基于WebGIS的智能管网建设与研究

张贺

摘 要 城市智能管网可以采用先进的传感器、物联网等技术实现精确探测、定位地下管线等目标，可以实时监测、感知城市管网的建设情况，构建一个全信息化的智能管网。WebGIS是一个网络地理信息系统，可以将卫星采集到的建筑物信息部署到智能管网管理系统中，这样就可以从传统的平面模式转换到文字展示、图像标注、3D管网交互的模式，极大地提高了智能管网的可用性，实时监测、感知管网运行状态，当管网异常的时候可以及时预警和处置，确保城市安全健康运行。

关键词 WebGIS；智能管网；虚拟现实；三维建模

中图分类号 TP2 文献标识码 A 文章编号 2095-6363（2017）08-0071-02

随着我国城镇化进程的加快，越来越多的人汇集到城市，所以城市基础设施建设非常重要，大型商超、高层住宅、工业生产、民用消费等都需要通过管道供水和排水，因此，城市地下管线处于一个非常重要的地位。城市管网是城市交通、民生等建设的基础，也是城市安全高效运行的生命线，管网运行是否安全可靠、平稳高效等关系到城市环境健康发展，加强城市地线管网的建设已经成为全球性趋势。在国外发达国家，城市地下管网信息化已经成为城市发展的重要研究课题，许多城市建立了不同规模和用途的管网信息化管理系统，实现了智能管网建设，积累了丰富的建设经验。

我国城市管网建设采用计算机的时间较短，智能管网建设尚处于起步阶段，因此，引入先进的WebGIS技术可以精准获取地理信息，将这些地理信息的坐标、附近建筑等标识出来，为智能管网建设提供信息基础。

1 基于WebGIS的智能管网建设应用

城市管网是一个城市安全运行的生命线，城市管道建设中面临着许多威胁，比如第三方开挖、机械故障、管道腐蚀、控制系统失灵等。因此，智能管网建设需要采用标准化、科学化和共享化的计算机技术，尤其是WebGIS技术，可以将管网建设的主动脉、交通路网等集成在一起，实现对城市管网的精确探测和地下标识。基于WebGIS的智能管网建设过程中，需要将智能管网的信息、计算机信息集成在一起，开发一个直观化、形象化、共享化和数字化的软件，并且利用云计算平台实现用户操作和管理。具体地，基于WebGIS的智能管网可以划分为3个层次，分别是表示层、逻辑业务处理层和数据业务处理层，自顶向下将系统进行划分，如图1所示。

智能管网采用WebGIS技术，可以构建一种先进的业务处理模式，将空间地图信息和3D管网模型集成在一起，利用先进的JavaBean数据库访问组件，调用数据，实现互联网的实时通信服务。目前，WebGIS访问采用中间件Java？Server技术，并且可以合成GIS操作模块，管理各个不同的计算平台之间交互操作内容，智能管网系统采用的中间件为ArcIMS。ArcIMS中间件可以实现客户端、服务器端的通讯处理操作，把Web浏览器、 Servlets服务引擎、ArcIMS应用服务连接器、应用服务器和ArcIMS监控器集成在一起，其中连接器包括5种，分别是Java程序连接器、ActiveX连接器和JSP连接器，这些连接器可以实现应用程序的服务处理，并且确保地理信息系统和应用用户之间的负载均衡，同时ArcIMS中间件利用Java语言实现编程，并且能够作为一个后台程序进行运行，为用户提供一个追踪地图服务，实现对地图组件目录的查询、定位和链接，ArcIMS应用服务器正是在这种信息的基础上，合理分配空间服务器的，多个应用服务器可以同时和应用服务器进行通信。智能管网可以利用虚拟技术提供一个强大的管理机制，将系统保存在一个稳定的区域，这个区域能够供多用户并发访问，按照用户的访问调度系统，共享硬件资源，提高了系统并发性、资源利用率，同时可以将智能管网数据部署在较小的存储空间中，根据软件配置模式和用户访问频次，定期地调换硬件平台的使用程序，为用户提供最高的并发服务，多个用户能够同时共享CPU、带宽资源和云平台。

2 基于WebGIS的智能管网建设关键技术

基于WebGIS的智能管网建设过程中，系统采用的关键技术非常多，比如GIS技术、3D建模技术、GPS技术、虚拟现实技术等。

1）GIS技术。GIS（地理信息系统）是一门新型的空间分析技术，已经在空间资源环境中得到广泛应用。GIS技术可以有效地将地理空间划分为多个属性信息，对环境资源进行快速的管理，便于地理操作人员使用，动态地采集、传输和共享空间信息资源，可以实时地监控资源环境变化。

2）3D建模。智能管网开发过程中，需要利用虚拟现实、图像处理技术实时绘制图像，以便将实体目标模型快速化渲染出来，并提供给用户浏览。因此，智能管网运行过程中嵌入了3D建模绘图功能，先进的绘图管理功能能够支持3D绘图，并且有效支持图像的旋转、移动、缩放等图片操作，降低互联网的传输带宽占用率，提升了图片的显示精确度。

3）虚拟现实技术。虚拟现实（Visual？Reality，VR）是一种集成性的计算机技术，其综合了图形图像处理、互联网、传感器、多媒体、人机交互、仿真系统开发等多种技术，为人们提供一个具有较强沉浸感、模拟真实环境的虚拟世界。智能管网开发中，利用虚拟现实为管理人员提供一种新型人机接口，可以使参与者沉浸于计算机生成的虚拟世界，同时还可以为用户提供一种与虚拟世界通信的手段，在用户操作虚拟世界的三维物体模型对象时，该对象可以对用户的操作作出实时的？反应。

3 结论

智能管网建设采用先进的WebGIS技术，可以将地理空间模型与管网线路集成在一起，生成一个虚拟的展示系统提供给用户，构建一个实时化、动态化、可视化的服务模式，帮助城市管网建设、管理、维护部门进行决策，具有重要的作用和意义。

参考文献

[1]刘银花.论地形测量与地籍测绘在国土部门的应用[J].科技风，2013，7（6）：104.

[2]吳庆华.GPS技术及其在地籍测量中的应用[J].科技资讯，2009，30（5）：480-485.