地下管網地理信息管理系統的應用研究

王新

[摘 要] 地下管線是基礎設施的重要組成部分，是地上建筑等基礎設施賴以生存和發展的物質基礎。地下管網布局圖紙、資料是基礎建筑規劃的重要材料，準確掌握地下管網布局及現狀是保障基礎建筑安全發展的基礎。充分發揮信息化管理的作用，依托信息化技術實現地下管網地理信息管理，是當前基礎建筑規劃發展中的重要課題。

[關鍵詞] 地下管網；地理信息管理系統；管理信息化；城市規劃；建設

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2014 . 05. 030

[中圖分類號] F294；TP315 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2014）05- 0051- 02

1 地下管網地理信息系統概述

隨著社會的發展和現代化程度的提高，地下管網建設越來越重要，地下管網已逐漸成為人們生活的重要組成部分。傳統的需要大量人工投入的實體資料式管理方式已經跟不上社會發展的需求，建設地下管網地理信息管理系統成為解決這一問題的關鍵。地理信息系統是多學科交叉產生的地理學新技術，其原理是以地理空間數據庫為基礎，采用地理模型分析方法，適時提供多種空間的和動態的地理信息。地下管網的特點決定了其管理工作采用人工方式的困難性，因此，人們將地下管網信息與地理信息系統結合而形成了全新的分支管理系統及功能，即地下管網地理信息系統。我們通常所研究的地下管網地理信息系統是通過網絡計算機來實現其信息搜集、信息整理、信息分析、信息診斷、信息決策等功能。其構成主要包括計算機硬件系統、計算機軟件系統、地理空間及屬性數據和系統管理操作人員。

2 地下管網地理信息系統主要功能

（1）地圖登錄功能。根據整個地下管網系統的實際地圖或圖紙資料繪制完整的地圖，利用計算機技術將該地圖數字化、矢量化，整個系統以此數字化地圖作為依托和框架。打開該系統時，以該數字地圖為登錄口，在其上疊加管網信息。數字地圖是多層次的，在繪制時，根據不同圖紙資料進行疊加分層，包括房屋、河流、街道、鐵路、地下管道（水、氣、電、暖等），因此在登錄功能的設計中，加入分層信息，實現使用者可選擇性地分層登錄和管理以及動態顯示。該模塊的主要實現功能包括地圖漫游（在鼠標或者鍵盤控制下的任意方向移動）、放大/縮?。ò凑赵O定的一定倍數比例）、索引圖檢索等。

（2）查詢功能。前期的地理信息系統設計時，將所涉及的地下管網系統各個方面和層次的特性和功能予以附加，所有有效信息記錄入圖庫。系統可實現用戶查詢管網及附屬設施，在圖上選中某個設備即可查詢其屬性。該模塊主要功能包括：編號或名稱與設備及屬性的對應查詢，系統圖和局部圖的查詢，用戶信息資料的查詢，管網基本屬性的查詢，管網附屬設備的查詢。

（3）統計功能。系統中植入統計功能，實現對各類信息的統計，包括：規定范圍內的管線統計，管線屬性動態統計，管線故障信息統計（包括歷史信息及動態信息），規定范圍內管網節點數統計，各種類型管道性能統計，管網更新情況統計，用戶類型統計，信息記錄統計等。

（4）故障分析功能。當整個地下管網系統中某個環節出現故障時，系統能夠實現故障篩漏、定位、分析功能，通過系統分析確定故障部位，然后用設定色彩標注。故障分析系統能夠根據故障的實際情況分析并生產故障數據，顯示故障的具體部位、故障類型、檢修方法等，這些數據通過系統運行顯示在指定的屏幕上。

（5）性能維護功能。當故障發生時，系統在快速確定故障位置后，顯示背景圖以及故障兩端的設備背景圖，并將這些背景圖輸出。地下管網系統經過修整排除故障后，系統對管網的數字地圖及數據庫信息進行修改、增加、刪除等。

（6）測量運算功能。根據地下管網地理信息管理系統生成的數字地圖信息，調用數據庫資料，以折線、圓弧、圓、多邊形等形式，累加或累減的方式計算整個管網地圖的面積和長度等信息。面積和長度信息包括整體和局部兩個方面。

（7）圖形、數據輸出功能。通過計算機鏈接打印機、繪圖儀等工具，當用戶需要地下管網資料數據、統計報表等相關信息時，可由系統調出資料，通過打印機或繪圖儀輸出。

3 關鍵技術

（1）管線縱橫斷面圖。地下管網的斷面圖是地理信息管理系統的重要構成資料，是地下管網信息的基礎。此系統中所指的斷面圖能夠有效反映出管線在地下的相對位置，以及管線之間的相對位置，管線的埋深、距離、類型、管徑等數據。該斷面圖的作用不僅僅是方便管理，而是防止施工的無意破壞。斷面圖又分為橫斷面和縱斷面，橫斷面是指垂直于管線位置的一個截面，縱斷面是指沿著某一管線方向的一個截面。橫斷面的主要作用是得出各管線的坐標然后進行標注，根據標注可得出管線間的地理位置關系。縱斷面的主要作用是直觀體現管線的走向與走勢，體現管線的坡度和地理特征。

（2）爆管分析。爆管分析功能是地下管線地理信息管理系統的重要組成部分，也是其中的關鍵功能。當地下管網出現故障時，爆管分析功能分析出故障點及周圍設備信息，設定最優解決方案。出現故障時，首先經過分析計算出應當關閉的閥門，標示出關閉閥門后的影響范圍。通過計算分析，選擇最優的方案，即影響最小的方案。爆管分析主要分為兩個步驟：第一步，確定故障點，從故障點出發沿著管線逆管追蹤，直至找到第一個閥門后停止，然后由該閥門確認其所管轄范圍，及關閉后的影響范圍。第二步，從查找到的閥門反向出發進行追蹤，得到受影響的管線范圍。

主要參考文獻

[1]吳少華.城市地下管網信息管理系統的設計與實現[D].西安：西安科技大學，2012.

[2]吳正中，劉俊萍.基于VB與MapX的地下管網地理信息系統研究[J].中國水運：下半月，2013（10）.

[3]魯保玉，李國貞.城市地下管網地理信息系統的數據結構[J].微計算機信息，2006（2）.