基于GIS的城市地下管线信息共享交换系统的设计

摘要：城市地下管线担负着城市的信息传递、能源输送、排涝减灾、废物排弃的功能，是城市赖以生存和发展的物质基础，是城市基础设施的重要组成部分，是发挥城市功能、确保社会经济和城市建设健康、协调和可持续发展的重要基础和保障。本文提出了以一种基于GIS的城市地下管线信息共享系统。

关键词：地下管线；GIS；信息共享交换系统

中图分类号： TU279 文献标识码： A

1系统建设背景

城市地下管线是指在城市规划区范围内，埋设在城市规划道路下的给水、排水、燃气、热力、工业等各种管道、电力、电信电缆以及地下管线综合管沟（廊）等。城市地下管线担负着城市的信息传递、能源输送、排涝减灾、废物排弃的功能，是城市赖以生存和发展的物质基础，是城市基础设施的重要组成部分，是发挥城市功能、确保社会经济和城市建设健康、协调和可持续发展的重要基础和保障。城市地下管线就像人体内的“血管”和“神经”，因此，被人们称为城市的“生命线”。

2系统建设内容

2.1系统建设目标

城市地下管线信息共享交换系统以地下管线数据为突破口，重点实现地下管线数据的信息服务共享功能，并在此基础上逐步扩展共享数据种类和共享方式。根据城市地下管线信息共享交换系统建设的需求和目标，其主要建设目标为：

（1）标准规范建设

城市地下管线数据建库、管理、共享应用及安全有关的政策、法规、标准体系建设，地下管线数据共享交换系统运行中的安全保障措施等。

（2）数据库建设

建立统一的地下管线资源共享分类目录体系，并通过整合现有资源，组建城市地下管线数据中心（提供综合管线应用和专业管线应用），形成城市各类管线信息数据库，建立起良好的数据更新维护机制和数据交换机制，从而管理和维护全市的地下管线数据。

（3）软件系统建设

城市地下管线信息共享交换系统将由信息服务子系统、运维管理子系统、数据管理子系统、辅助应用子系统、交换管理子系统等五部分构成，集海量数据管理、网络空间信息共享、服务管理和后台监控以及资源展示应用等功能于一体，全面考虑效率、高并发、稳定、安全、开发等因素，为搭建全市统一的地下管线数据共享交换系统，为政府各部门提供高效、安全、可靠的地下管线信息应用服务提供有效途径。

2.2信息系统架构

在整个项目的建设过程中，软件系统建设是重点，划分为五大子系统

（1）信息服务子系统

该子系统主要面向城市地下管线使用单位提供服务，实现地下管线空间数据共享和互操作，以及与各单位业务应用系统的无缝集成。系统提供资源目录、空间查询、属性查询、空间统计、空间分析、管线分析、对外输出、网络地图等服务。

（2）运维管理子系统

该子系统主要对城市地下管线信息共享交换系统各系统的管理，提供监控数据库和各系统运行状态的功能，建立数据访问、服务访问的管理日志，以保障整个系统能够为客户端应用提供安全、稳定的支撑。

（3）数据管理子系统

数据管理子系统是地下管线共享数据和支撑专业应用系统的基础系统，它主要负责提供对各类数据的入库、更新、管理和地图配置，通过目录管理和元数据管理相结合，实现统一资源目录的管理和应用，它是建设地下管线共享交换系统的基础和前提条件。

数据管理子系统为共享交换系统提供技术支撑，通过对地下管线数据资源存储、管理、以及网络共享与服务等方面的关键技术问题的解决，实现对地下管线数据和各权属单位的专题数据等的一体化集成管理。为共享交换系统信息服务提供技术支撑。

（4）辅助应用子系统

该子系统以服务的方式集成信息服务子系统提供的服务接口来开发应用，是整个数据共享交换系统为其他部门提供共享服务的一个应用范例。它对地下管线数据、矢量数据、栅格数据、遥感影像数据等各类现有的数据资源进行展示，对地图标注、全文检索等功能进行相应的应用展示，以及这些数据在各个领域（管控系统、决策支持、应急指挥和公众服务）中的作用和典型应用。同时，系统提供良好的二次开发接口，以满足不同用户的个性化需求。

（5）交换管理子系统

该系统建设采用集中式和分布式相结合的数据存储方式，通过数据共享交换服务系统实现集中式与分布式的数据交换，集中式中心是对基础空间数据和地下管线数据的集中，分布式中心主要是专业管线数据，数据交换拟采用中心主动拉取式及主动推送式两种数据更新放来实现数据更新。

2.3 网络环境

城市地下管线信息共享交换系统的网络系统包括了互联网、政府外网和政府专网三种网络种的应用，下面列出常用的一种网络环境，具体实施时还需要根据城市的实际情况实施。

图2.3系统网络架构图

3 系统建设的作用

城市地下管线信息共享交换系统将以地下管线数据库系统数据建设为基础，提供地下管线信息元数据的查询服务。在有关政策法规规章、管理制度、技术标准规范及信息安全措施的约束和指导下，依托共享交换系统，各政府职能部门根据自身的业务需求，通过网络传输获取不同格式、不同图层、不同要素及不同属性的地下管线信息，实现地下管线信息的在线共享应用。

地下管线数信息共享系统建设在地下管线探测技术、计算机技术、网络技术、GIS技术、物联网技术、数据存储技术和通讯技术的支撑下，通过建立完整、准确和现势的地下管线数据中心，为城市管理部门提供地下管线数据共享服务、管控一体化服务和决策支持服务。在系统初步建成，形成系统与各部门专业信息系统、各专业信息系统之间的信息交换和共享机制之后，地下管线信息库中的数据将比较丰富，信息共享服务已经比较成熟。在数据完备的前提下，将可组织建设决策分析部分的软件系统，综合应用各类管线信息与专题信息，为政府部门领导决策提供综合信息支持，提高城市地下管线信息应用水平。