基于GIS的城市排水管網(wǎng)設(shè)施管理系統(tǒng)

于美蘭，曲峻峰，吳榮安，王芳麗

（1 煙臺(tái)經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)地理信息中心，山東 煙臺(tái) 264006；2 山東泰華電訊有限責(zé)任公司，濟(jì)南 250101）

基于GIS的城市排水管網(wǎng)設(shè)施管理系統(tǒng)

于美蘭1，曲峻峰1，吳榮安2，王芳麗2

（1 煙臺(tái)經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)地理信息中心，山東 煙臺(tái) 264006；2 山東泰華電訊有限責(zé)任公司，濟(jì)南 250101）

以GIS為技術(shù)支持，結(jié)合排水管網(wǎng)設(shè)施管理的實(shí)際需求建立了排水管網(wǎng)設(shè)施管理系統(tǒng)。借助ArcGIS平臺(tái)，充分發(fā)揮了GIS在可視化，查詢定位及空間數(shù)據(jù)管理等方面的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)了普查數(shù)據(jù)的入庫(kù)以及設(shè)施數(shù)據(jù)管理功能。并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了排水管網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)模型，借助模型實(shí)現(xiàn)了管網(wǎng)流向、連通性、污染源追蹤、污染影響范圍等網(wǎng)絡(luò)分析功能。

排水管網(wǎng)；地理信息系統(tǒng)；管網(wǎng)分析

【Keywors】network of drainage； GIS； network analysis

前言

近年來，極端天氣引起的暴雨多次見諸報(bào)道，極大的損害了人民群眾財(cái)產(chǎn)和人身安全。隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的騰飛，在極豐富人們的物質(zhì)生活的同時(shí)，也提高了大家對(duì)城市排水系統(tǒng)的要求。排水管網(wǎng)是市政設(shè)施的重要組成部分，肩負(fù)著城市內(nèi)澇排水的重任，建立基于GIS的排水管網(wǎng)設(shè)施管理系統(tǒng)有助于提高主管部門對(duì)排水設(shè)施的管理能力，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化排水設(shè)施管理的需求。GIS技術(shù)已經(jīng)成功在城市的多個(gè)業(yè)務(wù)管理部門進(jìn)行應(yīng)用，借助GIS，主管部門可以方便快捷地查詢定位設(shè)施位置分布情況，輕松實(shí)現(xiàn)日益復(fù)雜的排水管網(wǎng)設(shè)施各種檔案資料的管理。摸底現(xiàn)有城市排水管網(wǎng)設(shè)施，對(duì)防汛排澇應(yīng)急指揮、排水管網(wǎng)改造、雨污管道分流改造、暴雨積水分析等工作有重要的指導(dǎo)意義。

1系統(tǒng)構(gòu)建及其功能

排水管網(wǎng)設(shè)施管理按實(shí)體形狀主要分為線狀和點(diǎn)狀設(shè)施，其中線狀設(shè)施包括：排水管道、倒虹吸管道以及河道；點(diǎn)狀設(shè)施包括：檢查井、雨水篦子、排水閥門、提升泵站、閘門井、窨井、排水戶等。

排水管道按管徑可以分成小型管（小于600mm）、中型管（600-1000）、大型管（1000-1500）及特大型管（大于1500）；按排水性質(zhì)可以分為雨水、污水及雨污合流管道。

系統(tǒng)功能：

數(shù)據(jù)入庫(kù)：排水管網(wǎng)設(shè)施數(shù)據(jù)來源比較廣泛，目前主流方法是對(duì)地下管線進(jìn)行全面數(shù)據(jù)普查，優(yōu)勢(shì)在于可以科學(xué)準(zhǔn)確對(duì)管網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行摸底，為后續(xù)業(yè)務(wù)應(yīng)用、管網(wǎng)建模提供了可靠的數(shù)據(jù)質(zhì)量保證，缺點(diǎn)在于普查工作資金投入比較大，相比較而言，投入和產(chǎn)出比還是非常高，值得主管部門進(jìn)行投入。

普查數(shù)據(jù)原則上是不能直接進(jìn)入系統(tǒng)數(shù)據(jù)成果圖的，原因有2個(gè)：

1）數(shù)據(jù)格式不一致，普查數(shù)據(jù)格式由普查公司定義，一般是微軟提供的mdb數(shù)據(jù)。

2）數(shù)據(jù)質(zhì)量難以達(dá)標(biāo)，數(shù)據(jù)成圖前需要進(jìn)行業(yè)務(wù)屬性檢查，成圖后需要進(jìn)行空間拓?fù)錂z查，方可保證達(dá)到管網(wǎng)建模的最低要求。

普查數(shù)據(jù)入庫(kù)流程如圖1-1所示

圖1-1 普查數(shù)據(jù)入庫(kù)流程

在線編輯：支持多用戶同時(shí)在線編輯排水管網(wǎng)設(shè)施數(shù)據(jù)，同時(shí)提供了豐富的管網(wǎng)設(shè)施編輯工具：精確要素捕捉、撤銷及回退、連點(diǎn)成線、設(shè)施繪制及刪除、批量屬性編輯、管段合并及打斷、管網(wǎng)廢棄及恢復(fù)等。

為了更好的保障成果庫(kù)數(shù)據(jù)的安全性以及穩(wěn)定性，提供了編輯圖層，編輯范圍以及編輯工具功能權(quán)限控制，同時(shí)提供了編輯歷史庫(kù)，編輯日志。數(shù)據(jù)管理員可以隨時(shí)還原已編輯的數(shù)據(jù)。

通過完善的數(shù)據(jù)入庫(kù)以及編輯流程，很好的解決了后期管網(wǎng)設(shè)施數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)更新的難題。

