排水地理信息系统及其在管网管理中的应用

摘 要：介绍了B/S结构的排水地理信息系统（GIS）的基本概念、数据模型及功能模块。同时结合实际，介绍了该系统在常州市排水管网管理方面的应用，以此说明了GIS对提高城市排水管网管理的效率和水平具有重要意义。

关键词：排水 地理信息系统（GIS） 管网管理

中图分类号：TU992.4 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）03（a）-0021-01

排水管网是城市重要的基础设施，对社会和经济发展具有重要的影响，而目前我国的排水管网信息化建设和管理体系还不完善，尤其是管网管理方面，仍然依靠传统的人工管理方式，缺乏信息系统辅助，导致管理的效率和水平低下[1]。

近年来，集图形管理和数据库管理于一体的地理信息系统（GIS）技术，因其强大的数据处理、管理、分析功能获得了越来越多的应用，利用GIS技术对排水管网进行管理是新的发展趋势[2]。

1 GIS的设计与实现

1.1 系统概述

常州市排水管理处采用的GIS系统适用于中文WINDOWS/XP/7操作系统；以SQL Server作为数据库；采用B/S（浏览器/服务器）结构。

1.2 系统结构

常州市排水GIS的系统结构如图1所示。

1.3 系统的数据模型

GIS的数据模型的概念分6个层次：地理数据库、数据集、类、几何元素、几何实体、坐标点。

模型中，非空间实体被抽象为对象；空间实体被抽象为要素；相同类型的要素构成要素类；相同类型的对象构成对象类；若干对象类或要素类组成要素数据集；若干要素数据集构成地理数据库。要素在某个空间参照系中的几何特征被抽象为几何元素，几何元素由任意的点状、线状或面状几何实体组成，几何实体通过几何坐标点表达。

GIS的空间数据模型将现实世界中的各种现象抽象为对象、关系和规则，各种行为（操作）基于对象、关系和规则，模型更接近人类面向实体的思维方式。该模型还综合了面向图形的空间数据模型的特点，使得模型表达能力强，能广泛适应GIS的各种应用。

1.4 系统的功能模块

GIS的主要功能模块有以下几种。

（1）管网编辑模块：完成管网工程中管线的空间数据及属性数据的输入。

（2）查询统计模块：通过提供的查询工具，能以各种查询方法方便的得到想要的资料和信息。

（3）工具模块：实现日常工作中的一些专业功能，如：打印、输出、定位、量算、横纵断面、管道缓冲区分析、连通分析等。

2 GIS在管网管理中的应用

GIS整合了排水管网设施的空间位置和相关属性，为排水管网的运行和管理提供了重要的支撑平台，实现了排水管网数据测量、数据管理、信息应用和的数字化管理流程，改变了过去以人工为主的管理模式。GIS在排水管网管理中主要有如下几方面的应用。

2.1 日常养护

通过GIS，可以对排水管网养护的日常工作进行工作量的校核，并可对在日常养护中发现的设施缺陷及时进行标注，方便进行统一处理和维修。同时，利用GIS，可以对日常养护工作进行提前统一规划，使管网养护工作科学、合理，减少重复、遗漏，从而提高了管网管理的水平。

2.2 紧急抢修

利用GIS，可以及时查询排水管网的相关信息，从而迅速、准确定位事故管道（井）的位置及与其他建筑物和排水设施的相对位置、连通关系。通过对排水管网事故情况的分析，可以迅速给出最优的事故处理方案，准确地知道应该关闭的阀门和封堵的检查井，用以指导抢修和维护，从而提高了城市排水部门的管理效率和服务质量。

2.3 泵站管理

GIS提供了每个排水泵站的影响区域和泵站之间的上下级隶属关系。在泵站故障检修或进行停泵操作前，通过GIS模拟操作，可直观地显示受影响的区域，从而协调该区域的排水大户，暂时停止排污，待泵站正常运行后再通知其排放污水。

2.4 防洪防汛

防洪防汛是管网管理的重要内容。汛前，通过GIS，可以统计出所选范围内所有不满足暴雨重现期要求的管段，依据此数据，可以提前对不满足暴雨重现期要求的雨水管段进行改造和疏浚，防止暴雨时发生滞水。

2.5 设施管理

利用GIS，可以获得详细的城市排水设施的空间地理及相关信息，全面掌握排水设施的基本状况，并可对所有设施设备进行可视化管理。同时，与日常养护相结合，可以得到各排水设施的动态信息，实现各类排水设施的动态管理，从而为排水设施规划建设、运行管理和资产评估提供了科学依据。

3 结语

通过数年的探索和实践，常州市排水管理处在GIS的应用上取得了一定的经验，尤其在排水管网管理上，GIS已经成为不可或缺的助手。实践证明，应用GIS能显著提高排水管网管理的效率和水平，我们有理由相信，将来GIS能在排水管网管理中发挥更大的作用。

参考文献

[1] 管新岗.城市排水信息化管理系统的设计与应用[J].信息技术，2013（5）：173-176.

[2] 张力，耿为民，刘遂庆.地理信息系统在排水系统管理中的应用[J].城市道桥与防洪，2002（1）：66-69.