城市地下管廊建设信息系统的设计与实现（可做商业计划书）[事务所审核版]

《城市地下管廊建设信息系统的设计与实现（可做商业计划书）[事务所审核版]》由会员分享，可在线阅读，更多相关《城市地下管廊建设信息系统的设计与实现（可做商业计划书）[事务所审核版]（35页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、城市地下管线信息管理系统设计规划书目 录1地下管线信息管理系统建设的目标与意义21.1系统建设意义21.2系统建设目标32地下管线信息管理系统建设的工作原则与内容42.1建设原则42.1.1实用性42.1.2规范性42.1.3稳定性42.1.4现势性52.1.5开放性52.1.6阶段性52.2建设内容52.2.1数据建设52.2.2系统建设62.2.3制度建设63地下管线信息管理系统的数据来源及编码要求63.1数据来源63.1.1地下管线数据普查63.1.2电子图形数据导入83.1.3纸质竣工图数据录入83.2数据编码93.2.1地下管线统一编码规则93.2.2地下管线统一编码机制94地下管线

2、信息管理系统的总体框架与主要功能114.1总体框架114.2 C/S与B/S结合124.3分布式异源环境数据同步更新体系144.3.1网络结构144.3.2逻辑结构154.3.3功能描述154.3.4关键技术164.4主要功能174.4.1地图库管理功能174.4.2管线数据录入与编辑功能184.4.3管线数据检查功能204.4.4管线信息查询统计功能204.4.5管线信息分析功能244.4.6管线维护更新功能254.4.7输出功能265地下管线信息管理系统的应用与维护275.1信息系统应用275.2信息系统的维护291地下管线信息管理系统建设的目标与意义1.1系统建设意义随着人类进入信息化为

3、主的知识时代，信息化的浪潮正席卷全球，信息资源的建设具有至关重要的意义。面对包罗万向的信息和有限的空间资源，如何产生最大的效益，是城市地下管线的管理、规划和企业竞争所面临的共同课题，利用GIS技术，使管理者彻底摆脱繁重的手工操作，利用信息系统辅助管理和决策分析，提高工作的科学化、规范化水平。充分利用各种社会信息，保证资料的正确性，提高查询速度，促进信息共享。GIS的应用己渗透社会活动的每一环节，建立高效，覆盖全社会的公用空间数据网络系统，提供全面、准确的空间数据服务，供生产管理使用，使GIS成为社会发展的新的增长点和支配力量、成为社会发展的迫切需要。我国非常重视数字城市的建设，科技部、建设部、

4、信息产业部等多部委在九五、十五期间的许多科技项目都是有关对数字城市的研究和开发，项目内容涵盖了数字城市建设的理论方法、政策法规、标准、基础设施、软件开发等各个方面。各地政府部门也在大力加强城市信息化和数字城市的建设。从总体来看，各大城市在近些年基础设施建设发展非常迅速，特别是城市地下管线不断向城郊延伸，同时产生许多管网的新建和改造工程。在改造和新建的同时，由于资料不能共享，常常会发生错挖和爆管事故，造成巨大的经济损失。同时，城市地下管线的管理，面临着数据现势性、管理动态性、应用广泛性、内容详细性的等方面的困难，这些困难的根源在于各种管线数据管理维护的分散性、独立性，即地下管线的规划、设计、施工

5、以及管理分别由建设局、规划局和各专业管理单位各自完成，专业管网权属单位对数据的变更无法及时向上体现到城市建设、规划部门，从而无法保证数据的现势性。还有，在现有的技术手段下，空间信息封闭，无法将空间信息面向社会，面向大众，实现信息服务。从局部来看，权属单位现状有相似之处。各类管线资料以及相关的维修记录、施工记录等资料多数以纸介质的形式存放，采用人工管理方式，这样提高不了工作效率；1）供水、燃气管网管理：特别是对紧急事故的处理，靠人工靠记忆，经常发生错关漏关阀门的现象，对居民生活，对工业生产带来不便； 2）排水管网管理：局限于人工管理和排污数据采集，缺乏有效的排水管道管理机制，没有在线实时排污监控

6、。3）路灯管理：路灯与市民的生活息息相关，还是采用了传统的管理方式对路灯进行管理，路灯事故投诉次数一直存在。综上所述，目前各单位处于“各自为政”的状态，数据相对封闭，不能有效发挥综合优势，需要进行整合，以充分发掘数据的价值，最大限度地提高工作效率，保障生产安全。所以，有必要在各大城市建设综合信息集成系统，实现信息的全面整合和共享，使得城市管理信息化工作跃升到一个新的水平。1.2系统建设目标城市地下管线系统将充分利用GIS技术、通讯技术、数据库技术、互联网技术等的最新成果，紧密结合各行业管理业务流程，建立以供水、排水、路灯、燃气等地下管线数据为核心的信息系统，达成各类管线数据的共享，和功能的统一

7、，实现信息管理的自动化、科学化和规范化。实现一下具体目标：（1） 在管网数据管理模式上实行集中与分散的辨证统一，贯彻“不同管线的数据分散管理，所有权与维护权集中在各专业权属单位”的原则,从而解决好数据管理和数据更新的问题。（2） 兼顾地下管线综合管理部门和专业管线权属单位的需要，建立地下管线数据的长效更新机制，实现城市地下管线一体化管理，实现各类数据的共享。（3） 实现城市地下管线空间以及相关属性资料的动态管理，查询、统计以及输出；（4） 实现地下管线的专业分析功能；（5） 实现城市景观的三维可视化和地下工程地质勘查数据的建库和三维工程地质状况的三维可视化；（6） 实现基于WEB技术的空间信息

8、的发布。2地下管线信息管理系统建设的工作原则与内容2.1建设原则以现实需要为基本出发点，确保适应未来发展的需要是建设应用信息系统的基本原则。本系统的设计将遵循如下具体的原则：2.1.1实用性充分考虑政府及社会的现实需要以及城市政管线管理的现行管理体制、管理模式、业务流程及人员结构的现状。系统设计面向最终用户，必须保证易操作、易理解、易控制。人机界面简单、统一、友好；指令简单、准确、无异议，符合东方人的思维方式；系统所出现的问题能够及时预报并迅速解决。2.1.2规范性系统采用的信息分类编码、网络通信协议和数据接口标准必须严格执行国家有关标准和行业标准。2.1.3稳定性系统应保证长期安全运行。系统

