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1、第三届 MAPGIS 中国用户大会论文集 1城市地下管线综合信息管理系统浅述 方承佳 城市地下管线是城市建设管理的重要信息也是城市赖以生存和发展的物质基础， 亦称为城市的“生命线” ，它是城市管理基础设施建设中最重要的环节。 2 1 世纪将是信息化的时代，科技领域的竞争已成为各国综合国力竞争的一个 焦点。现代科技革命的核心是信息技术的进步。作为信息化产业重要支柱之一的地理 信息系统（G I S ）产业，已成为国家科技部战略发展的主流方向。 地理信息系统（G I S ）是一种特定而又十分重要的空间信息系统，它是以采集、 存储、管理、分析和描述整个或部分地球表面与空间和地理有关的数据的空间信息系
2、统。它是集计算机科学、地理学、测绘遥感学、环境科学、城市科学、空间科学、信 息科学和管理科学为一体的新兴边缘科学。 G I S 把这些技术与学科有机地融合在一起， 并与不同数据源的空间和非空间数据相结合， 通过空间操作和模型分析， 提供对规划、 管理和决策有用的信息产品。 广东省佛山市是一个历史优久的中等城市。占地面积 7 8平方公里，改革开放 2 0 年来，它就象雨后春笋一样蓬勃发展，高楼大厦拔地而起，居民生活日益提高。然而， 城市负载越来越重，城市发展对地下管线的依赖也越来越强，地下管线的人工管理已 跟不上形势的需要。佛山市供水总公司领导认识到利用 G I S 和计算机技术对供水管网 进行
3、管理的重要性。而供水管网及附属设施等一些基础资料、属性数据是一项最基本 的管理环节，也是最繁杂的数据管理。佛山市 1 ：5 0 0 地形图就有 1 6 7 8 幅，其它比例 尺也有一百多幅，管线总长 3 0 0 0 多公里，再加上管道上的各种附属设施，以及测流、 测压数据等，数据量非常庞大。如果全凭人工上图、改图、人工记录和统计是难以掌 握其管网现状的，尤其是一旦发生管道故障或爆裂时，全凭有多年经验的老工人或现 查资料来确定阀门所在位置和需关闭那些阀门的话，这无疑会延误时间和浪费大量的 水资源，必将影响企事业生产和居民的生活用水。要改变佛山水司这种人工管理；人 工查询资料和资料更新慢的落后面貌
4、，就必须尽快建立起“佛山市供水管网综合信息 管理系统” ，势在必行刻不容缓。1 9 9 7 至 1 9 9 8 年，佛山水司经过多方面考察和调研。 与武汉中地信息工程有限公司签署了建立 “佛山市供水管网综合信息管理系统” 合约。 “佛山市供水管网综合信息管理系统” （以下简称 G I S P i p e系统）于 1 9 9 9年 1 0 月正式提交，通过试用基本上满足了用户的需要，已正式验收。得到专家的一致好 评。 目前国内有不少机构和单位引进了国外的软件，如 R A C / I N F O 、M A P I N F O 等，大部 分使用效果不佳。存在维护系统不方便，要求使用人员计算机专业水平
5、素质高和软件 价格高等问题。而中地公司在上述问题方面则具有很多的优势和与众不同的特点。 G I S P i p e 系统是在国产品牌软件 M A P G I S 的基础上开发出来的。 M A P G I S 问世以来， 他表现出强劲的技术优势， 1 9 9 5 年该软件被评为具有国际先进水平的国产软件，并列 入 国家级科技成果重点推广计划项目；1 9 9 6 年该软件在国家“九五”的第二次全国 G I S 国产软件综合测评中，名列榜首，并成为国家科委向全国推重中的重点科技攻关 项目，获得国家科委支持；是 1 9 9 7年由国家科委主持推荐的唯一国产 G I S软件开发 平台。1 9 9 8 年
