数字化建模在涉水项目管理工作中的应用

摘要：本文针对对目前长江南京河段推进数字化管理工作中，涉及的涉水项目的监管和查处工作中，占用具体情况的位置关系及提出了解决方法。

关键词：涉水项目、河道管理、协调性检测

水行政执法管理工作中，涉及的管理对象主要包括穿堤、桥梁、渡口、缆线、取排水口、码头等各种类型的涉水项目，在目前开发执法管理信息系统的过程中，根据不同的情况对管理对象进行了数字化建模，然而发现由于涉水占用项目过多，以及占用情况复杂多变，简单的通过地图描绘占用情况是工作量较大且存在许多不确定性。经过分析可知，物体之间的空间信息主要包括拓扑，定位，距离和形状等，本文通过对空间信息中物体间方向关系的方向、位置、协调性进行检测，可以较准确的数字化涉水项目之间以及项目内部的具体占用情况，从而为河道管理的监管和水事违法行为的查处提供有力依据，提高行政效能。

一、涉水项目占用模型的构造

1.1方向关系的表示

本文在对涉水项目的位置及其占用范围内建筑及物体之间关系的研究中，主要用于解决协调性检测的问题。如给出一个占用项目内部建筑的方向值，则能够建立起所有建筑及物体间的位置关系模型图。此次研究中所谓“项目”、“建筑”等统称为“物体”。

本设计定义了九种两物体问的基本关系：SW,W,NW,N,NE,E,SE,S,和O，用图形模型可视化描述的方向。本设计以数字模型为基础，通过分析各局部结点间的联系来实现协调性检测，从而建立建模，以直观方式展示占用项目的具体占用情况及相互之间的关联关系。

1.2空间模型的方向定义

在二维空间中定义方向时，物体占据的区域由一个特殊的非空点表示。在下面的拙述中被物体占据的区域由“object”表示（简写obj）。定义obj i占据一个区域Regi={(x，y)／f(x，x)=ture}， 且是一个闭合的有边界的区域。垂直和水平方向以此类推。以obj i为研究中心的关系中，用直线4条直线构成一个极小边界框记为mbb．，并将二维平面划分为八个区域分别如图(1)标记。

一个物体P称为研究对象，物体r称为P的参照对象，对象是否可以位于一个或多个方位区域是由其参照对象决定的。

1.3图形模型的构造

下面讨论怎样将占用项目内部建筑物及物体间的方向关系用数字化模型表示，并通过协调性检测以测试其空间信息是否无误。

首先用Dx表示关于x的一组方向集合，且在水平、垂直方向上是协调的。则在一个方向上的集合{a{N}b，b{N}c}是协调的，在另一方面{a{N}b~b{N}c，c{N)a}是不协调的。这样可以推出Infy(a)≥Supx(a)，但是这个结论和假设的条件是矛盾的。

以此形成的协调性检测可以在占用项目在水平和垂直两个方向上分别进行。则解决了如浮码头在水域的占用，又在垂直方向上存在取排水口或穿堤管线等情况的方向位置确定。

给出一个说明p{NW，W，SW，S)r，物体p被r划分成四个区域，称为pl、p2、p3、p4，在图(3)中可以看出这个关系。在垂直方向上进行协调性检测时，只关注水平方向的划分，。基于正交性，表明垂直方向的协调性检测，同样的原理可以应用于水平方向。

二、图形模型的协调性检测

将一组建筑物或物体的方向性描述转换成SGV模型后，对模型中结点间的关系优化，在此基础上对模型中结点间的互联信息展开协调性检测的分析。

2、1优化SGV模型

SGV模型仅建立在结点间的垂直方向上。但是水平方向上的函数关系作为两个不同物体问关系的桥梁。给出一组关系：{a{w}b，c{N}a，b{N}c}，以下面构造的SGV图说明：

整个方向集合的说明是不协调的，但这一点并不能从SGV图中发现。因为物体a位于b的西边，可以认为在垂直方向上分析协调性时a是一个独立的物体。

2.2 互连性约束

在前面的介绍中拙述了表现物体方向关系定义的图形模型。以图形模型为基础，协调性检测是根据分析互联信息展开的。如果一个结点位于它自身或部分的南面或北而则这样的方向关系是不协调的。如果SGV图中包含一个回路，则方向说明的集合就是不协调的。

三、 结语

由于篇幅有限，本文并未对算法的构造、开发技术和工具进行详述。通过本设计在涉水管理和监管工作中，将管理对象的方向性数据进行采集并录入数据库，即生成SGV图形建模，不但简化了实际工作中繁琐的数据录入、制图等工作，防止了可能出现的数据不精确的弊端，也对水事违法行为的查处等工作提供了有力保障。本文构造的图形虽然可以实现对涉水项目位置关系管理基本的功能，但仍需进一步完善和改进

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注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。