赣州市地下综合管网信息系统建设

王 帅 李 胜

（江西理工大学，江西 赣州 341000）

1 引言

城市地下综合管线主要包括给水、排水、燃气、热力、电力、电信、工业、综合管沟八大类[1]，其担负着能量与信息传递的工作，是城市赖以生存和发展的重要物质基础，被誉为城市的“生命线”。随着赣州市发展步伐的不断加快，城市管理对地下管线的依赖性也越来越强。但是，由于历史和现实的各种原因，赣州市地下管线建设及其管理滞后于城市的发展和国内同行业水平，其混乱无序的状况，已成为阻碍赣州市城市建设和经济发展的瓶颈。从赣州城市发展进程来看，赣州市正在按照200万至300万人口的特大城市目标重新进行城市定位，城市土地开发力度将不断加强，城市地下空间利用将日益重要。然而传统的城市地下管线管理办法，效率低下，难以适应现代城市发展对海量数据管理的需求，造成资源的浪费，难以满足数字赣州建设的要求。故针对这种现状，应组织力量，投入相应的资金查明地下管线分布状态，采用新技术和新方法来建设高效、动态管理的城市地下综合管线信息系统，实现城市综合管线管理现代化，以满足管线相关部门的需要，同时为数字赣州建设和管理提供高质量的服务。

2 系统建设目标

根据赣州市地下管线管理现状以及未来发展趋势，我们确定该系统建设的总体目标为：以地理信息系统为基础平台，以市规划建设局为中心，形成市政府、市规划建设局、建设单位、设计单位、管线权属单位、数据维护机构之间多级管理网络，分阶段、分区域、分内容建立多层次的、实用的、与市规划建设局系统业务紧密关联的地理信息系统。建立具有权威性、现势性的地下管线信息管理系统，将地下管线信息以数字的形式进行获取、存储、管理、分析、查询、输出、更新，实现地下管线数据的动态、集中式管理与分级更新机制，提供全面的管网空间分析和工程辅助设计，提高城市管理效率，为社会提供多元化的服务，为城市可持续发展及防灾减灾提供决策支持[2]。系统建设应实现以下目标：(1)实现赣州市地下综合管线信息计算机化、网络化管理，实现对地下综合管线信息的综合管理、动态更新；(2)为赣州市城市规划、建设、管理提供信息资源和技术平台；(3)为赣州市政府、管线权属单位和各级领导提供决策、指挥、管理的科学依据；(4)为社会提供多元化的服务，为赣州市可持续发展及减灾防灾提供决策支持。

3 地下管线信息系统设计

3.1 系统结构设计

赣州市综合地下管线地理信息系统采用三层结构：表示层、逻辑层和数据层，如图3-1所示。系统采用C/S和B/S混合模式，内部业务系统采用C/S模式，对外开放的公众服务系统采用B/S模式。客户端采用桌面与浏览器相结合的方式，采用ArcGIS10.0产品作为应用服务器，采用Oracle 11g大型数据库管理系统作为数据库服务器，构建以管理式服务为数据中心，和管线权属单位、相关政府部门等进行互相连接的远程网络，形成了集中管理与分布式应用相结合的地下管线信息系统。

图3-1 赣州市综合地下管线地理信息系统三层体系架构

⑴数据层：数据层用来管理系统涉及到的相关数据，管理的数据包括基础地理数据、管线数据、其他一些数据等，通过空间数据引擎ArcSDE来集成异构数据源操作，数据存储在Oracle数据库中，把相应的数据存储在Oracle数据库中，并对其数据进行查询、更新等操作。

⑵业务逻辑层：业务逻辑层是数据层与表示层的一个接口，这个接口里主要包含了一些应用开发组件，如管网地理信息系统用到的ArcEngine、ArcServer组件及必要的.NET组件。