查詢定位：實(shí)現(xiàn)空間范圍及業(yè)務(wù)屬性過濾查詢管網(wǎng)設(shè)施數(shù)據(jù)，完全實(shí)現(xiàn)了圖形查屬性，屬性查圖形雙向聯(lián)動(dòng)模式。空間范圍查詢包括：點(diǎn)擊查看設(shè)施基礎(chǔ)業(yè)務(wù)屬性數(shù)據(jù)以及附屬文檔資料，查詢多種區(qū)域范圍內(nèi)的管網(wǎng)設(shè)施，查詢道路周圍的管網(wǎng)設(shè)施等功能；業(yè)務(wù)屬性查詢包括：快捷查詢，管徑分類，材質(zhì)分類，埋設(shè)日期等功能。

查詢結(jié)果進(jìn)行分頁展示，同時(shí)支持雙擊定位設(shè)施空間位置，查詢結(jié)果展示如圖1-2所示：

圖1-2 設(shè)施查詢結(jié)果

地址名稱定位、分類設(shè)施名稱定位、道路名稱定位、圖幅定位等豐富的定位功能可以方便地讓用戶找到設(shè)施所在的空間位置分布。

統(tǒng)計(jì)報(bào)表：可以實(shí)現(xiàn)任意范圍內(nèi)的管網(wǎng)設(shè)施數(shù)量，管線長(zhǎng)度進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)。統(tǒng)計(jì)范圍可以是：當(dāng)前視圖范圍內(nèi)，整圖層及自由區(qū)域；分類統(tǒng)計(jì)類型可以是：材質(zhì)、管徑（小型管、中型管、大型管及特大型管）、埋設(shè)日期、所在道路等多種方式；統(tǒng)計(jì)結(jié)果展示可以有柱狀圖、三維餅狀圖以及定制報(bào)表，統(tǒng)計(jì)結(jié)果支持用戶導(dǎo)出到本地進(jìn)行保存。

管網(wǎng)分析：在成功構(gòu)建排水管網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的情況下，實(shí)現(xiàn)了排水流向分析、節(jié)點(diǎn)連通性分析、污染源追蹤分析、污染影響范圍分析、生成縱橫斷面圖、地下管網(wǎng)三維顯示、預(yù)警分析、道路擴(kuò)建及房屋拆遷分析等功能。

縱橫斷面圖及地下管網(wǎng)三維顯示能夠從不同角度，不同方式展示地下管線的分布情況，為市政設(shè)施施工提供了科學(xué)的輔助資料，如圖1-3所示。

圖1-3 橫斷面圖

系統(tǒng)管理：主要實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)功能權(quán)限分配，數(shù)據(jù)編輯權(quán)限分配，管網(wǎng)設(shè)施符號(hào)化配置，系統(tǒng)操作日志管理等功能。

系統(tǒng)功能權(quán)限分配功能決定了用戶擁有哪些功能；

數(shù)據(jù)編輯權(quán)限分配功能決定了用戶擁有哪些數(shù)據(jù)的編輯權(quán)限；

管網(wǎng)設(shè)施符號(hào)化配置實(shí)現(xiàn)了用戶自定義設(shè)置設(shè)施符號(hào)化的要求。

2 結(jié)語

該系統(tǒng)已經(jīng)成功在國(guó)內(nèi)多個(gè)城市進(jìn)行了上線運(yùn)行，功能完善，性能穩(wěn)定，滿足了客戶多樣化的設(shè)施管理業(yè)務(wù)需求，協(xié)助相關(guān)主管部門實(shí)現(xiàn)了排水管網(wǎng)設(shè)施的數(shù)字化管理，在減輕工作量的同時(shí)，提高了管網(wǎng)設(shè)施的管理效率。

排水管網(wǎng)數(shù)據(jù)屬國(guó)家涉密數(shù)據(jù)，系統(tǒng)采用CS架構(gòu)模式進(jìn)行開發(fā)，部門內(nèi)網(wǎng)進(jìn)行訪問，很好的保證了數(shù)據(jù)的安全性。另外，可以把管網(wǎng)空間數(shù)據(jù)作為后續(xù)業(yè)務(wù)系統(tǒng)定制開發(fā)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，例如排水管網(wǎng)建模評(píng)估分析系統(tǒng)，排水管網(wǎng)輔助規(guī)劃設(shè)計(jì)系統(tǒng)，排水管網(wǎng)設(shè)施移動(dòng)巡檢系統(tǒng)，水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，泵站調(diào)度系統(tǒng)，排水管網(wǎng)設(shè)施資產(chǎn)管理等系統(tǒng)。基于管網(wǎng)空間數(shù)據(jù)開發(fā)的各業(yè)務(wù)系統(tǒng)，具有優(yōu)秀的可視化展示效果、人機(jī)交互體驗(yàn)以及極佳的市場(chǎng)推廣價(jià)值。

GIS-based Managem ent System for Urban D rainage Facilities

For technical support with GIS，combined with the actual needs of the drainage facilities management to establish a management system.With ArcGIS platform，give full play to the advantages of GIS in visualization，query location and spatial data management，etc...Achieving the functions ，such as census data storageand facility data managerment.On this basis，building a drainage network networkmodel，with the model，Achievingthe functions of network analysis，such as direction of fow，connectivity，tracking sources of pollution，pollution extent，etc...

于美蘭（1972—），女，山東梁山人，工程師，1993年7月畢業(yè)于哈爾濱測(cè)量高等專科學(xué)校工程測(cè)量專業(yè)，主要從事基于GIS的相關(guān)工作。