城市地下管网信息系统研究与实现

摘 要：作为一种重要的城市基础设施，城市地下管网对于城市的城市的发展非常重要，其主要用于输送能源和传输信息。在城市发展的过程中地下管网越来越复杂，对其进行管理也具有越来越大的难度，这就需要积极研究城市地下管网信息系统。本文对城市地下管网信息系统的开发设计进行了简要的研究，并分析了城市地下管网信息系统的具体实现。

关键词：地下管网；信息系统；实现

一、城市地下管网信息系统的开发策略

（一）城市地下管网信息系统的功能

从上世纪80年代开始我国的各大城市，开始兴建城市地下管网信息系统，并逐渐扩散到了中小城市，该系统应该具备以下几个方面的功能。首先，由于城市地下管线均埋藏于地下，各地下管线均具有隐蔽性和集中性，因此城市地下管网信息系统也必须保障数据的准确性、可靠性和完整性。其次，城市地下管网应该具备综合网络分析能力，能够对管网事故、最短路径进行分析。第三，由于城市的实际需要，城市边缘地区的管网密度较小，城市中心区域的管网密度较大，城市管网信息系统必须适应这种特点。最后，城市地下管网信息系统应该能够衔接管网的成图系统、测量系统和探查系统[1]。

（二）城市地下管网信息系统的设计

1、总体设计

城市地下管网信息系统总体上可以分为图形输出模块、网络服务模块、空间分析模块、查询与统计模块、图形编辑模块数据输入模块，各模块下又有若干子模块，负责不同的功能。

2、功能设计

（1）数据输入模块主要有两种输入系统，第一种输入系统是运用数据导入功能，将野外测量的各管线坐标数据输入系统，从而自动生成管网图数据。第二种输入系统是将分层后的.DXF管网图数据输入系统，生成管网图。

（2）图形编辑模块具有鹰眼、图层控制、地图操作、地图编辑的功能。能够实时修改各种管线地理实体的图形和属性，通过地图操作功能能够进行平移、缩放和全图显示。系统的地图漫游功能可以通过缩放平移来实现，系统可以对地图进行快速的定位，用户也可以对其信息进行快速的查询。通过图层控制则可以隐藏和显示指定的图层[2]。

（3）查询和统计模块具有空间统计和空间测量的功能，空间统计功能指的是系统能够对各管线点和管线进行空间统计，并生成统计图和统计数据表。空间测量功能又包括对矩形的周长和面积、圆形区域的周长和面积、折线的长度、点之间的距离进行量算，点击地图能够运用GIS来获取相应的属性信息，然后还能对其进行定位，并对其属性进行查询浏览。

（4）空间分析模块的功能包括三维显示、事故分析、断面分析、相交分析、缓冲区分析。三维显示功能要考数据库中的三维数据来实现，并立足于管网设备模型库，将一定范围内的管网地形图和现实状况显示出来，并对其进行三维跟踪。一旦发生管线事故，系统的事故分析功能能够定位事故的方向，并将事故处理的预案提供给操作人员。断面分析功能指的是可以生成多层管线的纵横断面图，操作人员可以根据断面图查询任意的管线信息。相交分析指的是系统能够分析交叉的管线，并将交叉点的标高和坐标得出来。缓冲区分析功能指的是其能够，针对地理要素生成一定的缓冲区，通过缓冲区能够了解各地理要素的接近程度和空间邻近性。管线断面图具有较小的纵坐标高程差值，为了保障断面显示的效果，必须使用不同的比例尺输出，一般情况可以选择1：100的垂直比例尺，1：200的水平比例尺。

（5）图形输出模块的主要功能是输出本系统的各种数据，使其成为直观的报表和图件等，供操作人员参考。

（6）网络服务功能，包括图形下载、数据查询和数据浏览，用户能够对管网中的数据进行浏览和远程查询，根据实际需要，管线管理人员也可以下载相应的数据。

二、城市地下管网信息系统的实现

（一）建立地图数据集

要实现城市地下管网信息各类功能，首先要将地图数据集建立起来，再对管网图和地形图进行分层，形成地图数据源，然后再对其进行有机的组合，形成能够被读取的文件。

（二）属性查询功能的实现

通过在地图上对所需查询的对象进行选择，就可以立即得到其属性信息。操作者还可以运用画多边形、画圈、单击的方式来对地图对象进行选择，此时就会弹出相应的属性对话框，通过视图的方式将查询结果显示出来，这种显示方式更加清晰、直观[3]。

（三）相交分析功能的实现

为了实现相交分析功能，应该立足于管线的不同类型，通过对管线段表和管线点进行查找，将管线相交点的点号、高程查找出来，相交点在目标管线和源目标管线上和其他两个端点会产生相交点高程，交叉点之间的距离就是目标管线相交点和源目标管线相交点的高程差。此时要在数据库中对交点的高程和坐标的计算数据进行存储，然后再对数据库进行操作，显示相交分析的结果。

（四）断面分析功能的实现

由于城市管网的设置具有一定的复杂性，一些管网可能会出现交叉的情况，这就需要使用断面分析功能来了解任意截面上的管线交叉情况，实现空间可视化。其具体实现方式是选择任意断面位置将，断面图绘制出来，然后将管线的断面尺寸和空间位置，以及管线间距、管线高程、管线材料等信息标出来，这样就能使操作者对管线之间的空间关系进行全面的把握。

三、结语

城市管网要为城市输送能源、传输信息，是城市发展的一项重要物质基础。在城市化进程的过程中必须通过城市地下管网信息系统来提高对城市地下管网的管理效率和管理水平，通过各种功能来对层次复杂的城市地下管网进行清晰直观的显示，充分运用三维GIS可视化技术等先进技术，简化城市地下管网的管理，提高系统的表现力，使职能部门能够得到更加准确和客观的城市管网数据，支持城市的管网管理、管网施工、管网设计和管网规划。

参考文献：

[1]曹国栋.城市地下管网安全性评价与修复研究[J].科技资讯.2011（20）.

[2]陈让明，张俊峰.浅析城市地下管网的测量与管理[J].广东科技.2011（24）.

[3]陈玉龙.基于VRGIS的校园地下管网信息管理系统建设[J].北京测绘.2016（01）.