9、中的硬、软件及信息资源要满足稳定性设计要求。充分考虑利用现有设备，合理化的使用现有各种网络资源，同时为不同现存网络提供互连和升级手段。系统应具有较高的容错能力，要有较高的抗干扰性。对各类用户的误操作要有提示和自动消除能力。系统应具有切实可行的安全保护和保密措施。对计算机犯罪和病毒具有强有力的防范能力。保证数据传输可靠，防止数据丢失和确保数据永久安全。2.1.4现势性系统的软硬件应具有扩充升级的余地，保护以往的投资，能够适应网络及计算机技术的迅猛发展和需求的不断变化，使系统中的信息资源具有长期维护使用能力。现势性同时保证二次开发，并且可以保证系统管理员或技术员能及时改善系统的功能根据建设资金情况

10、，应保证在实用可靠的前提下，注重应用成熟技术，尽可能在最佳性/价比下选择国内外先进的计算机软硬件技术、信息技术和网络通信技术，使系统具有较高的性能指标。2.1.5开放性系统要涉及多种数据库，需要提供开放的接口。要具有多机种、多平台的兼容性，系统在处理能力、数据存储容量、网络技术和数据接口等方面具有良好的互操作性和可扩展性，以保证今后的扩展和已有设备的升级。随着技术的发展和信息的增多，系统能够平滑升级。2.1.6阶段性系统的开发必须遵守总体规划、分段实施的原则。通过遵循这一原则，保证各个阶段的工作目标能满足用户的现实需要，达到边建设边见效的目的。2.2建设内容2.2.1数据建设地下管线信息管理系

11、统应用范围将包括供水、排水、燃气、路灯等数个行业和部门，涉及数据类型复杂多样，数据量巨大，建立统一的数据标准和技术规范是系统建设成功的基础；建立完善的数据更新管理机制，对建设审批及竣工数据及时更新维护，是系统可持续性发展的重要因素；建立数据库的权限管理及安全存储备份机制，是系统安全运行的保证。系统数据建设应充分考虑整体性、延续性和开放性，根据国家标准及规范，结合建设单位地区标准，建立系统数据建设标准及规范；系统应根据数据建设标准及规范完成各类数据的建库及管理，建立地下管线信息管理系统的“数据资源中心”。2.2.2系统建设系统的建设应遵循以下步骤进行：1、 立项可行性论证；立项可行性论证应由使用

12、单位按照机构状况和工作的实际需要确定项目的建设目标与内容，落实项目的资金、选择数据采集和系统软件开发单位并选择软件平台。2、 需求分析；需求分析应由使用者和实施方共同完成。需求分析确定的内容应包括： 1) 系统的功能需求； 2) 系统的性能需求； 3) 系统的设计约束； 4) 系统的属性，包括安全性、可用性、可维护性、可移植性和警告等内容； 5) 系统的外部的接口。 3、 系统总体设计；系统的总体设计（概念设计）应建立在需求分析的基础上，并包括下列内容： 1) 系统的目标，系统总体结构； 2) 子系统的划分和模块功能设计； 3) 系统结构设计、系统空间数据库的概念设计； 4) 系统标准化设计；

13、 5) 系统的软、硬件配置和网络设计； 6) 系统开发计划。 4、 系统详细设计；系统的详细设计应建立在总体设计（概念设计）的基础上，它应包括下列内容： 1) 界面设计； 2) 子系统的划分和设计； 3) 模块的划分和设计； 4) 各类数据集的设计； 5) 数据库存储和管理结构设计。5、 编码实现； 地下管线信息管理系统的编码实现应在详细设计的基础上进行，应包括以下内容： 1) 各个于系统和模块的编码实现； 2) 进行模块测试和质量控制； 3) 完善用户操作手册。 6、 样区实验；系统建立全面展开之前应选择样区进行实验。样区实验的主要目的是： 1) 检验系统功能设计，数据结构设计的合理性； 2

14、) 检查数据采集与输入的准确性； 3) 软、硬件的性能与系统的运行效率； 4) 输出结果的正确性。 7、 系统集成与试运行；系统的集成和试运行应符合下列规定： 1) 数据的入库和检验。管线数据在进入系统时应由系统数据检查工具对入库后的数据进行检查，确保数据完整、正确； 2) 系统建成后应进行不少于三个月的试运行来对系统作全方位的考核与磨合。在试运行过程中应逐步建立与完善系统的管理制度、系统的维护与信息更新制度。 8、 成果提交与验收；系统在试运行合格后，应进行集成和包装，提交正式验收。验收应以需求分析报告和总体设计为依据，对软件的各种要求进行测试，确定系统是否满足需求分析和总体设计的要求。实施

15、方应提交软件和全部数据的备份光盘、用户手册、项目报告等资料9、 系统维护。系统在合格验收后，即开始正式上线运行，运行过程中需要对系统进行系统维护。1) 数据维护。即根据实际情况，对定期对数据进行更新，以维护数据的现势性； 2) 软硬件维护。和开发单位一起对系统使用过程中可能产生的各种软硬件问题进行处理，以保证系统的正常运行。2.2.3制度建设为了保障地下管线信息管理系统的正常运作，建立一套规范的管理制度配合系统的运行是十分必要的。制度建设和数据建设、系统建设一样，都是地下管线信息管理系统建设的重要组成部分。重视地下管线系统的科学管理，就必然要重视系统建设过程中规章制度的同步建设，对地下管线系统

