基于GIS 的城市地下管線信息管理系統(tǒng)研究與實現(xiàn)

孫 凱，王 青

（濰坊市市政公用事業(yè)服務(wù)中心，山東 濰坊 261061）

0 引言

地下管線是整個城市發(fā)展的重要組成部分，這與每一位城市居民生活有著直接關(guān)系。其中管線對居民之間的通信傳遞、天然氣運輸、自來水輸送等有著重要的作用，是每一座城市的發(fā)展必備的基礎(chǔ)設(shè)施。在最近幾年，很多城市設(shè)計者都已經(jīng)關(guān)注到城市地下管線設(shè)計的重要性，無論是從哪個方面去考慮，都需要良好的前期規(guī)劃和設(shè)計。但在我們的市政工程地下管線設(shè)計工程中有著很多不良因素，比如：地理位置、管線走向等很多因素的影響，導(dǎo)致我們工程的設(shè)計、規(guī)劃質(zhì)量得不到最佳的保證，這也是為什么我們需要加強相應(yīng)的三維GIS 平臺系統(tǒng)搭建的原由。尤其是在市政工程地下管線的設(shè)計的時候，我們需要加以謹慎的規(guī)劃。同時現(xiàn)在三維GIS 技術(shù)的發(fā)展，為地下管線的研究提供了更加精準的分析，同時用于每一座城市的管線位置探索提供更有利的保證，為管線的設(shè)計、優(yōu)化提供更好的方向。下面就市政工程地下管線設(shè)計、規(guī)劃開進行一些分析以及探討，僅供參考。

1 城市地下管線信息管理系統(tǒng)研究的意義

地下管線設(shè)計是整個城市地下管線布局的開始。在任何地下管線的設(shè)計、規(guī)劃之前，都需要做大量的準備工作，其目的就是為了減少設(shè)計、規(guī)劃過程中遇到的不必要的麻煩，其次還可以提升設(shè)計、規(guī)劃的進度，保證設(shè)計、規(guī)劃的順利進行，在地下管線設(shè)計、規(guī)劃時，主要的準備工作有：路線設(shè)計，了解地下管線設(shè)計、規(guī)劃的具體路徑。根據(jù)地下管線需要的走向進行，勘察實際地形，是否含有其他的一些地下管線或者是線路，避免在設(shè)計、規(guī)劃過程中出現(xiàn)不必要的麻煩，有利于減少影響設(shè)計、規(guī)劃進度的因素。如果遇到不可避免的障礙物，我們需要及時的向上級領(lǐng)導(dǎo)匯報其具體原因以及障礙性質(zhì)，才能夠及時作出相對應(yīng)的決策。同時地下管線在設(shè)計、規(guī)劃過程中需要滿足減少生產(chǎn)成本的原則，這樣才能夠根據(jù)不同實際情況，進行分批次設(shè)計、規(guī)劃。

我們可以利用三維GIS 系統(tǒng)平臺進行地下數(shù)據(jù)的收集，再進行分析和設(shè)計、規(guī)劃圖紙的標注信息。在設(shè)計、規(guī)劃的過程之中，需要經(jīng)常查看設(shè)計圖紙，那么會有很多的設(shè)計、規(guī)劃信息標注，比如：控制點的坐標、路線圖的定位、中心地下管線等標注信息，需要進行仔細的勘察以及實際設(shè)計、規(guī)劃過程的精準測量，盡可能的將設(shè)計、規(guī)劃作業(yè)的誤差降低至0.2%以內(nèi)。無論是在多么了解地理位置以及設(shè)計、規(guī)劃現(xiàn)場的情況之下，我們都必須要滿足“手握圖紙”，以確保其安全性，這樣才能夠做到設(shè)計、規(guī)劃整個過程的順利進行，同時也才能夠保證遇到突發(fā)情況能夠及時排險處理，因此從以上的分析中我們可以看出，利用三維GIS 系統(tǒng)進行城市的地下管線設(shè)計，具有重要的意義。

2 GIS 以及地下管線系統(tǒng)概述

2.1 相關(guān)理論及技術(shù)基礎(chǔ)

GIS 系統(tǒng)主要是以計算機為理論基礎(chǔ)，將一些搜集到的數(shù)據(jù)進行集中式的分析和處理，再對這些數(shù)據(jù)進行描述，即對地貌的三維圖形進行展示。地理中系統(tǒng)性的繪圖技術(shù)是一門需要我們?nèi)フ莆盏乩怼⒌孛?、測量、繪圖等多樣學(xué)識集中在一起的專業(yè)性知識，這對整個系統(tǒng)中的軟件或者是硬件要求都是十分的高，對技術(shù)性的人才要求也相對比較高。

GIS 的系統(tǒng)主要是有地理中的位置坐標，空間坐標，其中還會應(yīng)用到經(jīng)緯度，然后對整個數(shù)據(jù)進行合理、科學(xué)的解析，最后是利用直觀的圖形、地貌的形式展示出來，便于大家觀測和分析，這樣還能夠幫助更多的分析、設(shè)計人員進行更好的設(shè)計作業(yè)，從而提升分析效率。

2.2 地下管線系統(tǒng)

地下管線系統(tǒng)其實在理論操作上和GIS 的理論基礎(chǔ)是一樣的，它們都是通過對整個城市的數(shù)據(jù)進行分析、采集相關(guān)的地下數(shù)據(jù)和地理位置坐標，這也是對相關(guān)的位置關(guān)系進行分析和三維空間數(shù)據(jù)進行綜合，也就形成了獨有的圖形狀態(tài)，以此滿足更多的研究和設(shè)計需求。目前地下管線系統(tǒng)主要是政府機構(gòu)在進行相關(guān)的規(guī)劃操作，這也是為了城市的整體發(fā)展，為將來更好的管線鋪設(shè)打下基礎(chǔ)。

