温岭供水管网地理信息系统（GIS）的应用

◎ 温岭自来水厂 郑 龙

引言

供水系统是一个复杂的系统，尤其是管网系统，作为一个庞大的拓扑结构，不仅敷设情况复杂，运行灵活多变，而且信息量、现状参数等方面呈现动态性。地下供水管线敷设量越来越大，管网分布越来越复杂，但供水地下管线管理还停滞于手工作业阶段，管网资料基本以图纸形式保存，需要时必须通过人工调档查阅，工作量大，工作效率低，加之有的供水管线资料不全，对于供水管网的施工维护管理只能依靠人工经验，缺乏系统性和科学性。在城市建设飞速发展的今天，城市供水管网处在不断更新与发展过程中，原有的人工加经验的管网管理方式在很大程度上已经成为制约提高供水服务质量的瓶颈。为了保证供水系统安全、经济的运行，实现生产运行科学化、经营管理现代化，温岭自来水厂在续制水自动化控制系统、供水管网调度系统之后，建立了温岭供水管网地理信息系统。自2004年起，开展了供水管网普查工作，获得了数字化管网图形，并建立了管线及设施的基本属性数据库。供水管网普查工作完成后，并着手构建供水管网GIS系统平台，整合各属性数据库，以满足随管网日益变化而同步更新资料信息的需要。

一 系统概况

地理信息系统对供水管网数据作全面而准确的综合管理，实现日常管理、查询、维护、爆管漏水事故紧急处理等功能，同时在一定程度上为供水工程更新、改造规划设计提供有效的依据。

总体目标：实现管网各信息的快速查询和统计及报表输出；实现管网空间属性分析；提供管网事故抢修处理决策；管网辅助设计。

二 系统平台的组成

供水管网信息管理系统选择MapInfo的MapX作为基础GIS开发平台，开发基于客户／服务器（C/S）的系统管理软件。用Visual Basic、Visual C++等作为开发语言，通过构件技术（ActiveX）和OLE（对象链接和嵌入）、SDE（空间数据引擎）等实现GIS系统集成。

三 系统数据的组织

供水管网地理信息系统是一项较大的信息工程项目，它包括管网数据的勘测、录入、建库等部分。要保证系统发挥其作用，管网数据的正确性是极其重要的。供水管网数据勘测、录入、建库直至供水管网地理信息系统建立。

1、工作范围：供水管网地理信息系统市政供水管道：水厂——城市管网——用户配水线——总水表。

2、主要工作内容：普查（勘测、查档案资料）工作范围内市政供水管网GIS系统管理的设备（管线、阀门、消防栓、水表、三通、四通、变径点、变质点等 ）的平面位置、坐标（X、Y、Z）、高程、埋深、连接方向、规格、材质、敷设年代等；根据普查数据信息按供水管网地理信息系统要求的格式整编，建立属性数据库；建立供水管网地理信息系统。

3、工作流程：为确保数据准确性、完备性及今后的易于维护，供水管网的普查建立了一整套严格的程序，从外业数据采集测点的编码方式，到内业数据的建库格式，都严格遵循现有国家及行业标准。外业数据采集采用GPS全球定位系统及全站仪，对现场数据采集的全过程到严谨、认真，对有问题的数据采取二次复核。

四 系统功能描述

1、数据输入功能

能够接受多种格式的数据输入，即可数字化录入、扫描矢量化录入、坐标录入、屏幕作图等方式输入有关图形和属性信息等，又可按收多种外部数据文件，如AUTOCAD 的DXF 和DWG 格式、ARC / INFO 的E00格式以及用户需要的其他GlS软件采集的矢量数据文件格式，以及ORACLE 、DB2 等数据库中的数据。

2、图形及属性存储和编辑功能

（l）图形编辑手段及辅助设计：能对点、线、面、注记进行增加、删除、修改、移动、捕捉等多种操作。对于新、改、扩管线，能用AutoCAD 绘制的管线图数据导入管线电子地图生成相应的管线图。

（2）图形信息分层存储：图形信息的分层存储有利于对其进行编辑、检索、统计及管理。能根据需要对某些图层进行扫开、冻结、删除、设置、替换等操作。

（3）属性数据的编辑功能：能对属性库中的记录进行增加、删除、修改、查询等操作，可以进行图形与属性的联动修改处理。

（4）标注功能：要求提供了多种标注方式供选择，除MAPINFO 本身具有的标注功能外，还能进行管线属性、坐标等的自动标注：可将管线属性库中的字段，直接标注在相应的位置。例如：将点属性库中的点号标注在管线点的旁边，将线属性库中的管径或材质，标注到线的旁边等，须做到属性库中的内容与图面表示的内容完全一致。