16、科学管理水平要求越高，对规章制度建设的要求也越高。制度建设主要包括三块内容的建设：1、 人员管理制度：制定人员管理制度的目的在于确定人员组织关系，明确人员分工职责。2、 硬件管理制度制定硬件管理制度的目的在于规范管理硬件使用，避免由于硬件或者操作系统故障造成系统运行事故。3、 系统操作制度系统操作制度制定的目的在于制定系统操作规范，避免由于人员误操作引起的系统故障。3地下管线信息管理系统的数据来源及编码要求3.1数据来源地下管线是城市赖以生存和发展的物质基础，被称为城市的“生命线”。掌握和摸清城市地下管线的现状，能为城市规划、建设和管理提供不可或缺的基础信息资料，是抗震、防灾和避免管线事故的需

17、要，是保证城市人民的正常生产、生活和城市发展的需要。充分挖掘城市的积累管线数据的活力：以科学方法整理筛选数据，结合细微的检查，补充必要的探测，执行严格的管线数据录入的流程，制定开发一整套数据输入的工具软件。这是一条节约投资行之有效的基础数据获取途径。由此看来地下管线信息管理系统数据的采集主要来源于以下几种途径：地下管线数据普查；原有电子数据的直接导入；纸质竣工图数据的录入。3.1.1地下管线数据普查地下管线管理的现状已不能满足城市建设和管理飞速发展的需要，查明地下管线现状，用信息化手段管理管线竣工资料，建立地下管线信息资料收集、更新、分发、服务统一管理的机制势在必行。 众所周知，地下管线数据是

18、城市地下管线信息管理系统的基础和核心，其采集形式主要有：地下管线普查、地下管线详查、竣工测量等，而地下管线普查是管线数据采集众既比较经济，数据采集又比较系统、完整的方式。地下管线普查工作主要分为外业探查和内业数据处理，下面简要谈谈地下管线普查的工作程序。3.1.1.1外业工作首先是通过收集并分析测区资料，然后根据要求和搜集的资料进行技术设计和仪器方法试验，再进行明显点调查、隐蔽点探查、控制测量，最后进行管线测量等，并把采集的数据提交内业处理，其具体的流程如下。（1） 资料的收集已有地下管线的收集与整理时地下管线普查的重要环节和基础，对普查具有指导和防止漏测的重要性，资料整理收集后，进行统一管理

19、，作为地下管线探测的参来和录入地下管线属性数据的依据。只有做好充分的准备工作，才能保证普查工作有条不紊的进行。 （2） 仪器检测及方法试验在探测前必须对所投入的仪器进行全面检查，并在测区内选择一定数量的区域进行探测方法的试验，试验点一般选择在明显点附近并均匀分部在整个测区。通过方法试验可确定最佳的探测方法和平面定位及埋深探测的修正系数。（3） 探测由于地下管线的不可见性，在所有外业工作中，难度最大的是管线探查。管线探查的质量出可受地下介质复杂性的影响外，还与探查着的经验与采用的探查仪器及方法等有关。地下管线探测的前提条件是管线与周围介质存在地球屋里性质差异。通过分析由于地下管线敷设的管材介质多

20、样，如铸铁、钢、少量砼材料等，金属管线与周围介质具有明显的物性差异，金属管线很容易对外来电磁波形成通道，并向外辐射电磁波能量，利用高精度的仪器对这种管线周围辐射的电磁波接收处理，可以确定被探测管线的位置和埋深。非金属管道与周围介质也存在物性差异，对高频（雷达）波产生强烈的反射，具有良好的地球物理条件。（4） 质量控制监理单位：为保证地下管线普查顺利实施和相关技术标准的贯彻执行，保证普查成果质量，应对地下管线普查工程实施工程监理。施工单位：建立施工质量控制体系，施工单位应按照国际质量认证体系要求，建立质量保证体系，实施质量管理，并按“三级检查”制度，对探测成果进行自检和自验收。对各项工作进行跟踪

21、控制，如：项目设计、文件和资料管理、生产过程监控，每一过程按照计划、实施、检查、处理的步骤进行。管线权属单位：结合各个权属单位自己掌握的已有资料，进行资料审阅，对于存在的问题的地段及时进行沟通，并现场给予配合。3.1.1.2内业工作首先是根据管线数据的录入、测量数据的处理来进行管线空间和属性数据库的建立，然后利用建立的管线数据库生成管线图形，并与地形图叠加和编辑来形成综合和专业管线图，再输出其它形式的成果等，并为以后地下管线信息管理系统的建立提供数据保障。3.1.2电子图形数据导入在整个地下管线建设过程中，长期以来没有一套科学、可行的数据管理制度，随着计算机技术的发展，城市地下管线数字化进程也

22、在逐步推进，因此对与地下管线的资料管理也在逐步向数字化发展，新建的地下管线工程除了一套纸质竣工资料备档外，还会再以电子文档的形式进行保存。GIS平台提供了较齐备的数据转换模块，能够转入和转出e00（Arc/Info 数据交换格式）、DXF（AutoCAD格式）、DGN(Microstation格式)、MIF(MapInfo格式)、EXF、SHAPE、TIGER、DLG等多种通行格式，可以满足数据转换的要求，有些时候可能需要针对新旧系统坐标系的不同，利用GIS的功能进行投影转换，同时提供算法，将点线要素进行耦合，建立管网拓扑。3.1.3纸质竣工图数据录入在城市数字化建设过程中，充分利用原始的纸质

23、竣工资料，可以有效降低系统建设成本。竣工图的录入可以采用三种模式，第一种是将图纸扫描矢量化或使用数字化仪输入，直接引入系统；第二种是将扫描后形成的图像经过校准后作为衬底，以“描红”的形式手工录入管网；第三种模式用于使用地物进行相对定位的竣工图纸，如果地形图上有对应的地物数据，则可以采用各种解析方法输入管网设备。3.2数据编码3.2.1地下管线统一编码规则地下管线信息管理系统内的各类信息，应具有统一性、精确性和时效性，而且应进行分类编码和标识编码，编码应标准化、规范化。地下管线的分类编码结构图示X X XX识别码，用于标识不同管线点及管线设施类型，用两位数字表示管线子类代码，用于表示管线种类中的

