城市地下管线管理信息系统

城市地下管线管理信息系统蒋云良摘要：基于GENAMAP的开发实现了一个城市地下管线管理信息系统的计算机化。讨论了系统的结构、功能和特点。关键词：城市地下管线；地理信息系统；管理中图分类号：TN913.331文献标识码：B文章编号：1001-9081(2000)02-0065-02城市地下管线主要由上水、下水、煤气、电力、电信、工业等大类组成。管线系统的图纸、数据量浩如烟海。实现大城市的地下管线综合管理，必须掌握大量准确、完整、现实的信息，并进行快速查询和综合分析，以便为城市规划、建设与管理提供科学的依据，以辅助决策。浙江大学人工智能研究所与杭州市城建档案馆联合开发了作为杭州市重大科技攻关项目的杭州市地下管线管理信息系统（HZUPMIS）。1系统总体分析HZUPMIS的主要目的是能够代替人工对地下管线资料的管理，更好地对资料进行查询、分析。因此，利用GIS技术准确有效地存储、检索、修改、分析城市地形图和地下管线等有关资料，及时提供所需管线图及各种数据。3首先，搜集城市各地区各工程的管线资料，全面掌握城市管线的最新资料，保证资料的准确性，为管线管理部门准确地提供所需的各种类型的数据。1.1用户功能要求a) 管线数据应以图形和报表等方式存在。能直接接受各种类型的管线数据，能自动处理、分类和入库；并维护数据安全；b) 能提供多种查询方式；c) 能按照管线数据的各种特性，对其进行统计与分析；d) 能绘制、显示地形图和管线图。1.2系统性能要求系统操作方便、实用；满足需要；安全性好，易于维护。2系统功能模块设计(见图1)图1功能模块图2.1数据处理模块该模块的主要功能是对管线数据及地形图进行输入、分类和入库；另一个主要功能是对管线数据及地形图的动态更新，系统提供多种工具完成对图形、属性等数据的更新，保证数据的准确性和现势性；另外，还对图幅及其索引图进行管理。2.2查询检索模块系统提供数图、图数及Buffer等多种方式对管线、附属物等进行综合查询。查询不限定一种管线，可以同时对各种管线进行查询。具体包括: 对地形属性查询；坐标位置查询；管线测量点查询；管线管段查询；图例（地形图与管线）查询；利用SQL进行属性查询；利用SQL进行图形查询等。2.3统计分析模块对各种条件的管线进行统计；对管线进行Buffer分析；对管线和地形图进行Overlay分析；计算路程；最佳路径分析等。另一个主要功能是管线剖面图的生成及三维显示等。2.4显示输出模块除了完成各类报表的输出，还对管线和地形图进行各种各样的显示与输出。2.5维护工具模块对系统所用的参数进行设置；提供安全机制以免数据的非法使用及流失；提供各种工具保障系统安全、高效的运行；支持多种外部存储设备的备份和恢复；完成和微机间的数据交换等。2.6在线帮助模块指在系统运行中提供在线的使用帮助信息。3系统组成系统由两台SUN MICROSTATION LX 组成的网络，由PC机与数字化仪组成的数字化工作站，以及打印机、绘图仪等外部设备组成。系统软件操作系统为SOLARIS 1.0 (SUN) 和SCO UNIX 4.2 (PC);中文软件为北京华胜公司的CLEEX; GIS系统软件为澳大利亚GENASYS公司的GENAMAP V5.2; 属性数据库为美国ORACLE公司的ORACLE V6.0。4系统数据库设计系统数据库由三部分组成：全景数据库、底图数据库和管线数据库。8,9全景数据库为一幅全杭州市的地形示意图。底图数据库为由1:500的地形图图幅所组成。为了便于管理，将这些图幅组合成一幅GENAMAP的地形索引图。为了便于查询分析，对所有地形图上的地理要素均进行了编码。管线数据库由上水、下水、煤气、电力、电信、工业等管线索引图组成。管线的空间数据与拓扑数据均存于GENAMAP内，而其属性数据主要存于关系数据库ORACLE内。拓扑数据均存于GENAMAP内，而其属性数据主要存于关系数据库ORACLE内。地形图与管线要素的编码参照了1:500 1:1000 1:2000地形图图式（GB7929-87）等有关国标和行标。具体编码方法为：地理要素共分为九大类，其结构如下：其中大类码用一位十进制数字表示，分别为：控制点、居民地、工农业设施、交通、电力管线、水系、境界、植被和地貌；小类码用五位数字表示；标识码用六位数字表示。5总论在GENAMAP V5.2的基础上，我们开发了HZUPMIS。该系统可在工作站、微机或网络上运行。HZUPMIS的主要特点是：.数据资源多源化。HZUPMIS可以接受GENAMAP的数据格式和其他数据格式。如地下管线的测量数据；.结构模块化设计，易于升级与优化具有三维显示功能，能对地下管线进行剖面三维显示。有友好的界面，使用者无需专门计算机知识，经短期培训即可熟练操作。当然，HZUPMIS还存在不足之处：.由于系统的设计目标是为杭州市地下管线普查服务，着重于对普遍、共性的普查数据进行管理和维护，较少 考虑专业管线的特殊要求，因此如要用于专业管线的行业管理还需在现有基础上叠加相应的信息和功能；.由于支持软件GENAMAP汉字环境CLEEX本身的功能限制，系统与ORACLE间通讯需经SHELL传递，在一定程度上对反应速度有所影响，这依赖于硬件和支持软件的升级来改进。GIS技术在我国还处于发展阶段。HZUPMIS的研制只是GIS技术在城市管理中应用的一例，但是它作为代替人工进行城市地下管线管理的一种真正有效、可行的方法手段是不容置疑的。作者简介：蒋云良男,讲师,硕士。研究领域：AI、GIS、CAD等。作者单位：蒋云良（湖州师范学院计算机系浙江.湖州）参考文献1李德仁,等.地理信息系统导论M. 测绘出版社, 19942张家庆,张军.九十年代GIS软件系统设计的思考J. 测绘学报, 1994,(2):110-115.3王韩波.城市综合管网管理信息系统的建立C.中国GIS协会首届年会论文集, 1995.64-66.4Pascoe, R.T, Penny, J.P. Constructing Interfaces between (and within) Geographical Information SystemsJ. IJGIS, 1995,(3):275-291.5Raper, J.F, Maguire, D.J. Design Models and Functionality in GISJ. Computer & Geosciences, 1992,(4):387-394.6Williams, G.J. Templates for Spatial Reasoning in Responsive Geographical Information SystemJ. IJGIS, 1995,(2):117-131.7Zhan, F.B, Buttenfield, B.P. Object-Oriented Knowledge-Based Symbol Selection for Visualizing Statistical InformationJ. IJGIS, 1995,(3):293-315.8Nagy, G, Wagle, S. Geographic Data ProcessingJ. Computing S