基于GIS的供水管網信息系統設計與實現

(惠州市惠陽供水有限公司 廣東 惠州 516200)

一、引言

隨著技術的進步及國家水資源的日益緊缺,供水企業實現供水管網信息的科學管理也越來越緊迫。利用GIS對供水管網進行管理是最好的選擇,供水管網信息管理系統的建立,將為管好水資源、用好水資源起著極其重要的作用[1]。

惠州市惠陽供水有限公司是以自來水生產與供應為主，集管道工程設計、安裝與維修等多項業務為一體的國有中型企業，承擔著惠陽城區及淡水、秋長、沙田三個街鎮的供水任務，供水面積183平方公里。目前公司已經完成部分街鎮的管線探測，由于GIS技術可以將管網專題數據疊加在電子地圖上，使管網專題數據具有空間信息并與電子地圖建立關聯，用戶面對電子地圖進行操作，具有直觀、便捷、高效的優點。因此，通過以ArcGIS為平臺，建立供水管網地理信息系統，通過將現有管網數據，以地理分布為面，以各類專題為骨干，利用電子地圖精確、可視化程度高、美觀、定位準確等特點，將地理信息技術引入到管網信息管理中來[2]。

二、系統框架設計

整個系統的網絡分為內網和外網，內網與Internet廣域網分離，主要采用C/S的模式對服務器進行訪問和管理，外網接入Internet廣域網，采用B/S的模式訪問服務器。系統的信息服務器建設于總公司機房，采用1臺服務器作為系統的應用服務器，運行系統的WEB服務和專業應用服務，采用2臺服務器作為系統的數據庫服務器，運行Oracle數據庫服務器并設置，成雙機熱備份模式，數據存儲介質為光纖磁盤陣列，網絡主干線為100兆光纖。本方案采用的客戶/服務器(C/S)與瀏覽器/服務器(B/S)相結合的計算機應用解決方案[3]。服務器主要包括數據服務器、GIS應用服務器和Web應用服務器。客戶端面向管網管理部門,實現管網數據的管理、維護以及事故處理等功能,瀏覽器端主要面向社會公眾,實現管網資料Web的查詢(二維/三維)、檢索與分析等功能。系統組織結構如圖1所示：

圖1 系統組織結構圖

三、系統主要應用功能

供水管網信息系統主要分為兩部分:C/S和B/S。C/S 針對專業管理人員，實現系統的管理，可以進行比較復雜的空間分析和數據統計，并能對數據進行更新和編輯;B/S針對一般用戶，可以進行數據的瀏覽查詢和一些簡單的空間分析和數據統計。通過實施本系統，各分公司和管理部門對各轄管區的管網管理工作進行全面的調整和整合，各種維護管理操作實時反饋到中心服務器，實現數據的集中管理和共享。信息系統反映整個惠州市惠陽供水管網的實時狀態和運行狀況，公司領導可以利用系統的各種分析統計功能，作出快速準確的決策[4]。系統C/S客戶端界面如圖2所示，CS端主要功能為：

1.基本操作：圖形編輯處理、導入導出、查詢、地圖加載和輸出。

2.運行處理：巡查預警分析、爆管停水分析、網絡分析、管網數據建模、等壓線繪制。

3.輔助設計：橫斷面分析、縱斷面分析、緩沖區分析、三維圖形顯示、輔助綁點設計、垂距沖突分析、水平間距沖突分析、交叉沖突分析。

4.分類統計：按屬性條件、管線口徑、管道材質、管道安裝年代、設備安裝年代統計，生成報表和統計圖。

圖2 系統 C /S 客戶端界面

四、數據分析

(一)信息要素構成

GIS所管理的信息要素主要包括地理信息要素及專業信息要素:

(1)地理信息要素 區界線、區名標號、鐵路、道路、道路名標號、街巷名標號、水體邊界線、水體名標號、建筑物外廊、建筑物名標號、門牌號、房屋結構標號、籬笆、圍墻、圖根點、天文點、水準點、三角點、導線點等。

(2)管網專業信息要素 管段、閥門、消防栓、預留口、水表、流量計、分支節點、彎頭、三通、四通、堵頭封板、排氣閥、排水閥、加壓泵站、水廠、測壓點、測流井、重點用戶等。

(3)其他專業要素 接水點及位置、用戶及位置、報修及維修信息、管網參照物信息等。

(二)數據組織

目前,企業管理的管網資料主要是圖紙資料和電子CAD資料,通常有現狀圖、設計圖、竣工圖、工程檔案等。因此,它是GIS系統中重要的數據來源。供水管網GIS系統數據通常是由管網圖形數據、地形背景圖形數據、管線及管網設備屬性數據、供水業務數據等構成,系統數據庫也是依據系統數據結構來建立的。一般管網GIS數據庫可由以下子庫組成:管網圖形庫、背景地形庫、管網屬性庫、地名數據庫、圖幅號數據庫、其它信息庫。

五、結論

(1)隨著我國城市建設的不斷推進,城市供水管線管理的規范化、科學化和現代化建設將越來越重要和迫切,運用GIS技術進行城市供水管網的管理,是實現管線管理規范化、科學化和現代化建設的有效手段。

(2)本文給出的C/S與B/S相結合的計算機應用解決方案,可為即將建立供水管網管理系統的城市具有借鑒,也可為城市地下綜合管網的信息化提供參考。

(3)城市管線是城市基礎設施的重要組成部分,是城市規劃建設管理的重要基礎信息,因此,運用計算機與GIS技術實現城市管線的網絡化共享,可為城市的可持續發展提供決策服務,為社會提供多元化的服務,服務于社會,服務于政府。