24、小类，用一位数字表示管线类别代码，用于表示管线种类，用一位数字表示管线信息要素的标识码应由定位分区代码和个要素实体的顺序代码两个码段构成。XXX XXX定位分区代码 要素分类和实体顺序代码定位分区代码采用34位字符数字组成，要素实体代码根据管线各类要素的数量，采用若干字符和序数混合编码而成。编码在每一个定位分区中必须保持唯一标识。分类一般由数字、字符或者数字与字符混合构成，推荐采用数字形式，可提高检索速度。3.2.2地下管线统一编码机制地下管线数据建库是信息系统的核心，建库包括数据库设计和数据录入，数据库设计要求对系统内的各类数据模型和结构、数据标准化、分类编码。在进行数据建库前首先要对地下管

25、线制订一套统一的编码，数据编码就好比数据的名字，通过这一套名字能够让数据更加易于共享，因此建立统一的编码机制尤为重要。3.2.2.1地下管线统一编码建设机制在建设地下管线信息管理系统的时期，采集到的通过建立系统提供的数据编码引擎将无序的数据垃圾转换成有序的数据仓库。管网普查数据电子转换数据纸质竣工数据地下管网数据库无序数据有序数据编码引擎3.2.2.2地下管线统一编码更新机制地下管网信息管理系统能够长期有效的运行，建立行之有效的数据更新机制是系统是否具有生命力的关键，城市地下管线信息管理系统采用分布式异源环境数据同步更新的机制，即综合管网数据库直接抽取各管线权属单位更新管网的成果数据，以达到数

26、据的更新的及时，实现数据的真正共享。针对这种数据更新机制，系统还提供相对应的地下管线的编码机制，以保证管线数据的连续性。供水管网管理系统排水管网管理系统燃气管网管理信息地下管网数据库编码引擎。对于管网空间数据已经建库完成后，对管网中所有管件实体属性字段进行统一编码，然后将管网的相应的属性内容整理成数据库，利用管网中已经编码的实体属性字段，采取关键字挂接数据库的方式挂接到相应的管件上。实现管网属性数据入库。因此对地下管线实行统一编码，严格遵循地下管线建设管理程序，建立一套管理办法作为工作依据，做到数据规格化、标准化，是实现地下管线综合管理必要条件。4地下管线信息管理系统的总体框架与主要功能4.1

27、总体框架大众服务GIS基础平台城市决策地下管线信息管理系统数据规范、 技术规范、安全体系供水管网排水管网燃气管网路灯管网其他管网地下管线系统数据库地图库管理管线录入数据检查查询统计管线维护管线分析打印输出专业应用层综合服务层信息基础层分布式异源环境数据同步更新体系WebGIS其他专业管网路灯专业管网排水专业管网燃气专业管网供水专业管网地下管线信息管理系统按照统一的数据标准和技术规范体系，以GIS技术和信息管理技术等为核心，以城市建设局局域网和城市城域网为基础，以GIS平台和基于WebService的分布式空间数据管理，信息融合技术为手段，结合系统安全和人工智能等当前先进技术，构筑“数字市政”，

28、实现综合管网信息的整合、共享、更新、管理、分析和辅助决策等功能。系统体系结构如下：系统应成为各政府部门有关市政管理具体业务应用的主要途径和载体。信息基础层为整个地下管线信息管理系统提供数据支撑，其中分布式异源环境数据同步更新体系为数据提供动态更新机制，保证了管网数据的现势性。专业应用层在信息基础层之上，通过GIS基础平台对数据进行信息化管理，为综合服务层提供功能支持。综合服务层处于整个系统的最顶端，它在信息基础层对数据管理基础上，基于GIS基础平台搭建专业模块，对数据进行更深层次的挖掘分析，为整个城市发展建设服务，并为领导决策提供有效的辅助依据。信息基础层： 提供1:500（1：10000、1

29、：2000）大比例尺的覆盖城市全要素地理信息数据； 城市小比例尺（1：20000、1：50000）行政区划图数据； 各类专业市政设施及管网空间及属性数据； 其它部门还没有建成的地理信息系统，每项工程、设施的空间数据基本保存在纸质图纸和独立的电子文档。 分布式异源环境数据同步更新体系为数据的现势性提供技术保障。专业应用层：利用GIS基础地理信息平台，对信息基础层提供的各管网数据进行分层管理、统筹分析，在数据处理的基础上，对地形图、管网的空间数据和属性数据提供诸如编辑修改等专业GIS功能。通过专业应用层的支持，为综合服务层提供丰富的数据、功能。综合服务层：经过专业引用层对数据进行的初步处理，综合服

30、务层针对地下管线管理单位的专业特性，通过对数据进行更深层次的挖掘分析，利用先进的计算机技术、人工智能技术、网络技术，构建更专业的交互式管网分析功能。综合服务层的搭建，将为地下管线的综合信息查询提供高质量的服务，为城市发展建设提供专家级的领导决策辅助依据。4.2 C/S与B/S结合根据地下管线管理单位的实际需求，系统应采用B/S和C/S相结合的系统。B/S模式可以看作C/S模式的特例，是传统C/S模式的演化与发展。在这种模式下，可以由服务器生成页面分别传输到客户端，不仅可以使网络数据流量大为减少，也无需对客户端逐个进行升级，有利于系统调试和升级。B/S模式并不排斥传统C/S模式，而是可以与后者共

31、存，普通客户端一般与组件服务器和数据库服务器处于同一局域网之内或通过专线相连，普通客户端由管理单位的专业技术维护人员使用，用来进行系统配置、数据建库、竣工图批量录入、权限分配、数据备份等工作；而浏览器客户端可以在单位内部局域网、广域网之中，也可以通过互联网从任何地点接入，由领导、员工或社会大众使用，面向地图浏览、数据查询、统计分析、数据编修等一般性需求。信息发布服务器（Web服务器）GIS数据库服务器(浏览器客户端)(客户端)浏览器控件(客户端)C/S模式B/S模式数据访问模式（B/S，C/S）系统支持Client/Server、Brower/Server两种网络数据访问模式。通常情况下，被授