3 GIS 地下管線系統(tǒng)設(shè)計

3.1 三維GIS 構(gòu)架

對三維GIS 的構(gòu)架應(yīng)充分考慮到后期GIS 維護和更新的要求，使其具有擴展性，通常對三維GIS 的構(gòu)架主要從以下三個方面進行：

（1）最終界面：用戶通過瀏覽器所看到的最終頁面。最終頁面是對業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進行分析總結(jié)，并且和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)相輔相成，通過業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的接口處獲取相關(guān)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，又將用戶所錄入的數(shù)據(jù)通過業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進行分析處理，最終達到用戶使用的最終界面。

（2）業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)：業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)是連接最終界面和數(shù)據(jù)訪問的中介。他通過對用戶數(shù)據(jù)的分析處理達到最終界面，又對數(shù)據(jù)訪問進行二次封裝，使數(shù)據(jù)獨立于最終界面和數(shù)據(jù)存貯，不受相關(guān)構(gòu)架的干擾，提高了業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的精準度和可靠性，又反作用于最終界面，使最終界面的分析結(jié)果更為有效準確。

（3）數(shù)據(jù)訪問：對數(shù)據(jù)的訪問主要采用存儲管理者模型進行GIS 構(gòu)架。在這一構(gòu)架中，系統(tǒng)將每一個數(shù)據(jù)訪問對象都看作是管理者。數(shù)據(jù)訪問對象可以在GIS 系統(tǒng)中對數(shù)據(jù)進行增減、修改，以及對數(shù)據(jù)庫進行更新完善。同時在后期還能夠更加快速的幫助地下管線設(shè)計人員的更好地對數(shù)據(jù)的查找，有利于在進行管線搭建的時候，提供有利的參考依據(jù)。

3.2 功能模塊的設(shè)計

3.2.1 圖形編輯功能

我們所熟悉的GIS 系統(tǒng)并不只是對數(shù)據(jù)的采集和分析，在更多的時候還會進行圖形的分析處理，這也是管理人員通過圖形就能夠準確的去分析城市地下管線的主要分布區(qū)域，通過在其圖形上進行一些坐標的移動和刪除就能滿足對其管線的重新規(guī)劃和初步理論設(shè)計。在圖形上進行查看還能夠進行一定的縮放，這樣有利于對整個圖形的編輯，達到不同視覺下地下管線編輯設(shè)計的準確性。

3.2.2 數(shù)據(jù)信息查詢功能

GIS 系統(tǒng)在進行數(shù)據(jù)搜集之后，系統(tǒng)內(nèi)會存在很多的，地理信息，對于這些未處理成圖形的數(shù)據(jù)，他都是依稀模塊形式展現(xiàn)在我們的視覺之中。那么設(shè)計人員對其需要的數(shù)據(jù)就能夠做到數(shù)據(jù)信息的查詢，并且還能夠?qū)?shù)據(jù)進行重新的編輯定義，然后集中起來進行數(shù)據(jù)的存儲、更新、最終就是為了實現(xiàn)更多的地下管線系統(tǒng)的搭建。

3.2.3 地下管線的具體情況分析

城市中的地下管線并不是一蹴而就的，在整個設(shè)計過程中會遇到很多的困難，并且在整個數(shù)據(jù)、信息搜集過程中，都會遇到各式各樣的問題點。盡管在前期沒有遇到任何的問題，但是在后期還是會遇到一些相關(guān)的問題點，那么對這些問題點進行分析，就需要運用到GIS系統(tǒng)的技術(shù)。同時GIS 系統(tǒng)還能夠快速的發(fā)現(xiàn)一些地下管線設(shè)計中的問題點，這樣有利于及時作出改正。對地下管線的坐標進行分析，這樣有利于三維圖形的展示，通過GIS 系統(tǒng)技術(shù)人員能夠快速的將其問題點找到，并且作出快速的分析。

3.2.4 數(shù)據(jù)整合

GIS 系統(tǒng)還能夠?qū)Φ叵鹿芫€進行合理、科學(xué)的數(shù)據(jù)處理，其中最為重要的就是對整個地下管線數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和整合，這是輸出數(shù)據(jù)的重要步驟，也是最為關(guān)鍵的一點，能夠很好的幫助設(shè)計人員進行分析。

3.2.5 數(shù)據(jù)審核

在對GIS 系統(tǒng)進行分析的時候，需要將其中的數(shù)據(jù)進行查核，對每一個參數(shù)進行合理的規(guī)定，將其參數(shù)值定在某一個值范圍之內(nèi)，這樣才能夠更好的幫助其進行數(shù)據(jù)整合，其中包括管號的編輯，如果出現(xiàn)數(shù)據(jù)過大或者過小的時候就會出現(xiàn)一些提示，這樣有利于數(shù)據(jù)在錄入過程中的準確性，降低認為出錯的可能性。

4 結(jié)束語

GIS 系統(tǒng)是整個城市地下管線重要的分析工具，在政府或者是企業(yè)中都應(yīng)用的十分廣泛，其中最主要的目的就是為了增強地下管線的設(shè)計和規(guī)劃，為城市更好的發(fā)展，提供更加可靠的數(shù)據(jù)分析。文中對其GIS 系統(tǒng)的重要性進行了闡述，同時也對相關(guān)的模塊設(shè)計進行分析，希望本文的觀點能夠?qū)ο嚓P(guān)的設(shè)計人員有一定的幫助。