⑶表示层：表示层是呈现在客户端的地理信息系统用户界面操作，表示层通过底层的数据层、中间层的业务逻辑层 操作进而升级到表示层，客户端只需和该系统交互，无需管其他。

3.2 系统数据库设计

管线数据库是对管线空间数据与属性数据存放的一个集合，数据库的建立不仅仅是为了保存数据，更主要的是为用户提供对数据高效的管理和控制，因此数据库设计的好坏将直接影响到数据管理效率的高低。数据库设计过程中，在充分考虑数据结构的普遍性和数据的多样性、准确性的同时，力求建立一个开放的、灵活的空间和属性数据一体化的数据库，以保证系统正常有效运行[3]。采用Oracle 11g作为该系统后台数据库管理系统，因为它是业界公认的最高效、最稳定的大型数据库管理系统之一，能管理大量的空间和非空间信息数据，且具有非常强大的应用开发能力[4]。

该系统数据可以进行如下分类：

(1)地形图库：赣州市1：500分幅地形图和条带地形图。

(2)管线数据库：管线历史数据、管线现状数据及辅助要素等信息。

(3)规划审批库：道路中心线、用地红线、建筑线、规划管线红线。

(4)航片卫片库：航飞和卫星拍摄的现状栅格图。

(5)档案数据库：包括档案信息数据、文档、图纸等。

3.3 系统主要功能模块

该系统按功能划分为：数据采集与建库子系统、综合应用子系统、数据动态更新与管理子系统、地下管线档案管理子系统。各子系统的功能为：

1）数据采集与建库子系统。外业探测的管线数据需要按要求转换为管线数据库中的数据。本子系统的构建是基于数字地形图数据、地下管线图形数据和属性数据库，由计算机（包括PDA与PC）软件按规定采集的外业管线数据（包括空间数据与属性数据）转换为系统要求的格式数据，将探测处理后的数据经逻辑查错送入地下管线数据库，具体包括管线空间数据与属性数据的数据采集、数据检查及预处理、数据转换、监理查错、数据入库等工作。

2）综合应用子系统。综合应用子系统的构建是基于数字地形图数据、地下管线的矢量数据库，主要功能包括：对管线及相关数据的管理、地图符号化，查询显示、统计报表、制图输出、剖面图生成、空间分析计算、管线工程辅助设计、历史数据追溯、三维管线浏览、辅助决策等。

3）数据动态更新管理子系统。城市建设的迅速发展带来地下管线不断变化，地下管线不同于地面建筑，敷设覆土后就难以直接了解其详细情况，为此只有切实执行管线竣工测量，实现管线动态管理，才能保证管线数据的现势性和准确性。地下管线数据的动态更新主要是指对城市地下管线探测和新敷设管线竣工测量的计算机成果提交与入库。

4）地下管线档案管理子系统。地下管线档案是城市规划、建设、管理的重要依据，必须建立严格的信息更新和档案归档制度，实现地下管线动态管理。建立起有法规约束的地下管线数据更新机制，及时采集新建的地下管线数据并更新管线数据库。地下管线档案管理子系统涵盖地下管线档案从接收、审核、移交、整理、入库到查询利用以及统计分析的管理。档案信息中包含地下管线工程的文件材料、图纸、声像和电子文件，实现档案信息全面有效的管理和利用。

4 结论

本文针对目前赣州市地下管线管理的现状，确定系统的建设目标，对系统进行总体设计和数据库设计，以C#作为开发语言，ArcGIS作为软件平台，通过ArcSDE将其与Oracle数据库连接，开发出赣州市地下综合管网信息系统。赣州市地下综合管线管理信息系统的建设，为城市地下管线的信息管理、档案管理及地下管线规划信息管理提供了平台，也为地下管线信息的动态更新与维护提供了一个平台。该系统的开发建设，有效地推动赣州市的地下管线动态管理和信息化建设工作，为赣州市城市管线规划、建设和管理提供依据，大大提高政府办公效率，为政府决策和紧急事故处理提供依据，其空间信息也将成为“数字赣州”的重要组成部分。

[1]CJJ61-2003，城市地下管线探测技术规程[S].中国建筑工业出版社，2003；

[2]韦斌基于ArcGIS城市地下管线信息系统的研究与设计[J]测绘与空间地理信息2011(02);

[3]董绍环城市地下综合管线管理信息系统研究与实现[D]中国石油大学2011;

[4]蔡岷GIS技术在地下综合管线系统中的应用[D]大连：大连理工大学，2005.