6、推出网络版，在全国 G I S 软件测评中再次夺魁。正是这强劲的技术优势 孕育出了城市综合管线信息管理系统 G I S P i p e 和其他各类应用软件系统。 G I S P i p e 系统是一个集空间数据管理与属性数据管理于一体的功能强大的运用管第三届 MAPGIS 中国用户大会论文集 2理系统，所有系统从 1 6 位升级到 3 2 位，支持 W i n d o w s 9 5 / 9 8 和 W i n d o w s N T 操作系统, 支持网络功能. G I S P i p e网络版的空间数据库引擎可在标准关系数据库环境下实现客户机/ 服务 器结构, 允许多用户并发访问同一空间数据
7、, 采用数据镜像方法, 解决了空间数据在 网上运行速度问题. 支持多种硬件网络服务器平台, 支持大型超大型关系数据库管理 空间和属性数据; 完善的安全机制保证用户对空间数据的访问权限, 具有单个图元记 录的共享和独占, 以及多个图元记录的共享和独占锁定机制; 遵循开发式系统标准, 支 持运用 T C P / I P 协议的 L A N 和 W A N 环境的访问, 支持 U N I X 和 P C 平台混合配置; G I S P i p e 互联网开发软件包允许用户在 A c t i v e X控制支撑下, 开发脱离 G I S P i p e环境在标准的 W W W 浏览器上独立运行的地理信
8、息查询浏览系统. G I S P i p e 系统结构如下图： G I S P i p e系统提供友好的中文窗口界面。整个系统结构已模块化，模块间相互独 立也相互关连。系统具有无级放大窗口；海量无缝图库管理；高性能的空间数据库管 理；灵活的地形图、管线分层技术；三维图式操作；多种类型；多种输入方式、多种 输出方式、多种查询方式、多种统计方式。系统具有更新方便，易于系统数据维护； 灵活方便的窗口编辑功能，使得各种地物、建筑及管线的属性查询、修改方便易行； 灵活的条件查询、可视化剖面及三维改变视角和视点查看，结果一目了然；输出手段 多样化可任意裁剪一幅或按图幅号裁剪地形图、综合管线图、专题管线图；
9、单管线属管网输入、编辑 供水管网查询 管网辅助设计 G I S P i p供水管网统计 MAPGIS 空间数据库 MAPGIS 属性数据库 地形图库管理 MAPGIS 属性数据库 MAPGIS 空间数据库 管网事故分析 DX F转换格式外业数据转换 E00转换格式第三届 MAPGIS 中国用户大会论文集 3性、多种管线属性输出，可在各种输出设备上输出操作；完美的管线统计，具有各种 方式统计出多种图形和详细数据，可任意修改图形和数据并输出打印。 G I S P i p e 系统有多种数据入录功能可利用数字化仪输入、扫描矢量化输入、键盘 输入点坐标方式、 G P S 输入和其他数据源直接转换；利用
10、鼠标在图形窗口中定位成图； 对于已经存储于文件中的图形、点、线坐标信息可以读入并自动成图；对于多种图形 格式文件， 及各种G I S 软件系统的输出图形文件均可以被转换成系统可以接收的格式； 同时，系统中的图形也可以通过格式转换为其它软件接收。系统提供一套完整的国标 图式、线形、颜色、图层（2 5 6 层） 、汉字库、图案填充库，用户也可根据自己的需要 任意修改和添加系统服务库。数字化输入点、线图元过程中，对图中的要素进行分类、 分层操作，对输入数据进行修改、删除、剪断等编辑操作，并对输入完后的数据进行 校正。扫描矢量输入，通过矢量追踪，确定空间实体的空间位置。对于矢量化数据是 一种省时、高效
11、方式。那么 G P S 是一种快速定位工具，他根据一组卫星的接收信号， 快速地计算地球表面特征的位置。由于 G P S 测定的三维空间位置用数字坐标表示，因 此不需要作任何转换，可直接输入数据库。 本系统具有强大的图形编辑功能。对点、线、面的空间位置及其图形属性、可随 时增加或删除，并适时自动校正拓扑关系。图形编辑子系统可对图形数据库中的图形 进行编辑、修改、检索、造区等，从而使输入的图形更加准确、丰富、漂亮。它以先 进的可视化定位检索功能，提供移动窗口，开窗口，无级放大窗口等手段。有着灵活 和方便的线元、点元、面元编辑功能，具有连接、组合、增加、删除、修改、剪裁、 提取、平滑、移动、复制、方
