城市地下管網(wǎng)信息系統(tǒng)研究與實現(xiàn)

孔超

摘 要：作為一種重要的城市基礎(chǔ)設(shè)施，城市地下管網(wǎng)對于城市的城市的發(fā)展非常重要，其主要用于輸送能源和傳輸信息。在城市發(fā)展的過程中地下管網(wǎng)越來越復(fù)雜，對其進(jìn)行管理也具有越來越大的難度，這就需要積極研究城市地下管網(wǎng)信息系統(tǒng)。本文對城市地下管網(wǎng)信息系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計進(jìn)行了簡要的研究，并分析了城市地下管網(wǎng)信息系統(tǒng)的具體實現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：地下管網(wǎng)；信息系統(tǒng)；實現(xiàn)

一、城市地下管網(wǎng)信息系統(tǒng)的開發(fā)策略

（一）城市地下管網(wǎng)信息系統(tǒng)的功能

從上世紀(jì)80年代開始我國的各大城市，開始興建城市地下管網(wǎng)信息系統(tǒng)，并逐漸擴散到了中小城市，該系統(tǒng)應(yīng)該具備以下幾個方面的功能。首先，由于城市地下管線均埋藏于地下，各地下管線均具有隱蔽性和集中性，因此城市地下管網(wǎng)信息系統(tǒng)也必須保障數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、可靠性和完整性。其次，城市地下管網(wǎng)應(yīng)該具備綜合網(wǎng)絡(luò)分析能力，能夠?qū)芫W(wǎng)事故、最短路徑進(jìn)行分析。第三，由于城市的實際需要，城市邊緣地區(qū)的管網(wǎng)密度較小，城市中心區(qū)域的管網(wǎng)密度較大，城市管網(wǎng)信息系統(tǒng)必須適應(yīng)這種特點。最后，城市地下管網(wǎng)信息系統(tǒng)應(yīng)該能夠銜接管網(wǎng)的成圖系統(tǒng)、測量系統(tǒng)和探查系統(tǒng)[1]。

（二）城市地下管網(wǎng)信息系統(tǒng)的設(shè)計

1、總體設(shè)計

城市地下管網(wǎng)信息系統(tǒng)總體上可以分為圖形輸出模塊、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)模塊、空間分析模塊、查詢與統(tǒng)計模塊、圖形編輯模塊數(shù)據(jù)輸入模塊，各模塊下又有若干子模塊，負(fù)責(zé)不同的功能。

2、功能設(shè)計

（1）數(shù)據(jù)輸入模塊主要有兩種輸入系統(tǒng)，第一種輸入系統(tǒng)是運用數(shù)據(jù)導(dǎo)入功能，將野外測量的各管線坐標(biāo)數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)，從而自動生成管網(wǎng)圖數(shù)據(jù)。第二種輸入系統(tǒng)是將分層后的.DXF管網(wǎng)圖數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)，生成管網(wǎng)圖。

（2）圖形編輯模塊具有鷹眼、圖層控制、地圖操作、地圖編輯的功能。能夠?qū)崟r修改各種管線地理實體的圖形和屬性，通過地圖操作功能能夠進(jìn)行平移、縮放和全圖顯示。系統(tǒng)的地圖漫游功能可以通過縮放平移來實現(xiàn)，系統(tǒng)可以對地圖進(jìn)行快速的定位，用戶也可以對其信息進(jìn)行快速的查詢。通過圖層控制則可以隱藏和顯示指定的圖層[2]。

（3）查詢和統(tǒng)計模塊具有空間統(tǒng)計和空間測量的功能，空間統(tǒng)計功能指的是系統(tǒng)能夠?qū)Ω鞴芫€點和管線進(jìn)行空間統(tǒng)計，并生成統(tǒng)計圖和統(tǒng)計數(shù)據(jù)表。空間測量功能又包括對矩形的周長和面積、圓形區(qū)域的周長和面積、折線的長度、點之間的距離進(jìn)行量算，點擊地圖能夠運用GIS來獲取相應(yīng)的屬性信息，然后還能對其進(jìn)行定位，并對其屬性進(jìn)行查詢?yōu)g覽。

