城市供水管网GIS系统的建立

城市供水管网GIS系统的建立摘要：九十年代后，GIS技术在我国城市规划、建设与管理方面已得到了广泛使用，由于年代久远有些城市的地下管线日趋老化，由于各种原因的制约难以实现统一的抽换与改造，如何在管线事故多发期，科学、合理地管理管线信息，进行险情预报，抢修方案制定，管网运行管理，管网工程设计均是摆在各城市管线管理部门面前的首要问题。本文详细介绍了基于ArcGISServer的城市供水管网GIS系统的系统组成、系统环境、系统构架、系统先进性、系统功能，系统建议。该系统的成功开发经验和技术对国内城市和供水合资公司具有借鉴作用。关键词：ArcGISServer、供水管网、地理信息系统中图分类号：TU984文献标识码：A正文：1.背景20世纪90年代，美国率先提出了数字化管道的概念。随着3S技术的推广与集成应用，城市管网管理已从CAD时代过渡到GIS时代。九十年代后，GIS技术在我国城市规划、建设与管理方面已得到了广泛使用。在我国，有些城市的地下管线已经有几十年甚至上百年的历史，管线已经远远超过了其使用寿命，在资金、技术等多方面因数的制约下，难以实现统一的抽换与改造，如何在管线事故多发期，科学、合理地管理管线信息，进行险情预报，抢修方案制定，管网运行管理，管网工程设计均是摆在各城市管线管理部门面前的首要问题。应用地理信息系统技术，可以一举改变管网管理工作的落后面貌，克服管理中的矛盾。采用地理信息技术，可以使燃气/供水管网管理工作进入可视化、科学化管理阶段，彻底改变城市管网管理的落后状况，适应城市快速发展对燃气/供水管线信息的快速反应的需求。在此背景下建立了先进的“基于ArcGISServer的城市供水管网GIS系统”。2.系统结构“城市供水管网GIS系统”由数据维护系统、离线系统和发布系统三部分组成。2.1数据管理系统数据维护系统（ArcEditor维护终端）是网络版的核心部分。它实现了多用户同时可以对管网地理数据库进行编辑、维护、分析和管理，同时还负责网络系统和发布系统的安全管理和授权管理。2.2离线系统离线系统将数据库子集安装在便携式手提电脑中，应用于现场施工、抢修、设计、运行管理的查询、制定方案等现场工作。离线系统除了具有查询、统计、制图、定位等功能外，还具有数据维护和爆管分析等分析功能。离线系统的数据需定期从地理数据库服务器下载更新。2.3发布系统基于Web的供水地理信息发布系统旨在建立面向网上服务的WebGIS网站，面向公司相关部门和相关人员提供城市供水管网信息，提供相应的查询、统计、打印报表、预警分析等功能。发布系统主要优点有：界面美观、友好，操作简捷方便；对客户端要求简单，使用IE6.0浏览器即可；支持多用户，包括Intranet和Internet用户；浏览、查询操作速度快。3.系统环境3.1离线系统：硬件：笔记本电脑酷睿22.0GHz内存2G以上；软件：操作平台：Windows2008；地理信息系统平台：ArcView9.3.1数据库平台：Access2000以上3.2数据管理系统：硬件：服务器：HP580服务器XeonMPE73302.4G以上内存4GB以上；客户端：微机酷睿22.4GHz内存2G以上；软件：服务器：操作平台：Windows2008Server空间数据库引擎：ArcSDE数据库平台：SQLServer2008客户端：操作平台：Windows2008地理信息系统平台：ArcEditor9.3.13.3发布系统：硬件：同上软件：服务器：操作平台：Windows2008Server开发平台：.Net2008地理信息发布平台：ArcGISServer9.3.1客户端：IE7.04.系统构架系统采用C/S+B/S构架。数据管理系统和离线系统采用C/S架构，发布系统采用B/S架构，这种混合加厚即发挥了C/S系统功能强大、作业效率高的特点，又保证了B/S多用户网上并发浏览的共享性。5.系统优势5.1建模机制：系统通过数据建模机制，定义数据规则，保证了数据录入的合法性检验，及管线、管点关系的合理性。5.2企业级应用：系统从设计、选型、开发上均采用企业级解决方案，因此系统可以管理和共享大、中、小城市的海量数据。5.3动态拓扑：系统通过网络关系模型，在动态编辑的同时，实现了动态拓扑的自动维护，不需要在编辑结束后，再重建拓扑关系。5.4强大的分析功能：系统在设计、开发上均十分重视分析功能的加强，因此系统提供了较为完备的各种管线实用分析工具。5.5日志管理：系统提供编辑日志和登录日志管理功能。编辑日志自动记录各种编辑步骤，编辑操作名称、操作对象、操作人、操作日期等信息。