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GIS在市政基础设施管理中的应用1内容数字城市与数字市政市政基础设施信息化管理现状与对策GIS在市政基础设施管理中的作用市政基础设施数据模型地理信息系统中的常规网络分析功能网络编辑与分析网络分析示例Q&A2数字城市与数字市政3数字城市(DigitalCity)以计算机技术、多媒体技术和大规模存储技术为基础，以宽带网络为纽带，运用遥感、全球定位系统、地理信息系统、遥测、仿真-虚拟等技术，对城市进行多分辨率、多尺度、多时空和多种类的三维描述，即利用信息技术手段把城市的过去、现状和未来的全部内容在网络上进行数字化虚拟实现数字城市是指城市规划建设与运营管理以及城市生产与生活活动中，利用数字化信息处理技术和网络通信技术，将城市的各种数字信息及各种信息资源加以整合并充分利用。4数字城市发展历程智能化信息化专业化数据建库集成共享智慧应用5特点：•强调有组织的规划和设计；•统一管理基础数据和专题数据；•从单一功能到专题综合应用。实例：•综合管线普查与综合管网信息系统的建立；•国土资源调查与国土资源基础数据库建设；•基础测绘与基础地理空间数据库建库。综合管网信息系统地籍管理信息系统第一阶段：专业化—数据建库6第二阶段：信息化—集成共享特点：•分布式异构数据集成管理；•建立共享和服务机制；•构建城市空间信息基础设施。实例：•数字市政综合业务集成系统建设；•国土资源“一张图”系统建设；•建设部科技攻关“空间信息基础设施”•数字城市地理空间框架；数字市政综合业务集成系统地理信息共享服务平台7第三阶段：智能化—智慧应用特点：•物联网、云计算、3G、智能设备等新一代IT技术充分运用在各行各业；•深入应用、业务集成；•面向综合决策和产业升级。实例：•IBM“智慧城市”概念；•建设领域电子政务•国土资源电子政务。“我们要着力突破传感网、物联网的关键技术，使信息网络产业成为推动产业升级、迈向信息社会的“发动机”。”—温家宝8数字城市建设面临的问题城市各类数据资源分散、独立运行，缺乏有效的组织和管理，其开发利用程度不够，缺乏数据与业务相结合的深入应用。信息化阶段强调数据的集成，而信息在系统间业务流转时难以共享，造成现阶段系统间业务集成困难。无法完全实现城市信息共享，不能为政府综合决策提供一站式在线信息综合服务。缺乏统一性和系统性，难以满足产业升级所需的信息互联互通、业务高度协同的信息化支撑环境。9我们需要思考……空间信息共享平台能否达成数字城市的目标？下一步重点工作在哪里？数字城市发展战略共性何在，如何融合？测绘局：地理信息共享平台，地理空间框架建设部：电子政务，全生命周期监管和运行工信部：三网融合，移动城市发改委：产业升级，经济发展的新驱动力公安部：平安城市，综治维稳……10数字城市发展趋势：智能化回归业务数据的深入挖掘与应用，信息为业务服务。综合应用感测、分析、整合城市运行核心系统的各项关键信息，通过数据集成、功能集成、业务集成，构建城市智能化的支撑环境。面向应用，面向用户，面向产业升级11未来的智能城市•当前的数字城市–数据的建库管理–数据的分析展现–数据的共享服务•未来的智能城市–全面的数据采集和动态监控–多信息体系互联协同–快速可变的业务处理–数据分析和知识生成–预测决策支持12耳目通达，融会贯通——数据采集传输与整合管理超越传统传感器、数码相机和RFID利用任何可以随时随地感知、测量、捕获和传递信息的设备、系统或流程。通过各种高速高带宽的通信网络，将个人电子设备、组织和政府信息系统中分散的信息连接起来，进行交互和多方共享。