高精度手持定位終端在水務系統中的應用

摘 要： 城市供水是城市發展的命脈產業，是保證人民生活、發展生產建設必不可少的物質基礎。本文對某市水務集團地理信息平臺需要采集的地理信息數據要素做一統計、歸類，提出利用高精度手持定位終端進行數據采集的必要性。

關鍵詞：手持定位終端 GIStar 數據采集

中圖分類號：TP1 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2016）03-0012-02

全球導航衛星系統發展至今，給測量行業帶來了革命性的變化，現階段基于衛星定位的各種測量設備玲瑯滿目，各大測量裝備企業百家爭鳴，高精度手持定位終端依靠移動互聯網和專業定制的掌上GIS軟件，在國土、農業、林業、燃氣、水務等各大行業的應用越來越廣泛，本文以某市水務集團二次供水地理信息平臺的建設為背景，著重闡述高精度手持定位終端在水務系統中的應用。

一、城市供水問題

城市供水是城市發展的命脈產業，是保證人民生活、發展生產建設必不可少的物質基礎。由于水資源的不可替代性，供水問題往往會成為一個城市發展的根本性制約因素，城市自來水供應作為現代城市的重要基礎設施，對各行各業的發展都起著舉足輕重的作用，同時也是對外開放的重要的硬投資環境之一，對整個城市的發展有著至關重要的意義。城市供水問題一般體現如下：

1.供水管網資料不能及時更新，大多數管線走向憑經驗豐富的老員工現場指認；

2.供水管網的布局錯綜復雜，和現有的燃氣、天然氣、通信、供暖、電力等線路相互交錯，發現事故后再搶修的同時容易引起次生事故；

3.沒有完善的管理巡檢系統，對管線巡檢人員的監督管理不到位；

4.城市供水管網的老化現象嚴重，造成了老城區的給水管網存在著嚴重的跑、冒、滴、漏等現象，對漏水點等檢測、定位還存在一些問題；

5.管網系統和營收系統欠缺關聯。

針對以上問題，水務系統有必要建立自己的管網地理信息平臺，通過“一張圖”將基礎電子地圖數據、正射影像數據、管網數據、生產數據、運行數據、業務數據進行統一的整合集中展示，并提供豐富的數據挖掘及數據分析應用，為管理工作服務，并且與原有的Scada系統（數據采集與監視控制系統）相關聯，采用當今先進的計算機網絡、通信技術、地理信息技術，建立供水管網地理信息系統，實現供水管網規劃設計、輸配管理、圖檔管理、搶修輔助決策及綜合查詢、統計等功能，各管網相關部門，可以實現在各自部門同時查閱、更新管網信息，提高管網信息利用的效率，進而實現辦公自動化。系統建成之后應全面提高市水務集團的自動化、數字化水平，使某市水務集團成為給水行業的標兵，滿足城市建設對供水管網信息提出的高效、準確、及時的需求，徹底改變供水管網管理的落后面貌，提高某市水務集團有限公司改革的新形象，為某市水務集團帶來經濟效益和社會效益。

二、數據采集處理

地理信息平臺固為重要，但是其數據的可靠性、準確性卻取決于外業的數據采集。因此，利用高精度手持定位終端對水務相關的地理信息數據進行采集、加工、分析、應用顯得尤為重要。下面先將某市水務集團地理信息平臺需要采集的地理信息數據要素做一統計、歸類。

1.地形數據

地形數據包含行政區劃、道路中線、道路邊線、鐵路中線、軌道交通、軌道交通站點、河流、公園綠地、房屋建筑、房屋附屬、門牌注記、興趣點（包含小區公寓，大廈，餐飲，學校，醫院，銀行，地名等）、高程點、植被特征等等。

