吴江管线信息系统及共享服务平台的建设及展望

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摘要：城市管线是城市的重要基础设施，管线资料是城市规划、设计施工和管理的重要基础资料。随着吴江城市建设区域的不断扩大，地下管线日益错综复杂，对地下管线进行精确、高效的管理将显得非常重要。该文简要介绍了吴江管线信息系统及共享服务平台的设计思路，建立了一体化存储的地下管线信息数据库，基于ArcGIS和AutoCAD的一体化平台模式，该系统实现了从管线外业普查监理、入库更新、综合应用、共享交换、公共服务等一系列功能，实现吴江区现有地下管线信息的集中管理、统一调配、资源共享。

关键词：管线信息系统；ArcGIS；AutoCAD

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）03-0658-03

1 吴江区地下管线现状分析

城市管线是城市的重要基础设施，是现代化城市发展高质量、高效率运转的重要保证，被称为城市的“生命线”。城市地下管线现状资料是城市规划、设计施工和管理的重要基础资料；是规划和市政部门审批管线的重要依据；是管线单位进行日常维护和改造的基础资料。随着吴江城市建设区域的不断扩大，城市建设与改造日新月异，各种类型工程管线的变更速度也在加快，但重要的管线资料却落后于经济建设和社会发展。主要表现在：

1）缺少相应的地下管线动态管理机制。07年在吴江老城区地下管线普查之后，建立了相应的数据库，但没有及时对该管线数据库进行动态更新管理，导致后来随着城市建设的不断发展，城市规模的不断扩大，信息却没有更新，原先建立的系统成了资源浪费。

2）缺少统一的管线资料保管单位。各单位的地下管线竣工资料不及时归档，管线档案管理缺少法规保障。对已存在的管线资料不能进行统一管理及合理利用，导致资料分散，更重要的是地下管线档案资料不完备，直接影响了整个区域范围内的管线的整体管理与规划。

3）管线资料质量不高。现有管线竣工资料都未经正规测绘单位严格按三维坐标进行竣工测绘，可信度差。新建的地下管线资料即使绘制了主要道路地下管线平面位置，也没有对管径、长度、埋深及管线中的控制阀门等设施加以标注。因此，一旦道路拓宽，原来的参照物发生变化，管线平面位置便无法确认。由于没有准确的现状资料可供分析，造成设计施工困难，管线审批工作盲目性大。

4）地下管线信息共享困难。地下管线权属单位众多，如涉及到电力、电信、给排水、燃气、有线电视等部门，存在多头管理，由于缺少统一的规划、协调以及各自利益目标的不一致，相关部门在建设地下管线信息管理系统时各自为政，系统之间信息不能共享，或者只是有限共享。

因此迫切需要解决城镇规划、建设及管理过程中与管线相关的矛盾，使用现代信息化技术，借助地理信息系统来进行管线管理的信息化建设和管线运营的预警分析、事故处理，已势在必行。

2 吴江管线信息系统及共享服务平台建设概况

1）建设目标

吴江管线信息系统及共享服务平台的建设目标是：实现吴江区现有地下管线信息的集中管理、统一调配、资源共享；建立城市综合管线数据处理与维护的统一平台、管线数据管理和服务平台；为城市管线的规划设计、市政工程项目审批、施工及运行管理、城市地上/地下空间统一开发利用提供完整的综合管线基础数据，为城市发展预测及政府各部门决策提供可靠的依据。

2）建设内容

建设内容主要包括：数据标准及规章制度建设、数据库建设、系统软件建设三个部分。 吴江区管线信息系统及共享服务平台数据库的建设目标是建立统一、标准化、空间信息与属性信息一体化的全区基础地理数据库。该数据库既能与各种数据采集手段有很好的接口，方便地将各类采集到的数据经过格式转换、整理入库等过程顺利入库，实现数据的及时动态更新；同时又能提供数据共享服务，通过将基础地理数据库成标准化的数据服务（如WMS 服务、瓦片服务等），为全区各部门的专业应用系统提供方便的数据共享服务。

系统软件建设具体有：

① 管线数据监理入库系统。该系统提供给管线生产或提供单位，重点检查提交的管线中间成果是否符合规范，并给出监理结果提示，确保数据入库工作的顺利进行。对于符合规范的数据可以直接转换入库。

② 综合管线查询分析系统。综合管线查询分析系统主要实现规划管理部门对综合管线数据的各种查询、统计、分析等功能。例如：

空间查询：空间查询功能主要是在地图窗口提供的GIS 分析功能，包括缓冲区分析、空间关系分析等功能。缓冲区分析是指对图上选中的点要素、线要素、面要素按照设置的距离值生成缓冲区，并进行分析。空间关系分析是指按照图形要素间的空间关系，分析相关的空间对象。分析方式包括相交、包含、穿越等。

管线空间分析：横剖面分析

通过鼠标拖动形成剖面线，根据剖面线所截到的管线、道路线等要素，按照空间关系绘制出管线横剖面图。在横剖面图上可以直观了解各管线在横断面上的分布位置，从而分析在同一断面内各管线在垂直位置上的相互关系以及与道路中心线、道路边线的关系。

③ 数据与应用维护系统。实现综合管线数据管理系统人员、权限、地图、地物的维护与配置，以及系统有关参数的配置、系统日志管理等功能。

④ 综合管线共享管理系统。实现将各类管线数据为符合OGC 标准的数据服务，支持其他部门管线系统的调用与叠加，在基本图形操作功能的基础上，实现管线横剖、纵剖分析等功能，该系统应侧重于综合管线数据的管理与共享。应包括：综合管线数据共享服务子系统、综合管线共享查询子系统、维护配置子系统三部分构成。

