供水管网可视化信息系统的设计与开发

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摘要：主要讨论了在城市建设中有着重要地位的供水管网信息的管理。采用GIS技术设计开发的可视化信息系统是当今的主要技术手段，能为爆管抢险处理、管线维护等提供高效率的软件工具。是数字城市规划与建设中的重要内容。

关键词：管网；供水；信息系统；可视化

0　引言

随着城市建设规模的不断扩大，作为市政建设最重要的供水管道，其分布变得愈来愈复杂，形成了愈来愈密集的网状结构。供水管网是城市赖以生存和发展的重要基础设施，它的安全运行是现代化城市高效率、高质量运转的保证。只有尽快全面系统地掌握供水地下管线的现状资料，才能为开发利用地下空间，如地下工程的规划、设计、施工及运行管理等提供完整的基础数据。但由于种种原因，目前城市供水地下管线的管理存在较多问题。首先，由于地下管线现状资料的缺失和偏差而造成的盲目施工，经常破坏地下管线，导致爆管、停水等灾害事故。其次，由于事先缺乏地下管线现状资料，有些道路及管线工程无法按计划进行施工，不得不在现场修改设计方案，造成管线数据难以动态更新。此外，在传统的管线资料管理模式下，图文表格不统一。分类统计、检索速度慢，不利于综合分析，存在较多弊端。

归纳起来，管理工作中主要须解决以下问题：

(1)如果出现爆管，应将何处的阀门关闭，会影响到哪些用户；

(2)新建楼盘或居民区要安装水管。从哪里接管道距离最短；

(3)某处工地施工，会影响到哪些地下水管。

如果沿用以前的资料管理方式解决这些问题，则费时又费力，其复杂程度和工作量是难以想象的。

要实现城市管理的科学化、现代化，就必须实现管线资料的数字化管理。采用GIS等高新技术来高效管理地下水管线，满足管理部门和施工单位的需要已成为当务之急。

基于以上目的，我们采用目前国际先进的数据可视化、地图信息化的GIS技术开发了功能强大、方便实用的城市水网可视化信息系统。

系统利用先进的GIS技术，将错综复杂的地下水管线在计算机屏幕上直观地显示出来，哪里有水管。哪里安装水管会影响到其它管线，在计算机屏幕上均一目了然。借助于GIS强劲的空间分析能力，关闭某一阀门会影响到哪些用户、需要检修的阀门存在于哪一位置，这些分析会变得方便快捷。

1　系统设计方案

根据供水管网信息管理的实际情况，系统采用B／S模式和C／S模式相结合的技术开发方案。在数据管理、专业应用中采用C／S结构模式。其他办公部门以及用户则采用B／S结构(即浏览器方式)，两种结构共享同―数据库中的数据。B／S结构是基于Interent／Intranet应用技术，通过Web Server调用应用程序，实现信息的录入、修改、查询、统计等操作。

我们采用GIS技术将数据的属性特征、空间地理信息和数据库结合在一起，实现数据信息的可视化m。系统以城市布局为背景，以井位、管线实体为前提，在大型数据库支撑下，以B／S和C／S模式相结合方式运行，为业务部门和高层主管领导提供有效的辅助决策支持。

系统的网络结构见图1所示。

2　系统功能设计

(1)强大的查询功能

系统以直观、灵活、方便的查询方式，如快速查询、组合查询、关联查询、空间查询等来为城市建设各部门提供数据检索服务，并把查询和检索的结果以图形和文本方式显示。用户可对某一目标进行查询，比如选取某―管道，系统会显示其长度、管径、材质、起止号、检修日期等。用户也可以根据数据的地理坐标或空间位置，将数据库的数据与其在地图上的图形元素相对应，通过图形对数据库进行操作，或者通过数据来查找、定位相应的地理位置或图示区域。系统的查询操作界面如图2所示。

(2)完善的分析统计功能

系统设置分析统计功能，可以对关闭某地阀门会影响到哪些用户等问题进行分析，对各专业部门的信息进行分析与统计，统计的结果可以按表格、专题图(综合管线纵横剖面图、三维管线、三维地貌、等高线圈等)等形式直观地输出显示。　统计方式有快速统计、组合统计、关联统计、空间统计等；分析方式有垂距分析、爆管影响区域分析、交叉口连通分析、塞管分析、检修分析、缓冲区分析、预警分析、流量分析计算等。

(3)事故处理

发生爆管事件时自动搜索须关闭的阀门并且提供最佳事故处理方案(图3)。

(4)管线运行管理

管线平差分析、航测数据分析、爆管预警节点压力分析、资源管理。

(5)管线规划设计

根据设计平面图生成轴测图竣工图、材料统计。

(6)数据维护

海量图库管理、航测影像数据浏览、管线及设备维护、图形裁剪。

3　结束语

采用GIS技术进行供水管网的管理，对供水企业强化管理、推动技术进步等有着明显的促进作用。因此，Gls技术在供水管网信息管理系统中有着广阔的发展前景。