長春工業(yè)大學校園綜合管網(wǎng)管理系統(tǒng)研究與設(shè)計

　　摘要：以MapGIS作為地理信息基本工作的平臺，以組件式為開發(fā)方式，選用C#為開發(fā)工具，建立長春工業(yè)大學校園綜合管網(wǎng)管理系統(tǒng)。根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計的原則和管網(wǎng)數(shù)據(jù)的特點，說明了系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)，合理組織管網(wǎng)數(shù)據(jù)與工作底圖數(shù)據(jù)并闡述了系統(tǒng)各項功能。
　　關(guān)鍵詞：地理信息 管網(wǎng)系統(tǒng) 緩沖分析
　　中圖分類號：TP393.18文獻標識碼：A文章編號：1672-3791（2012）09（b）-0230-01
　　地下管線是學校重要的基礎(chǔ)設(shè)施，擔負著物資、能源和信息的傳輸工作，是學校賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)[1]。長春工業(yè)大學地下管線工程主要包括給水、排水、電力、通訊、燃氣、供暖七大類。地下管網(wǎng)的特點是：隱蔽，復(fù)雜，動態(tài)（新管線不斷增加，舊管線也不斷更換或廢棄）[2]。然而，學校地下管網(wǎng)的資料管理手段主要還是以圖紙表格等紙質(zhì)資料的傳統(tǒng)管理方法為主，圖紙和檔案繁多、數(shù)量大、易破損；查詢統(tǒng)計困難；管網(wǎng)拆改后圖紙更新速度慢。總之，現(xiàn)在的管網(wǎng)管理機制已經(jīng)跟不上學校的發(fā)展速度。為適應(yīng)現(xiàn)代化管理的需要，采用GIS 和計算機技術(shù)，建立地下管線信息系統(tǒng)，實現(xiàn)地下管線信息現(xiàn)代化管理已成為學校的當務(wù)之急[1]。
　　1 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計
　　按照結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)分析與設(shè)計的思路，長春工業(yè)大學校園綜合管網(wǎng)管理系統(tǒng)包括管網(wǎng)管理、管網(wǎng)查詢檢索、管網(wǎng)分析、管網(wǎng)維修維護四大功能模塊。
　　2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的建立
　　2.1 空間數(shù)據(jù)庫的建立
　　用戶查詢和空間分析所需求的各種圖件資料都存儲于空間數(shù)據(jù)庫。圖件資料主要包括校園地形圖和管網(wǎng)的空間位置數(shù)據(jù)。現(xiàn)有的圖形資料主要為柵格和DWG格式。對于柵格格式的圖件，利用MapGIS圖形編輯子系統(tǒng)、誤差校正子系統(tǒng)、投影變換子系統(tǒng)進行矢量化；對于DWG格式的圖件，利用MapGIS平臺的數(shù)據(jù)接口轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)，轉(zhuǎn)換為MapGIS能夠支持的數(shù)據(jù)格式，然后在MapGIS輸入編輯子系統(tǒng)中對轉(zhuǎn)入的圖形進行整理編輯，主要完成點（*.wt）、線（*.wl）的提取及編輯、面（*.wp）的構(gòu)建及編輯、拓撲處理、誤差校正等工作。其中，不同類型圖元進行分層存放，并提出對圖層進行統(tǒng)一編碼的原則，實現(xiàn)編碼的唯一性與專業(yè)性。
　　2.2 屬性數(shù)據(jù)庫的建立
　　屬性數(shù)據(jù)包括地圖圖面信息、注記信息、管網(wǎng)及管網(wǎng)上所有設(shè)施的屬性信息，如：管點屬性、管段屬性，儲配站信息，調(diào)壓設(shè)備信息，閥門信息，變徑點信息，跳出點信息，小區(qū)信息，樓房信息等。在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中每一個關(guān)系都表現(xiàn)為一張表。本系統(tǒng)中數(shù)據(jù)表主要根據(jù)文獻[3]中有關(guān)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的表體設(shè)計規(guī)則設(shè)計。
　　2.3 空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)
　　空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)通過關(guān)鍵字連接起來。本研究選用ID號作為關(guān)鍵字段，將描述同一地理對象的圖形和屬性記錄賦予同一ID號，使之關(guān)聯(lián)，從而實現(xiàn)目數(shù)互查[4]。由于圖形和屬性的關(guān)聯(lián)，使圖元具有了意義，為基于空間數(shù)據(jù)的檢索分析奠定了基礎(chǔ)。