该系统集多部门、多种类的综合管线数据共享管理、海量基础数据共享管理、后台运维支撑以及查询分析应用等功能于一身，需全面考虑效率、高并发、稳定、安全、开发等因素，以便为全区各部门、相关管线权属单位提供高效、安全、可靠的综合管线数据共享应用服务。

3）系统整体框架

根据应用软件系统，结合综合地下管线数据的采集、整理建库、数据共享等应用来整体设计吴江管线信息系统的框架。

4）开发实现路线

采用ArcSDE +Oracle的数据管理方式，数据库平台为Oracle，GIS 平台主要采用ArcGIS。保证与已经建成的吴江区规划管理系统、基础地理信息系统的无缝连接。

为了方便日常的规划管理工作，符合规划局业务办公人员的操作系统，要求综合管线查询分析子系统采用AutoCAD平台开发，并与现有的规划管理系统CAD图形管理系统兼容，并能无缝集成，能在规划管理系统CAD图形管理系统中实现综合管线查询、分析系统的功能，能叠加应用其它规划成果资料，以方便业务办公人员的使用。

5）软件环境

① 数据库平台

本项目采用Oracle作为整个应用系统的数据库平台。

② 地理信息系统平台

地理信息系统是吴江区管线信息系统及共享服务平台的应用主体，本项目选用的地理信息系统（GIS）平台为ArcGIS 10 ，ArcGIS是Esri公司集40余年地理信息系统（GIS）咨询和研发经验的一套完整的GIS平台产品，具有强大的地图制作、空间数据管理、空间分析、空间信息整合、与共享的能力。ArcGIS 10能够全方位服务于不同用户群体的GIS平台，组织机构、GIS专业人士、开发者、行业用户甚至大众都能使用ArcGIS打造属于自己的应用解决方案。ArcGIS 10的性能进一步提升，架构进一步优化，功能上进一步增强，为不同的用户群体提供了更丰富的内容，更强健的基础设施，更灵活多样的扩展能力，和更多即拿即用的应用。

在吴江区管线信息系统及共享服务平台的GIS 平台选用上，主要采用ArcGIS 10 来进行数据的入库、更新和分析管理；空间数据的存储主要采用ArcSDE 10。

③ 网上平台

WebGIS技术是GIS技术和Intenet技术结合的产物。目前国内外的主要GIS厂商基本都有自己的WebGIS产品，如ESRI公司的ArcGIS Server、MapInfo公司的MapXtreme、AutoDesk公司的MapGuide、以及SuperMap IS、GeoSurf等。考虑到产品的稳定可靠性和良好的性能价格比，所以本期项目的系统选用ESRI公司的ArcGIS Server作为WebGIS平台。

采用ArcGIS 系列软件作为吴江区管线信息系统及共享服务平台，它完全满足支撑GIS软件的需求，即：

①项目所采用的支撑GIS软件要求拥有完整的GIS产品线，各产品采用统一技术开发，各产品间的数据应用无需额外处理可直接互相访问。

②本项目所采用的支撑GIS软件应采用先进的面向服务体系结构，能够实现在不同的软硬件环境下高性能运行（如在Windows、Linux、Unix等操作系统上均可实现跨平台高性能运行），并能够提供64位计算版本，支持主流的云计算平台。

③同时采用ArcGIS 平台系列软件，将能与现有系统具有良好的接口和兼容性。

④系统开发平台

选用MicroSoft C#.net 2010作为系统的主要开发平台。它具有丰富的工具、友好的图形用户界面、简单的数据库存取方式。

3 地下管线信息化建设的展望

1）统一管线数据标准，完善管线更新机制。城市地下管线普查只是对既有管线进行的普查，如果不及时更新信息，新普查的成果又会成为历史资料。由于管线数据标准和不同单位同类管线数据结构存在一定程度上的差异，各类管线竣工数据采集各自为阵，还需要统一管线数据更新标准和数据格式，指定数据更新维护部门和人员，以保证综合管线数据能正确有效及时地进行更新。

2）地下管线的三维展示和空间分析。隐蔽性强、错综复杂是城市地下管线的主要特点，而且具有明显的空间特征，用三维来显示管线能够更加直观的展示出其分布特性，结合GIS技术、数据库技术和三维技术，直观显示地下管线的空间层次和位置，以仿真方式形象展现地下管线的埋深、材质、形状、走向以及井的结构和周边环境。与以往的管线平面图相比，极大地方便了排管、井占用情况、位置等信息的查找，将会为今后地下管线资源的统筹利用和科学布局、管线占用审批等工作提供更准确、直观、高效的参考。

3）实现地下管线多元化的应用。地下管线信息化管理后成果的应用除了实现政府内部、政府和相关专业运营、维护单位的在行业领域内的有效利用外。还应充分利用在灾害防治、抢险救灾等安全预防和应对领域。同时，在保证数据安全保密要求的前提条件下，通过网络的方式最大限度的满足百姓对关系民生的公用事业管线信息的了解。

4 结论

随着吴江城市建设的不断发展，对城市地下管线建设、运行、管理的要求也在不断提高，吴江管线信息系统及共享服务平台的建立将促进政府部门、企业及社会团体的基础数据资源、综合管线数据资源的共享与协同服务，实现自然、社会、经济、人文、环境等多种基础信息的集成，推动经济社会信息化发展。同时，提升政府公共服务能力，为政府各部门提供信息完善、更新及时和优质高效的在线式地理信息服务，开创公共基础地理数据共享、服务和应用新模式。