整合海量跨地域、跨行业和职能部门的多源异构数据13算度精准，能文善辩——分析深入全面，展现生动直观深入分析收集到的数据，以获取更加新颖、系统且全面的洞察使用先进技术(如3S分析、数据挖掘和分析工具、科学模型和功能强大的运算系统)处理复杂的数据分析、汇总和计算表达方式空间化图形化三维虚拟14行动迅捷，随机应变——快速可变的业务处理灵活的系统定制和重构能力低成本的系统维护和扩展自由挂接数据模型和业务模型工作流程建模编排事件信息处理15谋虑深远，决胜千里——强力支持预测与决策数据中心（数据仓库和功能仓库）技术数据挖掘和商业智能可扩展的流程库、规则库、知识库领域模型动态加载16数字市政数字城市的组成部分，重点在市政基础设施的管理、运营和服务市政行业包括给排水、供热、供电、供气、公共交通等，是直接关系到百姓日常生活的大事。市政行业的一个典型现象是管理手段比较落后自来水公司在不了解用户的用水状况下供水带有肓目性有的地方水压已经超过管线承受能力，甚至发生爆管事故，有的地方因为水压不够影响到居民正常用水；没有规范的财务监管制度，拖欠水费现象严重；企业内部运作不规范。常规的行政手段有些软弱无力，需要建立一个“数字”市政，在市政行业广泛应用信息技术17中国城市化的迅速发展使得市政基础建设规模日益加大。庞大规模的基础设施对各级政府和相关单位的管理运营水平提出了很高要求。市政基础设施的规划设计、工程建设、运行管理和社会服务存在诸多困难：设施布局不合理，道路施工缺乏协调，设施运行效益低下，漏损率居高不下，事故频繁，损失巨大。《国家中长期科学和技术发展规划纲要》在强调发展城市市政基础设施建设的同时，要求加强信息技术应用，开发城市数字一体化管理技术，建立城市高效、多功能、一体化综合管理技术体系，提高城市综合管理水平。应用背景18市政管网信息化建设主要存在问题各自建设和管理，管网信息共享程度低缺乏管网信息的深层次发掘，信息利用困难动态更新频率低，缺少长效机制保证技术标准与规范不完善19GIS：市政设施管理信息化的基础工具GIS是一种收集、管理、查询、显示、分析、操作以及表现与地理信息相关信息的计算机系统，它能够分析和处理海量地理数据，为地理学相关科学决策提供重要的技术支持平台。市政基础设施种类繁多；地上地下都有分布，隐蔽性强；分布区域广泛且不均匀。需要精确、完整、直观、可靠的信息管理工具市政基础设施信息和与之相关的地形、环境信息从根本上讲是地理信息，具区域分布性、数据量巨大、载体多样。GIS技术将空间位置、属性特征及时域特征进行统一管理，统一组织和使用地理信息，更有效地分析和生产新的地理信息，也将改变地理信息分发和交换的方式。GIS重视对海量空间数据的有效管理，重视对拓扑结构的管理和维护，强调与空间相关的查询统计、空间分析（多边形叠置、缓冲分析、网络分析等）和三维模型分析，提供多种空间数据录入和输出手段。这些功能正是一个完备的市政设施信息系统所应具备的。20市政管网地理信息系统概述市政管网地理信息系统以管网的空间、属性信息为核心，综合利用GIS、计算机图形学、数据库、信息可视化等技术实现对管网信息的管理和维护，为施工单位提供管网的准确信息和功能服务，为市政管理部门进行管网规划、改造等提供辅助决策支持。市政管网地理信息系统从管理对象和应用范畴上可以分为综合管网信息系统和专业管网信息系统，这两类系统在数据要求和功能设置上会有所差异。21综合管网信息系统主要由政府规划或城市管理等主管部门主导建设其目的主要是实现对城市的供水、排水、燃气、路网、桥梁、公交线路、路灯等市政管网的综合集成管理，提供市政设施地图浏览、查询统计、打印输出、信息交互、综合分析等功能；实现业务协同、工作流配置，构建地上、地面、地下市政设施三维景观，为市政设施提供可视化的表达方式和管理工具；建立完善的城市市政管网业务协同和服务体系，提高市政设施的监管和服务水平，为市政设施的规划、建设和管理提供科学、规范的管理。