基于GIS的邯郸市煤气管网信息系统设计的思考x

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摘要：针对在煤气管网管理中存在的问题，分析了建立煤气管网信息系统的需求，设计了系统的结构功能，探讨了系统实现中的关键技术。

关键词：GIS；煤气管网；信息系统

中图分类号：U283.4 文献标识码：A

邯郸市煤气管网管理还处于传统的工作模式，管网及其周围的地形等信息分片单独存储，不便于信息快速查询、网络分析和应急决策。邯郸市煤气管网信息系统利用GIS的强大的空间分析和管理功能实现对煤气管网管理的科学化、智能化管理。GIS是当前应用最广泛的处理空间信息的成熟技术。在GIS技术的强力支持下，煤气管网信息的设计、查询、分析和应急处理都会变得简单便捷，极大的提高企业的工作效率和经济效益。

1 系统需求分析

1.1 功能需求分析

在功能上系统应该包括煤气管网日常工作的所有相关功能，包括煤气管网信息的更新、处理、查询、分析、管理等，其中最关键的是实现管网信息的快速查询和网络分析功能。

1.2 性能需求分析

系统设计的数据库（包括空间数据库和非空间数据库）必须满足数据存储和更新要求。系统应保证在工作时间稳定持续安全运行，保证数据的安全，保证数据访问快捷。

1.3 数据需求分析

系统能够实现对常用数据格式的读写及转换，提供各种数据的接口，防止常用数据因系统的建设而增加大的工作量或造成数据质量降低。数据生产、处理、分析、更新的标准应符合国家和行业标准。

2 系统结构

2.1 系统逻辑结构

系统采用面向对象技术设计实现，采用C/S与B/S相结合的方式进行设计。C/S结构主要用于实现数据的输入、修改、编辑更新、查询、处理、空间分析、统计等功能。B/S结构主要用于数据显示、查询和简单的修改分析。这种体系结构的优点是根据不同的用户需求进行系统选择，提高资源利用率和系统安全性、减少投入成本。逻辑结构分为表现层、逻辑层（中间层）和数据层。系统逻辑结构图如图1。

2.2 系统功能结构

系统的功能和业务可以分为数据入库子系统、地图管理子系统、管网设施管理子系统、管网分析子系统、紧急事故处理子系统、系统管理子系统、客户管理子系统和WEBGIS子系统等。C/S主要针对要直接修改数据的高级用户，而B/S结构针对显示和查询的普通用户。这样可以大大的降低软件成本，提高系统的安全性。系统功能结构图如图2。

2.3 系统数据库结构

系统数据库采用关系数据库进行数据的统一管理，包括基础地理信息数据库、管网信息数据库、系统数据库、客户信息数据库。

2.4 系统网络结构

支撑管网软件系统的网络硬件环境是用于存储和传输地形图和煤气管网的各种数据，因此数据及其庞大。为了能有效地管理和共享这些海量数据，硬件网络必须采用高性能的网络交换设备和服务器，并良好的可扩展性。

3系统功能模块

3.1 数据入库子系统

数据入库子系统包括数据检查、入库和更新三部分。主要是对外业数据进行查错，将达到入库条件的数据追加至数据库中，以保证数据的现势性。

3.2 地图管理子系统

地图管理子系统主要实现数据的显示管理、地图的制作打印和WEBGIS地图的初始配置，是煤气信息系统的最重要组成部分之一。包括分层管理、视图操作、鹰眼导航、测量与动态标注、容差控制、专题图制作、符号库管理与定制、地图输出、地图定位、数据格式转换、CAD图管理、WebGIS地图配置。

3.3 管网设施管理子系统

管网设施管理子系统主要完成管网中设施的建档、查询、统计、检修登记等功能。

3.4 管网分析子系统

管网分析子系统是管网应用中最重要的功能之一，是紧急事故处理的基础，为领导决策提供可靠的科学资料，极大地提高工作效率和分析计算结果的准确性。包括横纵断面分析、交叉分析、爆管分析、管线三维分析、碰撞分析、净距分析、连通分析、路径分析、供气区域分析。

3.5 紧急事故处理子系统

紧急事故处理子系统是当管网中发生紧急事故时，进行分析处理的应急系统。该子系统的基础是管网分析子系统，是多个分析功能的联合。包括事故定位、关阀分析、漏点分析、历史漏点查询、事故历史查询。

3.6 系统管理子系统

系统管理子系统主要是完成用户的增删和用户权限的修改，保证系统安全、正确的运行。包括安全管理、权限管理、数据备份与恢复、日志管理。

3.7 客户管理子系统

客户管理子系统实现对客户信息的管理，可以与抄表收费等系统接口，方便直观的在图上显示客户的分布情况，做客户查询与统计等操作。并根据用户的用气情况进行分析，了解用户的用气趋势，为企业的下一步购气计划提供参考。

3.8 WEBGIS子系统

WebGIS技术是GIS技术发展的一个潮流，通过Internet技术与GIS技术的结合使得海量图形数据能在因特网上流畅地显示、浏览地图数据。本子系统的用户主要是企业非编辑用户、社会公众和其他政府或企业部门，系统的功能包括：视图操作、图层管理、定位、查询、距离量算、帮助。

4 关键技术

4.1 三维可视化技术

采用三维可视化技术可以直观的了解管网的空间分布情况，是管网信息系统的一个发展方向。三维可视化技术对于地形与管网的综合分析、管线交叉分析、爆管分析等都非常重要。因此三维可视化技术使用情况对项目的顺利完成有重要作用。

4.2 网络分析

空间分析是GIS的最重要的功能之一，在煤气管网中则体现为网络分析。网络分析很多，涉及的方面也很多，网络分析的实现情况将直接决定了煤气管网信息系统的功能情况。

4.3 动态分段技术

线性参考是动态分段技术的基础。线性参考就是以线要素为参考，用相对距离来定位。利用线性参考及其相应的算法，通过在线要素上计算属性数据的空间位置，解决传统GIS在处理线性特征中所遇到的问题。采用动态分段技术不需要重复数值化就可进行多个属性的显示、分析和绘图，减少数据冗余；属性数据独立于线要素的位置描述，利于数据的更新和维护；可以实现多属性的综合查询与分析等。

总结

煤气管网信息系统同时管理海量地形、管线以及相关信息，将不可直接观察的地下煤气管网移植到计算机中，实现可视化的管理方式，利用GIS强大的空间分析功能实现煤气管网的各种分析，为煤气应急事故处理快速提供准确决策支持，最大程度减少社会和企业损失。

参考文献

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