12、向、旋转、生成平行线、修改参数、替换等手段。它们 是地形图编辑管理模块中不可缺少的部分，也是一个重要的维护管理工具。 图形数据输出是一种成果变换产品根椐各种用途的需要与其它系统进行交换，它 是 G I S 应用中不可缺少的一部分。本系统可对各种图形、图象、图表、文本、报表等 进行输出；P O S T S C R I P T 输出；光栅处理。 图库管理在整个系统中负责整个图形基础数据信息的管理，它是所有系统的根本 基础，直接关系到本系统运作的稳定和数据信息的准确来源。图形库管理主要是针对 多幅图的空间数据管理， 用于储存和管理地图信息， 属于专用的地图数据库管理系统。 库管理系统以帧为单位来管理
13、图形数据，并实现图幅漫游；为用户提供了灵活直 观的数据入库手段；多种强有力的数据查询途径；方便的帧与帧之间的接边功能，消 除相邻帧间的接合误差；对已不是严格的标准图幅提供了便利；提供图幅检索功能构 造裁剪框，形成新的图幅。 M A P G I S 数据转换功能为M A P G I S 系统和其他C A D 、 C A M 软件系统间架设了一道桥梁， 实现了不同系统间的数据转换，从而达到数据资源的共享。本系统可将 A R C / I N F O的 * . E 0 0 数据格式、A u t o A C D 的* . d x f 数据格式、D L G 数据格式转换成本系统内部文件格 式，也具有反向转
14、换格式的功能。 供水管网系统可直接读取外业探测数据；也可人工输入管线；对管网各个实体所 对应的数据库属性结构及内容进行修改；对管网进行设计及整饰。还具有灵活完备的 查询、检索、分析手段，如：裁剪、三维观察、量算、条件检索等。可根据网络实体 的空间位置来检索提取数据；也可根据网络实体的属性来检索提取数据；还可根据条 件表达式来检索提取数据。查询按照条件进行过滤查询；按照所在的区域位置进行分 区查询；按照属性种类进行查询。统计可针对某个区域、某类管线或所有管线进行统 计，最终不仅可以得到表现统计结果的各种统计图，而且可以得到各种所需的统计数 据。最后可将该结果存盘或打印。管网分析功能是：查找最短路
15、径；管点连通检查； 分析爆管、漏水和阀门失灵的处理方法。管网辅助设计是直接从底图中把所需要设计第三届 MAPGIS 中国用户大会论文集 4部分区域裁剪下来, 在此区域上进行管线平面图设计，并能自动生成管线轴测图，作 出管线材料统计表、设计说明、节点详图等。最终将施工后的最新竣工图管线自动替 换老的管线系统，使管网系统始终保持最新数据信息。管网查询响应时间和数据精度 如下： 管网全条件查询响应时间 4 秒 单项查询响应时间 2 秒 地形图数据的精度 0 . 2 m m 管线数据精度 0 . 3 m m 管线属性数据入录精度 0 . 3 m m 打印输出图件速度，取决于打印输出设备。 系统具有以下
16、特性： 先进性采用国际上主流的体系结构。其独特在于采用 G I S 的原理和方法对地下 管线网络数据分析和建模，并采用大型商业数据库来存储、管理数据。 实用性系统将地下管线网络数据实现可视化，便于维护、更新、管理；并结合 业务流程，满足各类人员的使用习惯及日常工作的需要，它是“人- - - 软件- - - 业务流 程”的有机统一。 可扩充性系统的信息编码、系统功能和数据库结构，留有充分的扩充余地。 安全性采用数据库的安全控制系统，操作系统的安全机制，以及扩展的用户管 理系统多级化安全机制，保证数据库的安全并维护数据的一致性。 规范性直接引用现有国家标准和行业标准与实际工作标准。 数据的可交换性系统与其他类似功能的系统具有数据交换能力。根据用户原有 的管线资料管理系统的特点，系统提供对各种类型 G I S 的文件转换能力。 可靠性采