32、权的用户通过网络访问后台GIS数据库中的数据，这种方式为C/S模式，这种模式是GIS系统中被普遍采用的模式，在客户端要安装客户端软件，用户可以直接查询浏览、修改更新GIS数据库中的数据。C/S模式的另外一种方式是在客户端不安装客户端软件，而只安装浏览器，再加上一部分控件，采用这种方式的客户端以浏览器网页方式直接访问、操作GIS数据库中的数据。根据地下管线管理单位的业务管理组织结构，重要的管网数据查询、分析、更新部门，如：对管线需要进行输入编辑、管网分析操作的职能部门，宜采用C/S结构，实现对管网数据的更新、分析。其它的一般数据浏览部门，对于已经公开发布信息的访问，通常采用B/S模式。系统中将增

33、设Web服务器保存所有发布信息，用户只用安装浏览器，通过网页方式就可访问Web服务器中的数据。4.3分布式异源环境数据同步更新体系分布式异源环境数据同步更新体系，可以实现数据的及时共享。通过该体系能够及时将专业管网数据的更新内容，通过专业管网数据服务器和综合管网数据服务器之间的网络连接，反映到综合数据服务器中，完成了供水、燃气、排水、路灯等市政专业设施数据的同步更新服务。4.3.1体系结构地下管线信息系统数据库服务器权属单位内部数据终端标准化的地下管线数据模型和元数据框架数据同步更新供水数据服务器燃气数据服务器排水数据服务器路灯数据服务器. .分布式异源环境数据同步更新体系供水燃气路灯排水其他

34、OpenGIS数据标准GML语言基于分布式异源环境的多级服务器物理结构，由两级服务器组成。一级服务器（地下管线信息系统数据库服务器）设置在地下管线管理部门，例如公用事业管理局或者建设局，二级服务器（专业单位数据库服务器）设置在各个专业公司，例如城市自来水公司、城市燃气公司、城市路灯照明管理处、城市排水管理处等专业单位，两级服务器通过城市的城域网或者光纤专线相连接。二级服务器负责满足专业单位的日常操作和存储各个专业单位的数据，一级服务器负责通过数据更新体系，从各个二级服务器中筛选、过滤、综合政府管理部门需要的、关系城市发展需要的专业单位数据，从宏观上把握城市的发展现状，服务于城市的规划、设计、建

35、设和管理工作。并将城市综合信息，通过地下管线信息管理WEB服务器，经过权限认证，发布给各个专业单位和社会公众，服务于各个专业单位的业务工作。4.3.2逻辑结构供水管网信息系统DB燃气管网信息系统DBDB动态更新服务综合DB数据库添加专业管网数据更新信息到综合管网数据库获取数据库表中更新数据，并还原更新数据到综合管网数据库各专业管网，将实体更新信息填写到对应数据库表中各专业管网数据库。搜索各专业管网数据库中操作信息排水管网信息系统DB路灯管网信息系统数据更新子系统，从逻辑结构上看，由两级数据库构成，数据更新体系，将监控二级服务器中的数据变更情况，并将这些变更的操作，定时的或者即时的，根据筛选条件

36、，更新到一级服务器中的综合数据库中，维护一级数据库和二级数据库中的一致性。4.3.3实现技术手段整个分布式异源环境数据同步更新体系的关键技术点在于动态更新服务上。当今市场上主流品牌的GIS平台大致有MAPGIS、ArcGIS、MAPInfo等十余种，加上各种软件公司自行开发的准GIS系统，将近有几十种GIS系统充斥在地下管线信息化领域。每一个这样的GIS系统都有一套自己的GIS数据组织标准，每套标准之间又往往是互不兼容，并且对外保密的。那么，我们就不得不面对这样一种情况：各专业管网数据和综合管网数据分别采用不同的数据标准，彼此之间无法顺利的转换！这就好像一个办公室中的每个人都使用一种语言，同时

37、每个人都坚持自己的语言而又不去学习其他人的语言。这样办公室中的领导无法正确了解到手下的工作情况，同时每个人也不能领会领导的指示，工作自然无法开展起来。幸好我们的技术人员已经注意到了这种情况产生的弊端，于是我们有了全能的翻译：OpenGIS标准和GML语言。它们提供一种机制，使各个GIS系统的能在一个统一的平台下进行数据交互。OpenGIS就是对不同种类地理数据和地理处理方法的透明访问。OpenGIS的目的是，制定一个规范，使得应用系统开发者可以在单一的环境和单一的工作流中，使用分布于网上的任何地理数据和地理处理。它致力于消除地理信息应用之间以及地理应用与其它信息技术应用之间的藩篱，建立一个无“

38、边界”的、分布的、基于构件的地理数据互操作环境，与传统的地理信息处理技术相比，基于该规范的GIS软件将具有很好的可扩展性、可升级性、可移植性、开放性、互操作性和易用性。GML(Geography Markup Language，即地理标记语言)是一种用于地理信息，包括地理要素的空间与非空间特性信息的建模、传输和存储的XML规范。GML是一种开放性的元语言，并且能够表示地理空间对象的空间数据和非空间属性数据，目前它已经得到了许多诸如Oracle、Galdos、MapInfo、CubeWerx等公司的大力支持。动态更新服务就是通过OpenGIS和GML将各个GIS系统的数据统一到一个标准下进行转换

39、，并在各专业系统的管网数据库和综合管网数据库之间进行互相转换。4.4主要功能4.4.1地图库管理功能4.4.1.1地形图建库系统地形图库管理应具有海量管理能力，数据容量可达数TB级。在标准关系数据库环境中实现了空间数据库引擎，允许多用户同时并发访问。并提供各种格式数据的导入导出工具，自动大批量导入导出AutoCAD及其它GIS平台格式的数据。系统需要能实现城市地形地貌数据的无缝地形图库管理，包括建筑物、绿地、等高线、水系、道路、标注等数据的综合管理；可以管理基础地形图和各种专题地图。各种图形要素可分类、分层管理，并可以实现地形图的分层变焦无缝显示。系统应提供对输入的地图数据进行正确性检查，根据

