地下管网地理信息管理系统的应用研究

王新

[摘 要] 地下管线是基础设施的重要组成部分，是地上建筑等基础设施赖以生存和发展的物质基础。地下管网布局图纸、资料是基础建筑规划的重要材料，准确掌握地下管网布局及现状是保障基础建筑安全发展的基础。充分发挥信息化管理的作用，依托信息化技术实现地下管网地理信息管理，是当前基础建筑规划发展中的重要课题。

[关键词] 地下管网；地理信息管理系统；管理信息化；城市规划；建设

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2014 . 05. 030

[中图分类号] F294；TP315 [文献标识码] A [文章编号] 1673 - 0194（2014）05- 0051- 02

1 地下管网地理信息系统概述

随着社会的发展和现代化程度的提高，地下管网建设越来越重要，地下管网已逐渐成为人们生活的重要组成部分。传统的需要大量人工投入的实体资料式管理方式已经跟不上社会发展的需求，建设地下管网地理信息管理系统成为解决这一问题的关键。地理信息系统是多学科交叉产生的地理学新技术，其原理是以地理空间数据库为基础，采用地理模型分析方法，适时提供多种空间的和动态的地理信息。地下管网的特点决定了其管理工作采用人工方式的困难性，因此，人们将地下管网信息与地理信息系统结合而形成了全新的分支管理系统及功能，即地下管网地理信息系统。我们通常所研究的地下管网地理信息系统是通过网络计算机来实现其信息搜集、信息整理、信息分析、信息诊断、信息决策等功能。其构成主要包括计算机硬件系统、计算机软件系统、地理空间及属性数据和系统管理操作人员。

2 地下管网地理信息系统主要功能

（1）地图登录功能。根据整个地下管网系统的实际地图或图纸资料绘制完整的地图，利用计算机技术将该地图数字化、矢量化，整个系统以此数字化地图作为依托和框架。打开该系统时，以该数字地图为登录口，在其上叠加管网信息。数字地图是多层次的，在绘制时，根据不同图纸资料进行叠加分层，包括房屋、河流、街道、铁路、地下管道（水、气、电、暖等），因此在登录功能的设计中，加入分层信息，实现使用者可选择性地分层登录和管理以及动态显示。该模块的主要实现功能包括地图漫游（在鼠标或者键盘控制下的任意方向移动）、放大/缩小（按照设定的一定倍数比例）、索引图检索等。

（2）查询功能。前期的地理信息系统设计时，将所涉及的地下管网系统各个方面和层次的特性和功能予以附加，所有有效信息记录入图库。系统可实现用户查询管网及附属设施，在图上选中某个设备即可查询其属性。该模块主要功能包括：编号或名称与设备及属性的对应查询，系统图和局部图的查询，用户信息资料的查询，管网基本属性的查询，管网附属设备的查询。

（3）统计功能。系统中植入统计功能，实现对各类信息的统计，包括：规定范围内的管线统计，管线属性动态统计，管线故障信息统计（包括历史信息及动态信息），规定范围内管网节点数统计，各种类型管道性能统计，管网更新情况统计，用户类型统计，信息记录统计等。

（4）故障分析功能。当整个地下管网系统中某个环节出现故障时，系统能够实现故障筛漏、定位、分析功能，通过系统分析确定故障部位，然后用设定色彩标注。故障分析系统能够根据故障的实际情况分析并生产故障数据，显示故障的具体部位、故障类型、检修方法等，这些数据通过系统运行显示在指定的屏幕上。

（5）性能维护功能。当故障发生时，系统在快速确定故障位置后，显示背景图以及故障两端的设备背景图，并将这些背景图输出。地下管网系统经过修整排除故障后，系统对管网的数字地图及数据库信息进行修改、增加、删除等。

（6）测量运算功能。根据地下管网地理信息管理系统生成的数字地图信息，调用数据库资料，以折线、圆弧、圆、多边形等形式，累加或累减的方式计算整个管网地图的面积和长度等信息。面积和长度信息包括整体和局部两个方面。

（7）图形、数据输出功能。通过计算机链接打印机、绘图仪等工具，当用户需要地下管网资料数据、统计报表等相关信息时，可由系统调出资料，通过打印机或绘图仪输出。

3 关键技术

（1）管线纵横断面图。地下管网的断面图是地理信息管理系统的重要构成资料，是地下管网信息的基础。此系统中所指的断面图能够有效反映出管线在地下的相对位置，以及管线之间的相对位置，管线的埋深、距离、类型、管径等数据。该断面图的作用不仅仅是方便管理，而是防止施工的无意破坏。断面图又分为横断面和纵断面，横断面是指垂直于管线位置的一个截面，纵断面是指沿着某一管线方向的一个截面。横断面的主要作用是得出各管线的坐标然后进行标注，根据标注可得出管线间的地理位置关系。纵断面的主要作用是直观体现管线的走向与走势，体现管线的坡度和地理特征。

（2）爆管分析。爆管分析功能是地下管线地理信息管理系统的重要组成部分，也是其中的关键功能。当地下管网出现故障时，爆管分析功能分析出故障点及周围设备信息，设定最优解决方案。出现故障时，首先经过分析计算出应当关闭的阀门，标示出关闭阀门后的影响范围。通过计算分析，选择最优的方案，即影响最小的方案。爆管分析主要分为两个步骤：第一步，确定故障点，从故障点出发沿着管线逆管追踪，直至找到第一个阀门后停止，然后由该阀门确认其所管辖范围，及关闭后的影响范围。第二步，从查找到的阀门反向出发进行追踪，得到受影响的管线范围。

主要参考文献

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[2]吴正中，刘俊萍.基于VB与MapX的地下管网地理信息系统研究[J].中国水运：下半月，2013（10）.

[3]鲁保玉，李国贞.城市地下管网地理信息系统的数据结构[J].微计算机信息，2006（2）.