城市地下管线信息系统管理的设计
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摘要：为实现城市地下管线的数字化、信息化,利用GIS、计算机网络等现代技术构建管线数据库,开发信息管理系统,实现现代管理功能。研究了建立城市地下管线综合信息系统的结构和功能。
关键词：地理信息系统；地下管线；GIS;数据库
前言
随着城市建设的飞速发展,作为城市地下“生命线”的管线越来越重要,因地下管线埋设不清,建设规划不周而导致重复开挖路面的事情经常发生,施工造成管线损坏的事故也接连不断。为了适应城市发展需求, 地下管线信息系统的完善设计必须借助先进的计算机网络、GIS 等技术实现对地下管线的全方位、实时、动态管理。
1 问题提出地下管线是城市基础设施的重要组成部分,是城市建设、规划和管理的重要基础信息。城市地下管线包括给水、排水、燃气、电力、电信、广播电视、热力、工业管道等几大类,它就像人体内的“神经”和“血管”,是城市赖以生存和发展的物质基础,被称为城市的“生命线”。每个现代化的城市都拥有一个结构复杂、规模庞大的管网系统。随着城市建设的飞速发展,作为城市地下“生命线”的管线越来越重要,因地下管线埋设不清,建设规划不周而导致重复开挖路面的事情经常发生,施工造成管线损坏的事故也接连不断。为了适应城市发展需求,必须借助先进的计算机网络、GIS 等技术实现对地下管线的全方位、实时、动态、直观管理。但是现有的综合管网系统大多只是在原有信息系统基础上加入了地图显示功能, 没有体现GIS 技术空间分析和决策的优势,也造成了系统功能的不完善。
2 系统的结构借鉴国内开展地下管线普查工作的经验, 经过认真地分析研究及多方案比较,拟采用地下管线探测、建立信息系统、动态管理和综合应用一体化的方法,全面查明、查清城市规划区范围内地下管线分布情况,建立具有权威性、现势性的城市地下管线综合数据库和专业数据库,同时建立切实可行的数据更新机制,保证地下管线数据的动态管理;提高城市管理效率,为社会提供多元化的服务,为城市的健康可持续发展提供正确的决策支持。系统的总体结构见图1。
3 系统目标地下管线项目建设旨在提高城市建设整体管理水平, 更好发挥地下管线档案资料在城市规划、建设、管理和防灾减灾中的作用,推进城市信息化和“数字城市”建设。针对管线业务管理内容, 在借鉴国内外商用管线管理系统的基础上,在系统设计过程中提出了本系统所达到的目标:（1）严格遵循现有国家标准和行业标准,进行数据的分类和编码,以利于数据交换和共享,为其他用户系统调用地下管线信息系统数据库提供保证。（2）选用功能完善的数据库和GIS 系统,方便、安全地对地下管线数据库中的图形数据和属性数据进行统一管理。为用户提供管线数据输入、数据存储、信息查询、数据更新、结果输出等功能。（3）以地理信息系统为核心,实现任意断面生成、网络分析、管线工程规划综合、管线工程辅助设计等复杂的具有空间决策支持和专家系统雏形的分析和设计功能。（4）系统操作简单,界面友好,易于操作、维护和更新,并注重系统的技术前瞻性,保证系统长期运作的升级能力。
4 系统设计原则（1）可靠性:城市管线信息系统承担着保证城市正常运转的关键任务,所以要求系统必须安全可靠地运行。在系统实现多用户多人员多任务实时操作时, 将确保在意外故障或重负载情况下的稳定性。（2）先进性:系统的设计应该采用国际上先进而成熟的技术,以充分提高生产效率。（3）高安全性:地下管线信息系统管理的数据是城市的关键数据,其查询、修改等操作必须经过相应的授权才能进行,以保证数据的安全。（4）扩展性:系统的软硬件应具有扩充升级的余地,能够适应网络及计算机技术的迅猛发展和需求的不断变化, 使系统中的资源具有长期维护使用能力,便于系统的升级和维护。（5）开放性:系统设计时充分地考虑了系统的开放性,保证将来本系统与其他系统的成功集成和本系统的顺利升级换代。
5 系统的功能5.1 图形与属性数据的录入（1）计算机监理入库：通过计算机属性查错和逻辑查错功能使得能够快速明确地指出探测数据的信息遗漏、逻辑错误等问题,并输出错误信息资料。（2）数据入库：将经检查无误的格式数据按照系统规定的管线数据组织方法,自动生成管线图库和属性数据库。（3）基本地形图数据库包括索引图、道路网、接合表等数据库。5.2 动态更新（1）数据合并：将竣工测量的管线数据合并到现状管线数据库中,保证数据的实时性。（2）数据编辑：提供管线数据的增加、修改、删除、截断等编辑,以便管线数据的动态更新5.3 综合应用（1）查询功能：提供按道路名、图号、单位名、对象类型、专业、对象的属性字段、空间位置等查询。①以其他图文数字为参照的查询②图形与属性交互式查询。③以广域网和局域网上查询。（2）统计功能：根据管线类型及管理要求,按不同的条件统计管线的长度、附属物的数量等信息,统计结果生成表格、直方图、饼图、折线图。
6 地下管线信息管理系统的作用与意义用地下管线信息管理系统来管理信息具有无可替代的优越性和巨大的应用前景。（1）借助于地下管线信息管理系统强大的空间数据库已能将一个城市的基础地理信息、各种管线、管件空间信息及它们的属性信息一体化存储、分类、分层地进行存储管理。（2）借助于系统强大的空间分析能力、网络分析功能和其它各种模型分析功能, 能方便地对管线中的介质运行状态作动态模拟能快速准确对管线运行的突发事故作紧急处理能科学地进行地下管线的规划和辅助设计能指导市政工程的文明施工和预防性维护等。总之,能较完美地实现对城市地下管线各种深层次的管理。（3）借助于地下管线信息管理系统的网络运行功能和三维显示功能,使一个城市的建设部门和管线权属机构、一个企业的各个管理部门, 能充分实现管线信息的共享并进行各自的管理功能能远距离浏览查询和形象地观测地下管线的复杂分布和相应的空间关系。（4）借助于系统强大的图形功能和数据库管理功能,可以方便地对基础地理信息、管线信息进行修改和更新。由于系统具有这些优势, 它已成为城市管线普查成果的最终落脚点,是城市实现现代化管理的必然趋势。
7 结束语本文通过对城市地下管线系统的设计探讨以及关键技术的应用,设计了系统的结构,实现了系统的功能,提高了城市的数字化程度,为数字城市的建设打下了坚定的基础。用好城市地下管线信息管理系统是建立系统的最终目标, 是系统价值的最好体现。
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