40、用户的要求，实现图幅配准、图幅校正和图幅接边，方便的制作成无缝地图库。4.4.1.2地形图维护4.4.1.2.1地形图编辑（1）图形输入提供丰富的图形数据点、线、面（地形，地貌，道路线，建筑物，绿地，设施等）几何图形采集成图工具，同时提供准确、多样、灵活、方便的编辑、管理工具。（2）图形编辑更新图形内容、实现图形综合、改善绘图精度、丰富图形表现力，同时负责各种图形文件（点、线、区、网等）或整个工程项目的储存、更新和备份。（3）图库管理图库管理为多图幅管理，多图层管理的方式对基础地形图进行管理。在结构上由各层类以及影像库层组成。在图库中，以图幅为单位构成平面，一个图幅中又由若干层（文件）重叠而成

41、，可方便地对同类图层进行管理操作。用户可自行管理图层组，包括新建、删除、更名、添加和图层，也可对图层的显示比例，显示开关进行控制。4.4.1.2.2地形图更新该模块的主要功能是对地形图数据进行输入、分类和入库，对已入库的数据系统提供方便、快捷、可靠、完备的数据维护手段。系统提供以下功能：（1） 外业测量数据导入工具系统提供数据导入工具，将全站仪测量数据及GPS系统测量的数据自动导入系统，装入数据库，生成数字地图。（2） 数据转换系统提供多种数据格式的转换功能，并提供依据对照表成批自动按客户制图要求，转换原有数据的功能。（3） 矢量化对于纸质的地形图资料，系统也提供了交互式矢量化的功能和丰富的点

42、线面绘图功能，满足地形图的矢量化需要。并提供了图例板功能，辅助操作人员方便地进行图形的绘制。4.4.2管线数据录入与编辑功能4.4.2.1管网建网方式4.4.2.1.1外业探测资料建网系统应可根据用户提供的外业探测得到的点表和线表建网入库，并能够将点表和线表中记录的管件设备的属性根据用户的需要自动导入到管网中，以达到管网图形和属性的统一管理。4.4.2.1.2其它格式数据建网建库系统提供数据转换工具，针对用户提供的不同格式的数据，系统均能实现AutoCAD及其它GIS平台格式的数据的转换，再通过提供的建网工具将转换得到的点、线文件进行点线耦合建网。4.4.2.1.3管网竣工图数据录入更新应提供

43、扫描矢量化模块，可直接将竣工图纸进行矢量化处理，并通过直接输入或合并的方式进入系统服务器，对合并后的管网提供自动接边功能，系统还提供多种解析录入管件的工具，实现供水管网及其设备的数据更新。自动构造网络拓扑关系，并能建立与管网元素相关的属性数据库。4.4.2.2管网相关资料建库4.4.2.2.1管点详图、多媒体图片建库除了管网数据，如节点详图，系统也应可以通过文件转换的方式将用户提供的各种格式的数据转换建库。系统还可以将收集到的节点详图、管道竣工图以及管件设备的多媒体等管网附带的数据进行归档管理，以保证数据管理的规范性和合理性。4.2.2.2.2管网设备相关卡片建库系统提供打印模板设置模块，用户

44、可根据自己的需求制定管网设备打印模板，如阀门卡片、水表卡片、阀门启闭通知单、用户通知单以及常用的报表模板，并能够对指定好的模板进行统一归档管理。4.4.3管线数据检查功能4.4.3.1管道连通检查管道连通性检查，可以帮助用户检查管网中任意管件与管网的连通关系。并可以配合管网设备沿线追踪功能，查询任意两个管点间设施详细资料情况。4.4.3.2拓扑完整性检查利用拓扑关系检查管网的完整性，可以方便的帮助用户查询到不易发现的管网结构错误。例如帮助客户发现孤立的未连接到管网的管件设备；帮助客户发现重复录入的管线等等。4.4.4管线信息查询统计功能4.4.4.1 查询系统可实现图数联动的查询，提供由图形检

45、索属性和由属性检索图形的双向查询功能。能够方便地对阀门及其它管网设备的定位图、操作图等所有信息进行搜索查询，提供从空间位置和文字（地名、阀门编号等）为信息的交互式查询。能够按照自定义区域范围浏览查询设备属性，区域范围定义有鼠标指定范围、键盘坐标范围、图幅范围、定位线范围等多种方式来确定查询范围。能按任意条件进行管网各设备的属性查询，并可设定复合条件检索，查询条件由人机交互方式设定。所有查询出来的数据都可通过ODBC接口输出其它通用数据格式。4.4.4.4 统计区域统计：系统应具备空间统计功能，可对指定范围内的管网设备进行统计，如对整个管网的材质、管径等进行分类统计，统计结果能够输出，统计图形能

46、以直方图，饼图等方式保存输出；条件统计：可按任意条件进行查询，查询后的数据都能进行统计，统计数据能以直方图，饼图等方式保存输出；专项统计：对用户业务上需要的，并且数据库中已有的数据，可按用户指定的条件进行统计分析、并将结果以直观的表格或统计图打印出来；管网资料统计：对整个供水管网的管件设备进行统计，如管网总长，各管网设备的数量等。4.4.4.3 定位4.4.4.3.1 鹰眼定位鹰眼定位能够实现系统的全局定位。地形图和管网数据在鹰眼窗口中以缩略图的形式显示，用户在窗口中点击要定位大致位置，GIS主视图中会进行相应的跳转。4.4.4.3.2 地名定位系统可以将用户输入的地名信息加入到地名库中，或自

47、动将地形数据中的地名信息加载到地名库中；然后根据用户输入的需要查找的位置地名，系统会以模糊查找的方式搜索到与该地名相关的地名信息供用户选择，鼠标点击系统自动定位到该地名位置。4.4.4.3.3 道路中心线定位系统针对道路中心线可挂接道路断面图，通过道路断面图，可直观的掌握地下各管道的间隔距离以及他们的埋深情况；还可根据道路中心线绘制缓冲区域，根据所得到的缓冲区域打印道路带状图。4.4.4.3.4 道路交叉口定位系统提供道路交叉口信息的查询和检索。通过已有的道路中心线系统能自动生成道路交叉口，点击某道路交叉口，GIS主视图可以定位到相应的位置。4.4.4.3.5 定位线定位系统提供常用区域的定位