5.6网上爆管分析：在IE客户端实现网上爆管抢修关闸方案辅助决策支持5.7PDF制图输出：在数据管理系统、离线系统和发布系统中具提供了满足国标要求的标准地图PDF输出。5.8水表挂接：网上实现与收费系统水表挂接与双向查询功能，形成了一体化抢修现场闸门快速定位6.系统功能6.1C/S系统功能（C/S系统包括数据管理系统和离线系统）6.1.1文件管理实现对文件的一般性操作，包括打开工作空间，保存当前工作空间及退出的功能。6.1.2浏览工具提供对当前地图进行浏览的一些工具，包括地图的放大、缩小、平移、全图等功能，方便用户对地图的操作。6.1.3查询系统提供了多种方式的管点、管线查询方式。6.1.4管网编辑包括单对象属性编辑、多对象属性编辑、新增管点、穿点连线、修改管点、修改管线、管线打断、删除管线、删除管点。6.1.5系统分析横剖面分析：横剖面分析是为了方便考察多条管线在管线垂直方向上的剖面中的空间位置关系而设计的一种分析工具纵剖面分析：纵剖面分析是为了方便考察多条管线在沿管线方向上的剖面中的空间位置关系而设计的一种分析工具。预警分析：根据设备服务年限等预警参数的设置，可利用本系统查询并列出所有需要更换的设备，如：管线、阀门等。爆管分析：在爆管事故发生后，查找需关闭的阀门，系统在屏幕上标示出需要关闭的阀门，同时弹出关阀方案窗口，显示需关闭阀门的信息，点击阀门信息，对应的阀门在屏幕上闪烁。6.1.6数据转换数据转入：对于shp格式的数据可以直接导入到系统相应图层或新建图层上。数据转出：对于系统中选中的管线数据和地形图数据，可以按图层转出到相应的MIF文件和DWG文件中（提供缺省符号）。6.1.7地图打印打印机设置：对打印机打印所用纸张参数进行相应设置。沿路打印：打印用户所指定的存在于当前地图中的街路，按一定的缓冲半径，形成沿路带状地形图，该图可以旋转、指定比例尺。指定图幅打印：按国家标准打印，标准的1：500图当前窗口打印：打印用户当前窗口的显示区。6.1.8常用工具常用工具包括专题图制作、注记管理、扯旗注记、栓点卡、用户权限管理等。6.1.9窗口窗口包括鹰眼图、放大镜、图形定位、书签管理。6.1.10撤管图库保留用户对管网数据维护中撤除管网设施的图形及属性信息，可以查看管网指定时间段内的分布状态。6.1.11三维图形显示用户用鼠标在地图窗口上勾画出矩形范围之后，将该范围内的管线自动生成立体图，立体图可以放大、缩小、漫游、飞行浏览、通过鼠标点击查询属性。6.1.12规划管线的显示对于城市规划批准或在施管线工程，应可以得到与竣工管线明显区别的显示。6.1.13疏密协同在显示过程中，系统可以依据显示范围，自动地对图形进行疏密协调显示，使画面简洁明了。6.1.14系统接口收费系统接口：通过该接口功能，取得指定用户的详细信息，该信息将提供给其它需要用户信息模块来使用。SCADA系统接口：通过该接口功能，取得SCADA设备的压力，温度等信息，该信息将提供给其它需要SCADA信息模块来使用。6.2B/S系统功能B/S系统采用ArcGISServer9.3、dotNET2008（Web2.0标准）、IIS5.0进行开发。6.2.1文件管理实现对文件的一般性操作，包括打开工作空间，保存当前工作空间及退出的功能。6.2.2查询功能查询功能主要包括：按点号查询、按材质查询管线、按管径查询管线、按接口方式查询管线、按地址查询、按竣工日期查询、按图幅号查询、组合查询、土地资产属性查询等功能。6.2.3图层控制显示设置：设置系统图层可见性、图层的符号样式等内容。鼠标坐标显示：在状态栏上实时显示鼠标位置的地理坐标值。6.2.4地图打印打印当前窗口地图和打印标准图幅。6.2.5分析功能包括预警分析、爆管分析、水表所属阀门分析、缓冲区分析。6.2.6地图定位坐标定位：用户输入坐标后，地图自动漫游定位。地理位置定位：通过道路名、楼栋信息、标准图幅来定位地图位置。6.2.7与SCADA接口功能在WebGIS上动态显示SCADA数据，显示所需的数据由SCADA系统传送至GIS系统使用的数据库中。可动态显示遥测数据、各场站工艺流程图、对超标站点数据进行声光报警、监测项历史曲线图。7.系统建议7.1在管网数据入库之前，应成立专门的数据校核小组，保证入库数据的质量。7.2要建立基础地形图数据的动态更新机制，保证基础地形图数据由外业―成图（CAD）―质检―转换―入库―GIS的无损动态更新体系。7.3为保证系统的现势性和正常运行，应有专门的组织机构和管理制度，并建立竣工图和测绘资料的归档入库规范，保证系统数据动态更新机制的畅通。7.4要严格制定、执行数据交换标准和系统接口规范，并保证在各专业系统中得以实施。