　　3 系統(tǒng)功能實現(xiàn)
　　3.1 管網(wǎng)管理功能
　　管網(wǎng)的管理功能主要是對于底圖及管網(wǎng)數(shù)據(jù)的輸入、編輯和輸出。管網(wǎng)輸入主要應(yīng)用MapGIS中Edieview控件的Edieview.M akePointByKey、Edieview.MakePoint、Edieview.MakeLineByKey和Edieview.MakeLine方法實現(xiàn)鍵盤及鼠標兩種輸入，同時設(shè)置了管網(wǎng)的標注功能，可以根據(jù)管點或是管段的既有屬性（如編號、長度等），選擇任意字體、顏色、字號對管網(wǎng)元素進行標注。系統(tǒng)還提供了對圖形要素的基本編輯操作功能，如刪除、平移、對象匹配、管線點樣式修改等。刪除時對管點的進行拓撲檢查，與該管點相連的拓撲不合格的管段也隨之刪除。輸出功能主要是對底圖及管網(wǎng)的打印、圖片輸出，可以對底圖及管網(wǎng)進行選定專業(yè)管網(wǎng)層的裁剪，根據(jù)應(yīng)用的需要進行圖例、圖框、添加文本等各種形式的編輯后輸出[3]。
　　3.2 管網(wǎng)查詢檢索功能
　　該功能提供多種查詢操作，包括對地形地物查詢、管點查詢和管線查詢。除了GIS本身提供的瀏覽、放大、縮小、鷹眼功能，針對這三種地物，系統(tǒng)還提供條件查詢功能。條件查詢是對屬性庫的條件檢索，而檢索條件可由用戶與系統(tǒng)交互式設(shè)定，如：可按地名、年代、材料、口徑等單條件或組合條件來查詢；也可以單擊管網(wǎng)目標來快速查詢。查詢結(jié)果導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫或放大閃爍顯示。
　　3.3 管網(wǎng)分析功能
　　管網(wǎng)的分析功能主要包括爆管關(guān)閥分析，緩沖分析，充分體現(xiàn)應(yīng)用GIS管理管網(wǎng)的優(yōu)越性。
　　爆管關(guān)閥分析主要指在低壓作業(yè)或爆管等情況下，指定事故管線，利用管線的拓撲信息，搜索與管線相關(guān)聯(lián)的不合格的管段與閥門，自動顯示應(yīng)關(guān)閉的閥門。并且同屏提供多級關(guān)閥方案，即閥門難以關(guān)閉或現(xiàn)場無法找到的情況下，進行二級、三級搜索，查詢上級關(guān)閥方案，并快速地形成搶修派工單。
　　緩沖分析主要是在管網(wǎng)搶修、改建施工過程中，利用MapGIS的緩沖區(qū)（Buffer）模型，建立相應(yīng)的管線緩沖區(qū)模型。然后將單因素模型，如其它管線信息、道路信息、校園功能區(qū)等模型與擬修建管線模型進行疊加分析，主要調(diào)用MapGIS的Obj Anal ysis.OverlayLinReg方法，得到擬修建管線對沿線建筑物影響范圍，用特殊顏色顯示受影響的道路、宿舍區(qū)、教學功能區(qū)等。
　　3.4 管網(wǎng)維修維護功能
　　按照管網(wǎng)管理條例，檢查全部管網(wǎng)，對維修次數(shù)或使用年限超標的管件發(fā)出警告，提示用戶更換，并且管理管件維修記錄，保證管網(wǎng)拓撲完整性和數(shù)據(jù)一致性。
　　4 結(jié)語
　　利用先進的GIS技術(shù)以及GIS平臺和行業(yè)擴展模塊構(gòu)建長春工業(yè)大學校園綜合管網(wǎng)管理系統(tǒng)，取代傳統(tǒng)的CAD圖紙、文檔資料管理和手工作業(yè)方式，通過建立空間數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)庫，合理的組織數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了管網(wǎng)數(shù)據(jù)管理、查詢、分析等功能，有利于對校園錯綜復(fù)雜的地下管線基礎(chǔ)設(shè)施進行高效、直觀、合理的管理，使校園建設(shè)實現(xiàn)數(shù)字化、規(guī)范化、現(xiàn)代化、科學化。
　　參考文獻
　　[1] 柳新華，白萍，周建國.遼寧科技大學管網(wǎng)GIS系統(tǒng)的建立[J].鞍山科技大學學報2006，29（6）：611-614.
　　[2] 張明.基于GIS的校園地下綜合管網(wǎng)信息系統(tǒng)設(shè)計研究[J].長沙大學學報，2007，21（5）：74-76.
　　[3] 馬民濤，趙永梅，李旭，等.基于MapGIS的中小區(qū)域地下綜合管網(wǎng)信息系統(tǒng)的建立[J].計算機技術(shù)，2006，32（6）：100-103.
　　[4] 胡婷，郭秀軍，賈永剛，等.基于GIS的區(qū)域工程地質(zhì)信息系統(tǒng)分析與設(shè)計—— 以山東省公路建設(shè)工程地質(zhì)信息輔助決策系統(tǒng)研發(fā)為例[J].測繪與空間地理信息，2008（6