48、功能，鼠标点击定位线，GIS主视图定位到相应的位置。同时系统提供多级定位和分类管理功能。4.4.4.4 三维观察4.4.4.4.1 横断面观察系统根据管网记录的地理信息以及地形图数据，自动生成管网的横断面图。用户可根据自己的需要选择观察任意位置和任意方向的管网断面图。4.4.4.4.4 纵剖面观察系统根据管网记录的地理信息以及地形图数据，自动生成管网的纵剖面图。从而用户可根据自己的需要从管线正面方向观察整条管线或几条管线走向。4.4.4.4.3 立体图观察系统根据管网记录的三维地理信息以及管网相互的连接关系自动生成管网的立体三维管网图。用户可以在任意范围内选择管网来生成管网的三维立体图，同时在

49、管网三维立体图中可以从不同的角度浏览查询管网的连接关系和管网的图形参数和属性信息。 4.4.4.4.4 管网立面查询系统提供有对管件从不同倾角观察、编辑的功能。某些管件从垂直投影平面图上看是重叠的，但实际上它们并不处于同一水平面上，此功能方便用户直观的观察、编辑竖管。4.4.4.5 量算标注系统提供对地物或管网不同方式的量算功能，并可把量算结果写入到标注中，量算方式分为自由量算、定位量算、坐标标注三种方式。4.4.4.5.1 自由量算 提供圆域、矩形、多边形、折线、角度等多种方式的自由量算。4.4.4.5.2 定位量算提供从一个对象到另一个对象之间的准确量算，如量算从底图中的点到管网中的管点的

50、距离等。 4.4.4.5.3 坐标标注实现对设备横、纵坐标的标注功能。4.4.4.9 动态标注系统根据用户指定的管件属性内容，自动添加动态标注，并提供对标注内容进行编辑修改。当这些标注内容添加完成后，系统能自动根据管件属性内容的变化，对标注内容自动进行维护处理。同时可对管件进行批量添加动态标注。4.4.4.10 任意点高程查看系统提供鼠标任意指定查看高程的功能。4.4.5管线信息分析功能4.4.5.1消防栓搜索消防栓搜索功能，能够帮助用户在火灾事故点附近迅速查询选取范围类的消防栓设施。4.4.5.2爆管分析爆管分析功能，能够依据管网的拓扑关系，自动在爆管点搜索需要关闭的阀门，显示阀门信息，打印

51、阀门卡片和爆管点处的现场维修图。4.4.5.3影响范围检测影响范围检测功能，能帮助用户在开挖路面施工前，了解可能影响的其他地下管线。例如需要更换某一根给水管线，在开挖施工前，通过影响范围检测功能，分析出哪些管线将在施工范围内，从而避免在维修给水管线时，挖断燃气、电力、通讯等其他管线。4.4.5.4区域碰撞检测区域碰撞检测功能，为用户提供了任意区域范围内地下管线碰撞监测的功能。用户可以根据国家标准、地方标准等相关规范，自定义规则库。本系统将根据此规则库判断任意区域范围内的水平方向和垂直方向的管线碰撞情况。4.4.5.5区域埋深检测区域埋深检测功能，为用户提供了任意区域范围内地下管线埋设深度是否符

52、合相关规范的监测功能。用户可以根据国家标准、地方标准等相关规范，自定义地下管线埋深规则库；本系统将根据用户自定义的规则库，判断出任意区域范围内的管线埋设不符合规则的管线。4.4.5.6老化检测及其预警管线老化检测功能，可以根据管线的使用年限和维修次数，来检查出老化的地下管线，并将老化的管线列出到数据列表窗口中。同时本系统还提供了，警戒哨的预警功能。在系统启动时，将根据警戒条件，例如超年限使用的管道或者维修次数过多的管道等等条件，进行预警，并将其超警戒的管道罗列输出出来。4.4.6管线维护更新功能4.4.6.1图形数据编辑对于系统中的管网设备，系统提供对管网图形数据的编辑功能。（1）系统提供开放

53、的图形参数库，参数库中提供国家标准的管点子图可供用户选择，用户也可以根据自己的需要添加个性化、公司内部通用的子图，用户可以根据需要设置编辑、修改各类管点设备的子图样式、颜色、大小等参数，还可以根据一定条件进行批量修改操作。（2）根据用户的需求，系统提供多种针对管网空间数据编辑工具，主要有：输入、删除、移动、复制、剪断、联接、线上加点等操作，操作灵活，定位迅速。（3）系统提供全面、多样化的解析录入工具，用户可直接在系统中根据施工单位提供的工程图纸上的栓点信息精确录入管点，系统还可自动维护整个管网的拓扑关系。如两点栓点录入法。4.4.6.2属性数据编辑管网设备的属性是系统所管理的重要资料，因此系统

54、根据用户的需求从不同角度提供灵活便捷的管网属性编辑功能。（1）系统提供了灵活多样的管网设备属性修改编辑功能，包括列表编辑，按条件检索编辑，根据实体参数统赋属性等；用户可针对某类特定的管件属性进行编辑，也可对任意管件的属性进行编辑，用户还可以单个编辑某一个管点或管段的属性，也可以根据自定义条件批量修改属性。（2）系统提供管网设备的属性结构编辑功能，增添或删除属性项，并根据各类属性字段的特点设置不同的字段形态，如编辑框、组合框、复选框以及按钮形态。（3）系统还提供多中数据库接口，可直接连接属性数据库，根据关键字进行外部数据库的连接，MAPGIS及本系统能够联接的数据库文件有DBASE、FoxBAS

55、E、FoxPro以及其它通用的数据管理软件的数据。4.4.7输出功能4.4.7.1打印出图系统提供方便的管网图形数据打印输出功能。用户可以根据自己的需要，选择任意范围或任意形状的管网图形进行打印输出。用户还可以选择不同的比例尺，同时可对相应的图幅信息进行编辑修改后，对图形进行打印输出。并且系统在输出管网图形数据的同时，可连同地形数据一并输出。4.4.7.2打印报表系统可将查询出来的设备属性信息以及图形信息通过模板打印出来，还可将查询出来的结果以报表的形式进行输出。4.4.7.3打印阀门卡片系统提供打印阀门卡片的功能，卡片上同时显示阀门精确的图形位置和阀门本身的属性数据，从而可对所有的阀门编号存

