地下管线信息系统的研制_计算机论文发表

发布时间：2022-10-05 21:44 热度：

地下管线信息系统的研制

潘磊;

摘要：城市地下各类管线是一个城市重要的基础设施，也是城市赖以生存和发展的物质基础。但遗憾的是，由于多方面的原因，我国现有地下各类专业管线的资料残缺不全，且有关资料精度不高或与现状不符，造成在建设施工中时常发生挖断或挖坏地下管线，造成停气、停水、停暖、通信中断、污水四溢等严重事故。为改变现状，为施工单位提供准确可靠的地下管线的分布、走向、埋深及相关专业信息已成为有关市政部门和专业管线单位高度重视并迫切需要解决的重要问题。

关键字：管线，mapinfo,mapbasic,地理信息系统（GIS）,管线数据，数字化

1、管线系统开发的一般流程

(1) 系统分析，包括功能分析和性能分析；

(2) 系统设计，包括总体结构设计、数据组织和分层、数据库设计、功能模块设计、接口设计、网络设计等；

(3) 系统实施，包括设计方案评价、项目组织管理、项目实施计划、程序设计、样板区试验、系统安装和调试、文档编制等内容；

(4) 系统评价，即包括按有关软件测试文件，对系统进行功能和性能两方面的测试；

(5) 系统维护，一方面是编写维护规程，配备维护人员，对系统的功能和性能进行日常管理，保证系统正常运行，另一方面也指保持系统信息的现势性和系统的先进性。

2、设计的方法

建立一个良好的GIS应用所应遵循的规律是GIS开发设计方法所要研究的问题。目前，最为常用的GIS设计方法主要有结构化系统分析方法、原型法和面向对象的分析与设计。

结构化系统分析方法是采用自上向下，划分功能模块，逐步求精的一种系统分析方法。我们所开发的系统采用原型法的方法，其基本思路是所首先在未完全弄清楚需求之前，通过一个原型化的设计环境，能迅速地建立起原型系统，也就是先完成的一个外壳的文本，把许多用户界面如屏幕格式和报告等尽快做好，以获得用户的批准。然后，在原型化环境上能方便地对原型系统进行大量的修改、扩充和完善，即进一步做数据基础等细化深入工作。原型法的工作流程如下：

与结构化方法相比较，原型法的优点为：(1)开发周期短，费用相对较少；(2)提倡用工具进行系统开发，不但能快速形成原型系统，而且灵活性和可维护性都比较好；(3)提供原型系统给用户，使得用户的参与更实际、更富建设性。其缺点为：(1)用户已经看到了系统的外形但不理解为什么最终的系统还要花很长的时间，甚至认为原型系统建立如此之快，进而会对系统提出更多新的要求，使得系统的开发时间和开发费用无法控制。(2)由以上可知，原型法的工程管理和费用预算都比较困难，需要有足够的经验，细致的分析才能保证按期按质的完成。面向对象的分析与设计方法认为世界是由各种”对象”组成,复杂的对象可由相对比较简单的对象以某种方式组成。该方法因更符合人们对客观事物的认识过程，正越来越为软件开发者所采用。

3、设计的详细步骤

一个系统的设计初期首先要考虑到以下几点：

1. 通用性

数据预处理作为一各独立的模块，数据的分层和属性的定义遵循建设部和国家科委各项相应的规范,使软件系统具有通用性。

2. 现势性

保持数据的现势性，这一点非常重要，这样系统才有生命力。考虑数据不断增长和更新，系统要有好的数据更新和备份机制。

3.可操作性

　　 系统的操作使用要尽量简单，用户界面友好，采用(1)直观自然的操作(2)符合公认标准的快捷键(3)整洁美观的屏幕(4)风格一致的屏幕设计(5)较高的容错性(6)完整的容错性(7)用户拥有控制权(8)预测用户行为并对用户进行指导

4. 可扩展性

在系统结构设计时，要考虑系统的可扩展性，以满足系统进一步的发展和建立城市地理信息系统的需要

5. 安全性

系统要有使用权限控制，对数据要有加密措施。

4.确定系统功能和结构

现在开发一个地下管网系统可以考虑具备以下的一些功能：

管网信息输入：管网空间信息可采用键盘，鼠标，数字化仪直接输 入，也可以利用扫描仪扫描矢量化后，通过转换程序转换成管网空间格式数据；管网属性信息通过ODBC可与任何一种商用数据库进行连接。

信息查询：提供由图元检索属性及属性的条件检索功能。

条件检索：提供对管点，管段及管线专业属性和条件检索功能，检索条件可由用户与系统交互式设定。

区域检索：提供对任意区域管网信息的检索输出（其结果可为成果表或管线成果图表）。

断面分析：系统可产生任意管线的纵断面图，也可产生任意切面的横断面图。

事故处理：爆管发生后迅速查找需关阀门及受影响用户，输出抢修单及闸闸门卡片。

立体查询：给定矩形范围和任意旋转方位，可直观显示该范围内管网的立体空间分布，并可直接查询管网各图元的专业属性信息。

信息输出：可以提供文字，表格，图形，图像等多种输出手段。

统计分析：按管线，网段，网线属性分类统计，以表格，直方图，饼图等方式输出。

5. 数据的获取、存储、处理

5.1 数据收集和生产

合管线信息系统以城市的道路为载体，以地下的各类管线（热力、自来水、雨水、污水、煤气管线）为重点管理对象。数据是本系统的核心，数据的状况对系统目标的影响很大。市建设局需要根据现有数据的状况对地下的各类管线进行了全面普查探测。地形数据由测绘部门提供，基本图幅比例为1：1000。

5.2数据组织和规范化

为了便于管理和应用开发, 整个信息系统被划分成一些子系统, 与此相应, 数据库也被划分为若干子库: 地形数据库、各类管线数据库等。具体按如下方式进行组织:即“纵向分层，横向分块”，纵向分层指按数据的性质分类, 性质相同或相近的归并到一起, 形成一个数据层。横向分块指按数据空间分布将数据划分为规则的或不规则的块。

数据分层还需考虑如下的原则：

(1)分层时要考虑数据更新的问题, 因为更新一般以层为单位进行处理, 所以应考虑将变更频繁的数据分离出来。

(2)分层时要考虑数据量的大小、各层数据的数据量最好比较均衡。

(3)要尽量减少冗余数据。

对于管线信息系统，数据在横向上按地形图的分幅单位处理即可。地形和管线的属性数据描述按国家建设部和中国城市规划设计院有关规范，汇同用户的习惯和使用需求确定。

参 考 文 献

１、地理信息系统概论，黄杏元，汤勤 1989，高等教育出版社

２、mapbasic操作手册

3、城市规划中的工程规划，王炳坤，天津大学出版社