（5）符合国际标准的图例图式库：系统有一套完全符合国标的图例库，符合行业标准的图例图式库，还能根据自己的需要方便地自定义图例。

（6）能进行图形的无极放大、缩小、漫游等操作。

3、查询和统计功能

（l）查询功能：管线系统能进行交互式的图形和属性双向查询。

①能按管线或设施类别、管径、材质等属性的一项或多项内容组合查询。②能查询管线及附属设施等地图对象的属性资料。③能查看管线及附件设施的外景实物图片。④所有查询结果能在管线图上突出闪烁显示。⑤根据地名、道路、建筑等各种地图信息进行查询定位，并对带状地形图、管网等资料进行图形管理。

（2）统计功能：能对管线属性信息进行分类统计。

①系统能自动汇总统计指定域各种管线总长度，同时汇总统计全域管线段数。②系统能自动汇总统计指定域或各管线片区各种材料管线的长度，并列表显示。③系统能自动汇总统计指定区域各种管径管线的长度。④系统能自动汇总统计任意区域面积。⑤系统能自动汇总统计指区域内各特征点（如管线拐点、端点、阀门等）。

4、报表、图表功能

可对属性库中的字段任意组合或对统计查询的结果输出表格，对统计值能进行图表显示，包括直方图、饼图等等。

5、图形的任意剪裁

对图形可以矩形或任意多边形方式进行切割剪裁输出。

6、图形输出

（l）能方使地输出各种比例尺的专业图、综合图及自由分幅图，能输出管线各种查询、统计的结果。

（2）系统支持各类打印机、绘图仪的输出。

（3）能将本系统数据导出为AutoCAD的DXF格式等数据。

7、权限设置：设置访问权限，提供一定的访问和查询限制。

8、系统备份和网络安全管理

可随时对地图和管线数据进行备份，支持网络数据管理，能实现合理的用户权限管理，确保系统和数据的按全。

9、断面分析功能

（1）任意横断向（任意地点、任意角度）的自动生成与分析。提供任意地点（包括交叉口）的横断面，确定管线在地下的空间位置，标示出管线的断面尺寸、材料、高程、管线间的问距等属性，正确反映管线与管线之间的空间关系。

（2）连续管线纵断面的生成与分析。对一条管线，指定作纵断面的范围，使可自动生成管线沿走向对于路面相对位置的纵断面图，并表示出沿线各管线点的位置与该管线点的横断面。同时，自动产生该管线纵断面对应的属性数据和线上各管线点的属性数据。纵断面对应的属性数据包括该段管线长度、相邻管线点的距离、管径、管线类型和材料等。纵断面分析也用作计算机数据监理中的一项检杳工具，用以观察一条在地下的管线其走向与坡度的合理性与逻辑性。

10、爆管分析

当管网发生爆管时，系统能根据指定的事故发生位置，迅速确定关闭管线上阀门方案，分析出影响区域，并能生成受影响用户报表，并能打印出相应停水通知单或关阀通知单等。若某个应关阀门无法关闭，还可制定出下一级关阀方案，并可将相关信息显示在屏幕上。

11、抢险分析

管线系统根据指定的事故发生位置，能在一定范围内查找某些管网附属设施的情况，如某处着火，系统能查询以该点为中心，100米为半径范围内消火栓的数量、具体位置等信息。

五 供水管网地理信息系统应用后取得的效果

1、系统将城市供水管网及地形图以动态方式管理起来，可随时对管网设备新增、修改、废除，在数据库中方便的维护；使系统的数据始终反映最新的现状，从而为供水规划、设计、施工等部门快捷地提供大量的信息，为决策提供可靠的依据。

2、地理定位快速准确，减少了现场勘测工作量；管网全局图形数据信息准确，为规划、设计提供了有力的支持，减少了设计、施工中的失误，避免了不必要的经济损失。

3、查看各类设备（管线、阀门、水表等）信息资料，对企业运行服务系统进行日常管理，准确、迅捷地为管理人员提供给水系统生产、维护中各种数据信息，使供水系统能安全运行，提高服务质量。

4、爆管事故分析把需要立即关闭的阀门查找出来，并打印出爆管地形图、关阀列表供有关部门使用。为抢修人员迅速作业，赢得了时间，同时可大大降低水耗，树立水司的良好形象。

5、系统可以把地图、管网、数据、文字任意排版打印绘图输出。这大大方便了外业施工及管理。

六 结束语

供水管网地理信息系统的作用是显而易见的，其中最能表现其效率的是利用计算机管理大量繁多的档案、图纸、数据，利于查询和进行综合性分析。在应用过程中其基础数据的完整与准确，才能为管网的日常生产运行、管网维护、规划设计、工程改造提供决策和服务。由于各种原因导致供水管网图档资料不全、不准，系统中的大量现状数据需要在供水管网运行和生产过程中不断收集完善，校正更新管网信息，不断地提高系统数据准确度。

供水管网地理信息系统是一个不断发展变化的系统，不仅要建立一个与之相适应的软件和硬件系统,也要建立一个科学而规范的动态管理机制，随时保证信息的完整、准确、现势性强，才能保持其自身价值，具有生命及活力。供水管网地理信息系统体现了供水管理者的现代企业管理理念，打造先进的供水管网管理平台，在实际工作中还有许多工作要进行不断地摸索和创新。