56、档，便于阀门的管理。5地下管线信息管理系统的应用与维护5.1信息系统应用（1）在地下管线规划阶段的应用城市地下管线的规划设计是城市基础设施建设的重要内容，是影响城市建设和发展重要环节。由于地下管线具有种类繁多、权属单位不同、隐蔽性强和更新快等特点，长期以来地下管线的规划和设计都是摸石头过河，没有准确的基础资料作为支撑，地下管线的规划难以到达很好的效果。建立地下管线信息系统以后，就可以在管线基础数据和辅助工具方面为管线规划提供帮助，使得地下管线的规划设计有章可循、有据可依。1）信息系统为管线规划提供准确的数据基础地下管线是一个多要素的综合体，各种地下管线具有空间分布的特征，管线之间相互作用、相互

57、制约，是地下管线规划设计需要考虑的重要因素。为此，管线规划必须综合考虑各管线间的关系，引入系统分析的理论和科学的方法，在各管线的空间数据和属性数据支持下，充分了解和分析各种管线的现状、优势、组合特征、利用条件和建设特点，就可以充分利用现状管线资料，清除了解管线的高程、走向等详细情况，同时可以参考老版本的规划图，来进行管线规划，因此信息系统的建立为管线规划提供准确的数据支撑。3）管线辅助规划管线规划通常是由专业的设计部门，根据城市的总体规划，在结合地下管线的现状基础，对城市未来管线的发展提出前瞻性的预测。由于管线规划需要考虑的因素很多，涉及的相关的数据也比较复杂，如何为管线规划提供辅助决策也是地

58、下管线信息系统需要充分考虑的方面，建立信息系统以后，就可以利用系统提供的功能为管线的规划提供辅助决策。碰撞检测：由于地下管线的分布具有隐蔽性空间分布的特点，不同的管线在规划和设计过程中，往往需要考虑不同管线之间的设计规范，如不同的类型管线的垂直距离、水平净距以及管线埋深等，通过区域碰撞检测功能，可以为用户提供了任意区域范围内地下管线碰撞监测的功能，能够自动根据用户定义或者国家标准、地方标准等相关规范，对管线的规划提供辅助检查工具。（2）在管线建设阶段的应用减少管线工程施工事故建立地下管线信息系统实际上是城市地下管线统一规划和建设管理的有效途径。由于许多城市地下管线管理工作中一直缺乏对管线相关部

59、门的统一协调和管理平台，没有制定出切实可行的法规、办法，来保障地下管线档案的及时移交，造成了地下管线资料的散失，严重的残缺不全，没有统一座标、高程、埋深、管径、材质、走向等内容的城市地下管线综合图，导致了地下管线分布不清，因而在工程施工过程中，损坏管道和挖断电缆现象时有发生，造成停水、停电，其经济损失是严重的。地下管线信息系统建立以后，能够通过这个平台建立以一套完整的体制和政策来协调各管线部门的关系，将地下管线档案资料的移交工作纳入竣工备案环节，同时通过制约手段来促进人们使用新的管理方式去查询相关信息，这样城市建设中各管线产生的新数据，能够及时规范，准确地更新到已有的管线库中，保证地下管线数据

60、的能够详细反映现状，因此，能够建立准确完整地下管线档案，实现地下管线科学化综合管理，为地下管线的施工，提供可靠的依据，大大减少施工过程中损坏地下管线的情况。为管线建设工程提供拆迁估算地下管线建设工程经常需要进行拆迁估算，需要根据地下管线工程的施工情况，对道路的开挖情况进行估算，通过信息系统中地下管线的现状情况和相关现状地形，了解实际工程建设过程中拆迁成本。由于投资决策阶段的市政工程造价控制具有先决性和指导作用，投资估算一经批准，即成为建设项目的最高投资限额，也是造价控制的总目标。因此，投资估算的准确与否不仅影响到建设项目的投资决策，而且也直接关系到设计概算、施工图预算的正确编制及至项目实施期造

61、价的有效管理与控制。根据市政工程工期紧、现场分散、又往往涉及城市居民的动迁及管线迁移等特点，在编制投资估算时，要充分考虑建设工期的要求及地质条件的影响，要掌握地下管网的分布等第一手资料，对征地拆迁、管线迁移的数量、类型要摸查全面、准确，力求投资估算确定在一个较为合理的水平上。拆迁分析就是针对以上实际管理需要，能够结合各类空间数据，实现市政工程投资投资估算。该功能能够依据地形图库（或现状地形图文件）、道路规划红线、现状管线，根据拆迁前期估算（匡算）工作需要，提供估算拆迁建筑物面积、管线长度和计算拆迁费用的辅助功能。此功能中，能够根据地形图中的建筑物信息，获取建筑物楼层数、计算建筑物面积、计算建筑

62、物与道路中心线的距离；能够根据用户设置的规则条件，大致推测建筑物的类别，如根据面积和房屋层数等信息推测某建筑物为厂房或者居民房屋等；能够对规划红线提供修改、编辑的功能；能够根据红线与建筑物的空间位置关系，求解得到红线范围内的建筑物，与红线范围部分相交的建筑物；提供用户判定特殊建筑的拆迁与否的判定，并提供对“拆半留半”等特殊建筑的处理功能。最后通过拆迁面积、估算拆迁单价等信息，得出拆迁前期估算的结果，并统计出总的拆迁面积、红线范围面积、拆迁估算价格等信息。3）为管线工程施工提供地下管线空间分布情况地下管线错综复杂，具有复杂的空间分布关系，紧紧通过平面图形难以描述其实际空间关系，只有通过一定的三维数据模型，才能够满足实际的应用需求，三维浏览功能，就能实现地上地物要素和地下管网的模拟三维显示，使得使用者能够更加形象的了解某一区域的地上地下地物的空间分布状况。该三维景观功能能够根据地形图库上任意范围内的绿地、河流、地表、建筑物边界、建筑物层数、路灯设施等信息，自动生成虚拟的