（4）空間分析模塊的功能包括三維顯示、事故分析、斷面分析、相交分析、緩沖區(qū)分析。三維顯示功能要考數(shù)據(jù)庫中的三維數(shù)據(jù)來實現(xiàn)，并立足于管網(wǎng)設(shè)備模型庫，將一定范圍內(nèi)的管網(wǎng)地形圖和現(xiàn)實狀況顯示出來，并對其進(jìn)行三維跟蹤。一旦發(fā)生管線事故，系統(tǒng)的事故分析功能能夠定位事故的方向，并將事故處理的預(yù)案提供給操作人員。斷面分析功能指的是可以生成多層管線的縱橫斷面圖，操作人員可以根據(jù)斷面圖查詢?nèi)我獾墓芫€信息。相交分析指的是系統(tǒng)能夠分析交叉的管線，并將交叉點的標(biāo)高和坐標(biāo)得出來。緩沖區(qū)分析功能指的是其能夠，針對地理要素生成一定的緩沖區(qū)，通過緩沖區(qū)能夠了解各地理要素的接近程度和空間鄰近性。管線斷面圖具有較小的縱坐標(biāo)高程差值，為了保障斷面顯示的效果，必須使用不同的比例尺輸出，一般情況可以選擇1：100的垂直比例尺，1：200的水平比例尺。

（5）圖形輸出模塊的主要功能是輸出本系統(tǒng)的各種數(shù)據(jù)，使其成為直觀的報表和圖件等，供操作人員參考。

（6）網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能，包括圖形下載、數(shù)據(jù)查詢和數(shù)據(jù)瀏覽，用戶能夠?qū)芫W(wǎng)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行瀏覽和遠(yuǎn)程查詢，根據(jù)實際需要，管線管理人員也可以下載相應(yīng)的數(shù)據(jù)。

二、城市地下管網(wǎng)信息系統(tǒng)的實現(xiàn)

（一）建立地圖數(shù)據(jù)集

要實現(xiàn)城市地下管網(wǎng)信息各類功能，首先要將地圖數(shù)據(jù)集建立起來，再對管網(wǎng)圖和地形圖進(jìn)行分層，形成地圖數(shù)據(jù)源，然后再對其進(jìn)行有機的組合，形成能夠被讀取的文件。

（二）屬性查詢功能的實現(xiàn)

通過在地圖上對所需查詢的對象進(jìn)行選擇，就可以立即得到其屬性信息。操作者還可以運用畫多邊形、畫圈、單擊的方式來對地圖對象進(jìn)行選擇，此時就會彈出相應(yīng)的屬性對話框，通過視圖的方式將查詢結(jié)果顯示出來，這種顯示方式更加清晰、直觀[3]。

（三）相交分析功能的實現(xiàn)

為了實現(xiàn)相交分析功能，應(yīng)該立足于管線的不同類型，通過對管線段表和管線點進(jìn)行查找，將管線相交點的點號、高程查找出來，相交點在目標(biāo)管線和源目標(biāo)管線上和其他兩個端點會產(chǎn)生相交點高程，交叉點之間的距離就是目標(biāo)管線相交點和源目標(biāo)管線相交點的高程差。此時要在數(shù)據(jù)庫中對交點的高程和坐標(biāo)的計算數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，然后再對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行操作，顯示相交分析的結(jié)果。

（四）斷面分析功能的實現(xiàn)

由于城市管網(wǎng)的設(shè)置具有一定的復(fù)雜性，一些管網(wǎng)可能會出現(xiàn)交叉的情況，這就需要使用斷面分析功能來了解任意截面上的管線交叉情況，實現(xiàn)空間可視化。其具體實現(xiàn)方式是選擇任意斷面位置將，斷面圖繪制出來，然后將管線的斷面尺寸和空間位置，以及管線間距、管線高程、管線材料等信息標(biāo)出來，這樣就能使操作者對管線之間的空間關(guān)系進(jìn)行全面的把握。

三、結(jié)語

城市管網(wǎng)要為城市輸送能源、傳輸信息，是城市發(fā)展的一項重要物質(zhì)基礎(chǔ)。在城市化進(jìn)程的過程中必須通過城市地下管網(wǎng)信息系統(tǒng)來提高對城市地下管網(wǎng)的管理效率和管理水平，通過各種功能來對層次復(fù)雜的城市地下管網(wǎng)進(jìn)行清晰直觀的顯示，充分運用三維GIS可視化技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)，簡化城市地下管網(wǎng)的管理，提高系統(tǒng)的表現(xiàn)力，使職能部門能夠得到更加準(zhǔn)確和客觀的城市管網(wǎng)數(shù)據(jù)，支持城市的管網(wǎng)管理、管網(wǎng)施工、管網(wǎng)設(shè)計和管網(wǎng)規(guī)劃。

參考文獻(xiàn)：

[1]曹國棟.城市地下管網(wǎng)安全性評價與修復(fù)研究[J].科技資訊.2011（20）.

[2]陳讓明，張俊峰.淺析城市地下管網(wǎng)的測量與管理[J].廣東科技.2011（24）.

[3]陳玉龍.基于VRGIS的校園地下管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)建設(shè)[J].北京測繪.2016（01）.