2.管網數據

管網數據包含的要素較多，也是水務系統重點要采集的地理信息數據，除了坐標之外，現場需錄入的信息細化如下：

2.1管線，包含管段編號，長度，口徑，材質，埋深，埋設日期，所在道路等。

2.2閥門，閥門有排泥閥，排氣閥，排水閥，止回閥，減壓閥等分類，需要采集閥門編號，口徑，樣式，埋深，安裝日期，生產廠家，所在道路等。

2.3消火栓，包含消火栓編號，口徑，安裝日期，生產廠家，所在道路等。

2.4水表，包含水表編號，水表口徑，安裝日期，戶號，戶名，用戶水量，安裝地址，生產廠家，所在道路等。

2.5節點，包含節點編號，口徑，安裝日期，生產廠家，所在道路等。

2.6測壓點，包含測壓點編號，安裝日期，生產廠家，所在道路，tagname，scada名稱等。

2.7流量計，包含流量計編號，安裝日期，生產廠家，所在道路，tagname，scada名稱等。

2.8水質監測點，包含監測點編號，安裝日期，生產廠家，所在道路，tagname，scada名稱等。

2.9泵房，包含設施編碼，引入干管編號，進水口徑，水泵臺數，泵房地址，建造日期，泵房水池容量等。

2.10泵站，包含泵站編號，泵站名稱，泵站地址，泵站類型（水泵，增壓泵站），水庫泵數等。

2.11水廠，包含設施編碼， 水廠名，地址，生產能力，清水庫容量等。

2.12水表，包含監測表，總表，遠傳表，戶表等。

3.數據處理

數據體現在對自來水相關的硬件設施維護方面，包含以下內容：

3.1管線維修記錄，漏水地址，報漏日期，漏水類型，漏水原因，修復時間，修理方式，管段編號，口徑，材質，埋設日期，埋深等。

3.2閥門維修記錄，閥門編號，故障類型， 維修日期， 維修人， 備注等。

3.3消火栓維修記錄，消火栓編號，故障類型， 維修日期， 維修人， 備注等。

針對以上需要采集的地理信息數據，我們利用GIStar數據采集軟件配合專業的水務系統數據字典，可以在現場有條不紊地對特征點、線、面進行坐標采集，同時還可以將錄入字段屬性，方便內業數據匯總整理。首先將水務系統需要采集的地理信息數據要素以數據字典的形式完善。如圖1

然后將水務系統專用的數據字典導入到GIStar數據采集軟件里面，在軟件的圖層里面可以看到各要素，如下圖2、3；

在對各要素進行坐標數據采集時，可直接選擇要素，也可以現場錄入各要素的相關信息，如地址、編號、類型以及水務系統相關的信息。有個別的要素需要進行現場拍照并將位置信息附在照片上，通過數據字典功能也能實現。

水務集團原有的數據底圖可以通過SHP文件或者DXF文件的形式導入到手持終端里面，方便工作人員現場確認管線走向或者閥門等重要管網設施的位置，如下圖4。

現場采集的管網設施信息可以通過各種形式批量導出，無需在內業花大量的時間去錄入，如下圖5 CSV格式：

有的線狀地物或者面狀地物（如管線走向、水廠位置）可以導出DXF文件，通過CAD或者南方CASS軟件轉換成DWG圖形文件，避免了內業再手動繪圖，也可以無需第三方軟件的轉換，直接導出業界最常用的SHP文件，如下圖6。

高精度手持定位終端還可以搭配一維碼掃描、RFID電子標簽掃描功能，由于水表一般都在樓宇之內，手持定位中端在樓宇單元門口對整個單元定位后，還要錄入水表的表號，傳統的水表表號是懸掛的不銹鋼檔案號牌，這種號牌安裝繁瑣、易丟失，生產成本也高，憑肉眼看還會出現錯誤。針對這些問題，水務集團在新用戶中啟用了條形碼檔案號牌。在查表時，工作人員只需用掃描手持機一掃，就可準確無誤地讀出號碼。而RFID電子標簽技術是一種更先進、更智能的產物，高精度手持定位終端可結合物聯網的RFID電子標簽技術，將電子標簽信息與巡線必檢點信息進行一一綁定，當巡檢人員經過巡檢點時，喚醒電子標簽，讀取相關信息，同時，通過智能手持終端設備的拍照功能，巡檢人員可以在現場直接拍攝數碼照片，一起上傳到調度中心，作為巡檢的佐證資料，切實保證巡檢人員的巡檢到位率。

三、結語

綜上所述，水務系統地理信息平臺的建設過程中，前期的數據采集是一項繁瑣的工程，利用高精度手持定位終端采集數據可以起到事半功倍的效果，后期的數據更新以及維護，高精度手持定位終端同樣也能扮演重要的角色。

參考文獻

[1] 毛敬玉 數據挖掘技術在物聯網SCADA中的應用，《黑龍江生態工程學院學報》 ，2013

[2] 韓旭軍 數據挖掘在長距離漿體管道泄漏檢測中的應用，《電子科技大學》，2011

[3] 石雪軍 基于RFID的室內無線定位控制方法研究，《江南大學》，？2015

作者簡介：柴新宇（1984.10-），男，籍貫：黑龍江，學歷：本科，主要研究方向：地理信息系統開發