22日常办公功能，包括地图的裁剪输出、地图量算、统计查询、快速定位、信息标注以及数据的自定义分层等功能；综合分析功能，包括网络分析（最短路径查询、设施连通分析、爆管分析、管网追踪、网络数据完整性检查等）、三维分析、预警提示（针对例如超过一定年限的或者超过一定维修次数的设备，进行自动预警提示）等功能；规划管理功能，包括规范库管理、区域管线碰撞检测、管段埋深检测等功能；23专业管网信息系统供水管网信息系统：其主要是利用GIS技术，建立一套供水管网管理、管网设计、管网分析、营业收费管理、水表管理、水价管理等功能全面的信息平台，来综合管理日益庞大的供水管网，为水司的决策提供支持。燃气管网信息系统：其主要是提供全面、准确的燃气管网数据服务，提供管网编辑、查询统计、事故处理、巡检管理、运行调度等功能，实现燃气管理以及运营过程的自动化、信息化管理，提高工作的科学化、规范化水平，降低燃气管网管理成本。排水管网信息系统：其主要结合排水管理的实际业务需求，包含了地形图库管理、管网输入编辑、管网管理、事故处理、管网设施巡检养护、排水户管理、管网专业分析等系统功能。其中管网设施巡检养护等功能能为实际工作带来明显的帮助。24道桥管理信息系统：其主要建立道路桥梁数据库，数据库主要有城市现状道路路网、桥梁的空间信息、道路桥梁的属性信息、工程相关资料文件以及道路桥梁的养护信息，实现道路桥梁空间信息和属性信息的动态管理、工程前期评估和拆迁分析，道路维修评估管理以及道桥工程进度动态管理，为城市道桥管理提供统一的办公平台。城市公交管理信息系统：通过GIS平台实现公交路网、公交场站、公交线路、公交线路网的可视化管理，可以对公交场站、公交附属设备的分布进行统计，分析指定区域内站点的服务范围和覆盖率，分析和统计不同类型、不同公司所属公交线路的长度、线网长度、沿途停靠站点等，并计算相关线路的长度、线网长度、线路密度等指标，帮助公交管理部门客观、定性了解目前公交线网的详细资料。25路灯管理信息系统：以图形方式描述城市所有道路路灯设施的空间及属性信息，将各种照明设施信息与地理位置结合在一起，管理规模庞大、错综复杂的路灯及线路。提供线路管理、设备管理、运行管理、规划管理、线路事故分析、配电设施辅助分析以及报表管理等功能，为路灯管理部门的日常管理、设计施工、维护检修、规划决策提供多层次、多功能综合服务，实现路灯管网管理规范化、自动化、科学化。26市政基础设施信息化管理现状与对策27市政基础设施信息化管理现状与对策2000年以来，全国开始了城市基础设施普查及信息系统建立的热潮。总体看，设施管理信息化普及面仍然较小，发展很不均衡缺乏统一协调，系统分散，形成信息孤岛缺乏信息更新的机制保障和技术手段28信息孤岛现象29城市级管网信息管理原则综合设施排水管网热力管道燃气管道电力管道园林绿化公共交通道路桥梁供水管网•在基础设施数据管理模式上实行集中与分布的辨证统一，贯彻“不同行业设施数据分散管理，所有权与维护权集中在各专业权属单位”的原则。30国际互联网综合设施Web服务器综合设施数据库服务器供水管网数据库服务器煤气管网数据库服务器电力管线数据库服务器通信管线数据库服务器供水管网Web服务器内部数据操作终端内部数据操作终端互联网数据查询终端通用的城市基础设施数据模型和元数据框架筛选、过滤、综合基础设施信息分布式一体化管理方案的概念模型31基础设施分布式一体化管理方案的网络结构………网管工作站MapServerWebServer工业过程参数数据库打印机绘图仪业务应用终端查询终端查询终端…WebServer远程维护工作站业务终端业务终端业务终端综合管网数据库服务器中央维护工作站辅助设计中心交换机访问终端访问终端访问终端专业管网数据库服务器路由器路由器DDN/X.25/ISDN政府专网国际互连网国际互连网(INTERNET)综合设施信息处理局域网各类可访问用户各专业权属单位局域网或广域网32SOA技术的应用•支持跨平台的共享与互操作•支持互联网上的分布式处理•支持纵向多层横向网格的系统结构•可实现真正意义上的软件移动计算•可实现0编程的搭建式二次开发33基于SOA的城市基础设施管理信息化基础平台34基于云计算的市政管网管理与运营平台总体架构35G