建立煤气管网管理GIS系统及系统建设与应用中的关键问题分析

姚红波

摘 要：文章在简单介绍GIS系统的基础上，对系统的构建以及建设和应用过程中需要注意的关键问题进行了分析和讨论。

关键词：煤气管理 GIS系统 关键问题

中图分类号：TU996.6+2 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）10（b）-0200-01

目前，燃气已经成为我国居民日常生活中最为重要的能源之一，与诸多行业的生产经营活动也有着紧密的联系，其重要性不言而喻。但同时我们也看到，大多数燃气公司管网管理工作的信息化改革仍处于初期阶段，资料多以CAD或图纸的方式保存，这种方式不仅不利于资料的共享和应用，而且会给数据的查询、分析、统计带来极大的困扰。因此，燃气企业迫切需要一种科学、便捷的方式对城市燃气管网进行管理，而随着计算机科学技术的飞速发展、GIS系统的不断成熟，越来越多的燃气企业开始着手基于GIS的城市燃气管网信息系统的构建，使自身对燃气管线数据的管理与应用能力得到了有效保障和大幅提升。

1 煤气管网GIS系统结构与功能模块设计

根据功能、性能、数据需求的不同，GIS系统在结构与功能模块设计方面往往存在一定的差异，为方便讨论，该次研究以某燃气公司的GIS系统为例，对系统的结构与功能模块设计进行分析和讨论。

1.1 系统结构设计

首先是逻辑结构。该系统采用面向对象技术设计实现，设计工作采用B/S、C/S相结合的方式进行，其中，B/S结构的作用是显示数据、查询以及分析和修改；C/S结构的作用是实现数据输入、编辑、更新、处理、查询、分析和统计。这种设计模式的优点在于系统的选择能够更加符合客户的实际需求，提升系统安全性和资源利用率，并将成本降到最低。逻辑结构分为表现层、逻辑层和数据层。

其次是功能结构。系统的功能和业务可分为地图管理子系统、数据入库子系统、管网设施子系统、管网分析子系统、系统管理子系统、紧急事故处理子系统、客户管理子系统、WEBGIS发布子系统等。其中，B/S结构针对普通用户，主要提供显示和查询功能；C/S结构针对高级用户，主要提供数据修改功能。这种做法不仅能够使系统的安全性得到最大程度的提升，而且还会使软件的成本大幅下降。

第三是数据库。该系统的数据库采用的是关系数据库，以便使数据的统一管理能够得到更好的实现，主要包括管网信息数据库、基础地理信息数据库、客户信息数据库、系统数据库。

最后是网络结构。由于所需存储、传输的煤气管网、地形图等数据资料非常庞大，因此为了确保这些数据能够得到有效管理和共享，硬件网络采用了高性能的服务器和交换设备，并使其具备了较高的可扩展性。

1.2 功能模块设计

首先是数据入库子系统。包括数据的检查、入库、更新三个部分，主要任务是核对外业数据，并将满足相关要求的数据添加至数据库当中，确保数据库中所存储数据的现势性。

其次是地图管理子系统。主要任务是显示和管理数据、打印和制作地图以及WEBGIS地图的初始配置。地图管理子系统是本系统最为重要的组成部分之一，包括视图操作、分层管理、测量与动态标注、鹰眼导航、容差控制、地图输出、专题图制作等多项功能。

第三是管网设施管理子系统。主要任务是为煤气管网中的各类设施建档，同时提供查询、检修等级、统计等功能。

第四是管网分析子系统。主要功能包括交叉分析、横纵断面分析、爆管分析、碰撞分析、管线三维分析、连通分析、净距分析、供气区域分析、路径分析等，是事故处理、决策制定等的重要基础和前提，对于提升计算结果的准确性以及工作效率具有积极的推动作用。

第五是紧急事故处理子系统。主要功能包括关阀分析、事故定位、历史漏电查询、漏点分析、事故历史查询。作用是在煤气管网发生事故时进行分析和应急处理。

最后是系统管理子系统。主要功能包括权限管理、安全管理、数据恢复和备份、日志管理，作用是修改客户权限和增删用户。

2 GIS系统建设与应用中的关键问题

在燃气企业GIS系统建设和应用过程中，最为关键同时也是最为核心的问题就是数据问题，其中主要包括业务属性数据、城市基础空间数据、管网数据等。而且，GIS系统的生命力也取决于数据能否持续更新。[1]

2.1 管网数据的准备

主要包括分析和梳理现有数据、采集缺失数据、数据的检查和整理、数据入库等内容。其中，对于现有数据的分析和梳理对象为现有管网空间和属性数据中有价值的部分，经过处理后的数据通过整理和转换最终传入数据库。对于不完整、不准确或存在缺失的管网数据，可通过现场采集、核实的方式进行补充；管网地下设施测量工作的主要对象为其高程、平面位置和相关属性，可通过地下管线探测仪、高精度GPS设备联合法进行测量。

2.2 燃气管网数据建库

数据库是GIS系统服务功能得以实现的重要基础，通过对燃气各类地理、空间信息资源的整理、加工与整合，构建统一的综合型燃气管网数据库，使燃气管网的业务属性数据、基础空间数据、管网数据能够得到统一的管理与应用。在数据库的构建过程中，应结合管网数据标准对数据进行图幅拼接、编码分类、分层、属性赋植、质检入库等操作，确保数据管理的分层、无缝进行。

2.3 燃气管网数据标准

燃气管网数据库的建设工作结束后，需要按照点、线、面空间几何特征、地物间关系、地物属性等对燃气地理信息进行分层管理，并以此为依据完成单元与层次划分的标准。为了使不同管网图层的属性结构得到统一和规范，还应建立管网的属性结构标准，即除以上内容外，还应建立管网探测工程技术标准、管线元数据标准、管线图编绘标准、竣工测量技术标准、管线测量标准等。

2.4 燃气管网数据更新

若脱离了数据的不断更新，则GIS数据库中存储的数据就会逐步过时，其使用效能和参考价值也会全部丧失，因此，必须构建数据库中数据的更新机制。从业务层面看，应建立并贯彻严格的管网数据的动态更新机制，为确保数据更新的有效性，还应设置专门科室统一管理，并将工作责任落实到具体的工作岗位。从技术层面看，GIS管理工具中应设置数据的动态更新模块，为数据的添加、删除、修正、监理提供便利。另外，在数据的更新过程中，除图形、属性数据的更新外，也要注意做好点线数据间拓扑关联的同步更新。[2]

3 结语

煤气管理GIS系统能够将无法直接进行观察的煤气管网信息移植到计算机当中，使管理工作能够在可视化条件下顺利进行。同时，依托计算机的数据分析功能，各类紧急事故的应对和处理也可以获得更加全面的信息支持，为企业的社会和经济效益提供更加坚实的保障。

参考文献

[1] 谭天.浅谈GIS在燃气管网管理中的应用[J].中国新技术新产品，2013（7）：105.

[2] 韩波.一种基于GIS的城市燃气管道风险管理系统[J].科技视界，2012（27）：79-80.endprint