，對技術性的人才要求也相對比較高。

GIS 的系統主要是有地理中的位置坐標，空間坐標，其中還會應用到經緯度，然后對整個數據進行合理、科學的解析，最后是利用直觀的圖形、地貌的形式展示出來，便于大家觀測和分析，這樣還能夠幫助更多的分析、設計人員進行更好的設計作業，從而提升分析效率。

2.2 地下管線系統

地下管線系統其實在理論操作上和GIS 的理論基礎是一樣的，它們都是通過對整個城市的數據進行分析、采集相關的地下數據和地理位置坐標，這也是對相關的位置關系進行分析和三維空間數據進行綜合，也就形成了獨有的圖形狀態，以此滿足更多的研究和設計需求。目前地下管線系統主要是政府機構在進行相關的規劃操作，這也是為了城市的整體發展，為將來更好的管線鋪設打下基礎。

3 GIS 地下管線系統設計

3.1 三維GIS 構架

對三維GIS 的構架應充分考慮到后期GIS 維護和更新的要求，使其具有擴展性，通常對三維GIS 的構架主要從以下三個方面進行：

（1）最終界面：用戶通過瀏覽器所看到的最終頁面。最終頁面是對業務數據進行分析總結，并且和業務數據相輔相成，通過業務數據的接口處獲取相關業務數據，又將用戶所錄入的數據通過業務數據進行分析處理，最終達到用戶使用的最終界面。

（2）業務數據：業務數據是連接最終界面和數據訪問的中介。他通過對用戶數據的分析處理達到最終界面，又對數據訪問進行二次封裝，使數據獨立于最終界面和數據存貯，不受相關構架的干擾，提高了業務數據的精準度和可靠性，又反作用于最終界面，使最終界面的分析結果更為有效準確。

（3）數據訪問：對數據的訪問主要采用存儲管理者模型進行GIS 構架。在這一構架中，系統將每一個數據訪問對象都看作是管理者。數據訪問對象可以在GIS 系統中對數據進行增減、修改，以及對數據庫進行更新完善。同時在后期還能夠更加快速的幫助地下管線設計人員的更好地對數據的查找，有利于在進行管線搭建的時候，提供有利的參考依據。

3.2 功能模塊的設計

3.2.1 圖形編輯功能

我們所熟悉的GIS 系統并不只是對數據的采集和分析，在更多的時候還會進行圖形的分析處理，這也是管理人員通過圖形就能夠準確的去分析城市地下管線的主要分布區域，通過在其圖形上進行一些坐標的移動和刪除就能滿足對其管線的重新規劃和初步理論設計。在圖形上進行查看還能夠進行一定的縮放，這樣有利于對整個圖形的編輯，達到不同視覺下地下管線編輯設計的準確性。

3.2.2 數據信息查詢功能

GIS 系統在進行數據搜集之后，系統內會存在很多的，地理信息，對于這些未處理成圖形的數據，他都是依稀模塊形式展現在我們的視覺之中。那么設計人員對其需要的數據就能夠做到數據信息的查詢，并且還能夠對數據進行重新的編輯定義，然后集中起來進行數據的存儲、更新、最終就是為了實現更多的地下管線系統的搭建。

3.2.3 地下管線的具體情況分析

城市中的地下管線并不是一蹴而就的，在整個設計過程中會遇到很多的困難，并且在整個數據、信息搜集過程中，都會遇到各式各樣的問題點。盡管在前期沒有遇到任何的問題，但是在后期還是會遇到一些相關的問題點，那么對這些問題點進行分析，就需要運用到GIS系統的技術。同時GIS 系統還能夠快速的發現一些地下管線設計中的問題點，這樣有利于及時作出改正。對地下管線的坐標進行分析，這樣有利于三維圖形的展示，通過GIS 系統技術人員能夠快速的將其問題點找到，并且作出快速的分析。

3.2.4 數據整合

GIS 系統還能夠對地下管線進行合理、科學的數據處理，其中最為重要的就是對整個地下管線數據的統計和整合，這是輸出數據的重要步驟，也是最為關鍵的一點，能夠很好的幫助設計人員進行分析。

3.2.5 數據審核

在對GIS 系統進行分析的時候，需要將其中的數據進行查核，對每一個參數進行合理的規定，將其參數值定在某一個值范圍之內，這樣才能夠更好的幫助其進行數據整合，其中包括管號的編輯，如果出現數據過大或者過小的時候就會出現一些提示，這樣有利于數據在錄入過程中的準確性，降低認為出錯的可能性。

4 結束語

GIS 系統是整個城市地下管線重要的分析工具，在政府或者是企業中都應用的十分廣泛，其中最主要的目的就是為了增強地下管線的設計和規劃，為城市更好的發展，提供更加可靠的數據分析。文中對其GIS 系統的重要性進行了闡述，同時也對相關的模塊設計進行分析，希望本文的觀點能夠對相關的設計人員有一定的幫助。