供水地理信息系统的应用与未来发展

2019-03-14谢译德厦门水务集团福建厦门361000

安徽建筑 2019年9期

谢译德（厦门水务集团，福建厦门 361000）

1 引言

地理信息系统（GIS）是在计算机软、硬件支持下，对空间中的地理分布数据进行储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。供水地理信息系统的应用主要体现在通过信息化存储和展示，构建各类供水设施的管理系统。

地理信息系统帮助供水企业实现供水设施管理从图纸时代向信息时代的跨越。通过构建供水地理信息系统，能科学管理区域内供水设施；通过可视化展示，能方便了解供水设施属性信息、周边道路、建筑情况；通过数据统计和分析，能够精确掌握供水设施规格、数量、使用情况等。

供水地理信息系统的重要性已得到充分肯定。约从本世纪初开始，国内各大中城市水司陆续对地理信息系统在供水管网、设施上的使用进行关注，开展对应研究和规划。从当时文献上看，一些水司已经进行对地理信息系统使用的研究，并将地理信息系统建设列入今后发展规划当中。

经过近二十年发展，国内相当部分水司已完成供水地理信息系统建设，形成管理体系，并积累一定数量的数据。为供水地理信息系统的组织架构、功能模块、日常使用积累了宝贵经验。

完成帮助企业供水设施从图纸管理向信息化管理跨越后，为供水地理信息系统仍具有巨大的挖掘、发展空间。本文围绕供水地理信息系统应用和未来发展展开论述。

2 基础功能和管理要求

供水地理信息系统价值的发挥应建立在技术、管理紧密结合，相互促进之上。一个有价值的供水地理信息系统必须包含完善的基础功能和严格的日常管理。

供水地理信息系统基础功能围绕数据录入、数据查询分析、地图显示展开，体现信息数据库功能，构建数据管理平台。

完整的软件应用体系应在不同平台上相辅相成、优势互补，包括：地理信息系统电脑客户端、网页端、移动应用端。电脑客户端完成信息数据校核和录入；网页端进行大范围地图展示和查询；移动应用端进行移动定位、小范围地图查看。

基础功能模块应包括如下：①数据输入和导入；②数据输出和导出；③数据编辑与更新；④数据存储与管理；⑤地理信息展示；⑥地理信息查询与分析；⑦地理空间定位；⑧空间处理能力，如统计和量算等；⑨分析和辅助决策等。

由于地理信息系统对数据有严格的要求，需要大量数据作为系统底层支撑，同时确保数据准确性保障系统使用。因此，供水地理信息系统要配备完善管理制度和专门岗位录入数据、确保数据准确性、时效性，保障系统的正常运行。

根据供水企业业务，地理信息系统管理体系涉及部门：售水公司、营业所、施工部门、测绘部门、数据录入部门、档案管理部门、信息化部门等；涉及工程：新建工程、改造工程、报废工程、维抢修工程等；涉及供水设施：管道、泵站、阀门、流量计、消防栓、检修井等。相应部门完成负责事务，按需设置专管岗位，制定岗位职责；对各类工程梳理工作流程，进行数据测绘、审查、移交、校核和录入，确保数据更新及时性和准确性；做好系统数据备份、管理和保密措施。

3 功能拓展与系统集成

供水地理信息系统中，软件建设、数据积累是树的土壤和树根；基础数据录入、地图展示是树干；而更多功能拓展，其他信息化系统集成则是枝叶。这棵树能否枝繁叶茂、开花结果，就要在功能拓展和系统集成上进行研究。

数据是地理信息系统的基础，功能拓展应围绕地理信息数据处理与深度挖掘展开。当前阶段地理信息系统数据处理基本仍处于数据存储、展示、统计、搜索的阶段，数据处理、分析功能可以进一步拓展和加强。管网设施数据带有天然大数据属性，数据总量巨大，包含价值巨大。充分利用数据资源对地理信息系统进行功能拓展，可以从以下几点着手。

①对导入系统的数据进一步精细化。如导入管道数据，不仅导入管道的初始、终止坐标、口径，还可视情况将数据细化到管道管材、生产日期、安装日期、施工人员、项目编号等，拓宽地理信息数据内涵；

②加深对地理信息数据利用。充分利用可视化、各类图表的方式进行数据展示，提供多种统计分析功能，增加操作自由度；

③建设3D地理信息系统。在二维地理信息系统的基础上对具有三维地理坐标的地理信息进行空间模拟，提供空间可视化功能。在3D地理信息系统基础上还可结合现今快速发展的虚拟现实技术建设虚拟现实数据空间模型；

④区域划分引入网格化概念。对地理信息数据进行网格化划分和分析，如按不同抄表员抄表区域进行网格划分；

⑤引入人工智能技术。开发利用大数据进行智能决策功能，提高决策准确性和实用性。机器学习、人工智能算法正处在快速发展阶段，机器自主学习获得知识能力也在逐渐加强，未来肯定在更多领域得到应用。关注机器学习、人工智能在地理信息系统中运用的方向，根据地理信息大数据，对供水区域内管网管理、施工方案、应急情况处置提出精准建议，具有很大的发展空间；

⑥将地理信息数据与供水企业内其他数据结合。通过横向联系，完成更深层次数据挖掘。如地理信息数据与用户数据、地理信息数据与表务数据、地理信息数据与营业收费数据、地理信息数据与抄表数据相结合，再进行统一的数据分析。

地理信息系统的系统集成，指将供水地理信息同供水企业的其他信息化系统进行联系和集成，围绕地理信息、物联网、云计算、移动应用技术进行，包含如下几项。

①地理信息系统与智能水表系统结合。智能水表在国内各大中城市试点工作已基本铺开，智能水表推广也成为供水企业未来发展的一大方向。基于智能水表物联网、坐标定位、远程数据传送的技术特性，和供水地理信息系统的联系应是非常紧密的。发展智能水表系统时，不应只着眼于智能水表系统本身，将两个系统结合起来，相互促进，对两者未来发展都会很有帮助；

②地理信息系统与生产调度系统结合。生产调度系统对自来水生产、输送进行统一把控和科学调度，与地理信息系统结合后，能够为调度人员提供详细管网拓扑信息，帮助进行更科学的调度；

③地理信息系统与维抢修工单系统结合。供水企业中的维抢修工单系统涉及位置定位、设施维修，将两者结合，一方面提供移动定位，方便维修人员进行抢修作业；另一方面可以增加地理信息系统内涵。抢修数据成为地理信息系统数据分析的一部分，如形成管网/抢修地图直观展示，分析管网中漏水事件高发管段等。对掌握、分析管网情况，辅助抢修规划提供帮助；

④地理信息系统与移动抄表系统结合。移动抄表系统是抄表员使用移动终端抄表的移动应用系统，抄表数据远程传输，与营业收费系统相连。移动抄表数据能为地理信息拓扑提供水量数据，为自动计算管网运行模型提供可能；

⑤地理信息系统与管网建模结合。通过构建管网模型，能够较准确地模拟管网运行情况。管网模型基础数据包含两方面内容：一是管网拓扑数据，二是水量数据。地理信息系统与管网模型结合，能够简化建模工作，同时为模型提供最新的管网拓扑数据。

供水地理信息系统发展到今天，已产生很大价值。进一步实现地理信息系统功能拓展和系统集成，是今后完善地理信息系统在供水企业中应用，继续发挥更大价值的主要方向。