长春工业大学校园综合管网管理系统研究与设计

　　摘要：以MapGIS作为地理信息基本工作的平台，以组件式为开发方式，选用C#为开发工具，建立长春工业大学校园综合管网管理系统。根据系统设计的原则和管网数据的特点，说明了系统总体结构，合理组织管网数据与工作底图数据并阐述了系统各项功能。
　　关键词：地理信息 管网系统 缓冲分析
　　中图分类号：TP393.18文献标识码：A文章编号：1672-3791（2012）09（b）-0230-01
　　地下管线是学校重要的基础设施，担负着物资、能源和信息的传输工作，是学校赖以生存和发展的物质基础[1]。长春工业大学地下管线工程主要包括给水、排水、电力、通讯、燃气、供暖七大类。地下管网的特点是：隐蔽，复杂，动态（新管线不断增加，旧管线也不断更换或废弃）[2]。然而，学校地下管网的资料管理手段主要还是以图纸表格等纸质资料的传统管理方法为主，图纸和档案繁多、数量大、易破损；查询统计困难；管网拆改后图纸更新速度慢。总之，现在的管网管理机制已经跟不上学校的发展速度。为适应现代化管理的需要，采用GIS 和计算机技术，建立地下管线信息系统，实现地下管线信息现代化管理已成为学校的当务之急[1]。
　　1 系统的总体结构设计
　　按照结构化系统分析与设计的思路，长春工业大学校园综合管网管理系统包括管网管理、管网查询检索、管网分析、管网维修维护四大功能模块。
　　2 系统数据库的建立
　　2.1 空间数据库的建立
　　用户查询和空间分析所需求的各种图件资料都存储于空间数据库。图件资料主要包括校园地形图和管网的空间位置数据。现有的图形资料主要为栅格和DWG格式。对于栅格格式的图件，利用MapGIS图形编辑子系统、误差校正子系统、投影变换子系统进行矢量化；对于DWG格式的图件，利用MapGIS平台的数据接口转换子系统，转换为MapGIS能够支持的数据格式，然后在MapGIS输入编辑子系统中对转入的图形进行整理编辑，主要完成点（*.wt）、线（*.wl）的提取及编辑、面（*.wp）的构建及编辑、拓扑处理、误差校正等工作。其中，不同类型图元进行分层存放，并提出对图层进行统一编码的原则，实现编码的唯一性与专业性。
　　2.2 属性数据库的建立
　　属性数据包括地图图面信息、注记信息、管网及管网上所有设施的属性信息，如：管点属性、管段属性，储配站信息，调压设备信息，阀门信息，变径点信息，跳出点信息，小区信息，楼房信息等。在关系数据库中每一个关系都表现为一张表。本系统中数据表主要根据文献[3]中有关数据库数据结构的表体设计规则设计。
　　2.3 空间数据与属性数据的关联
　　空间数据与属性数据通过关键字连接起来。本研究选用ID号作为关键字段，将描述同一地理对象的图形和属性记录赋予同一ID号，使之关联，从而实现目数互查[4]。由于图形和属性的关联，使图元具有了意义，为基于空间数据的检索分析奠定了基础。
　　3 系统功能实现
　　3.1 管网管理功能
　　管网的管理功能主要是对于底图及管网数据的输入、编辑和输出。管网输入主要应用MapGIS中Edieview控件的Edieview.M akePointByKey、Edieview.MakePoint、Edieview.MakeLineByKey和Edieview.MakeLine方法实现键盘及鼠标两种输入，同时设置了管网的标注功能，可以根据管点或是管段的既有属性（如编号、长度等），选择任意字体、颜色、字号对管网元素进行标注。系统还提供了对图形要素的基本编辑操作功能，如删除、平移、对象匹配、管线点样式修改等。删除时对管点的进行拓扑检查，与该管点相连的拓扑不合格的管段也随之删除。输出功能主要是对底图及管网的打印、图片输出，可以对底图及管网进行选定专业管网层的裁剪，根据应用的需要进行图例、图框、添加文本等各种形式的编辑后输出[3]。
　　3.2 管网查询检索功能
　　该功能提供多种查询操作，包括对地形地物查询、管点查询和管线查询。除了GIS本身提供的浏览、放大、缩小、鹰眼功能，针对这三种地物，系统还提供条件查询功能。条件查询是对属性库的条件检索，而检索条件可由用户与系统交互式设定，如：可按地名、年代、材料、口径等单条件或组合条件来查询；也可以单击管网目标来快速查询。查询结果导入数据库或放大闪烁显示。
　　3.3 管网分析功能
　　管网的分析功能主要包括爆管关阀分析，缓冲分析，充分体现应用GIS管理管网的优越性。
　　爆管关阀分析主要指在低压作业或爆管等情况下，指定事故管线，利用管线的拓扑信息，搜索与管线相关联的不合格的管段与阀门，自动显示应关闭的阀门。并且同屏提供多级关阀方案，即阀门难以关闭或现场无法找到的情况下，进行二级、三级搜索，查询上级关阀方案，并快速地形成抢修派工单。
　　缓冲分析主要是在管网抢修、改建施工过程中，利用MapGIS的缓冲区（Buffer）模型，建立相应的管线缓冲区模型。然后将单因素模型，如其它管线信息、道路信息、校园功能区等模型与拟修建管线模型进行叠加分析，主要调用MapGIS的Obj Anal ysis.OverlayLinReg方法，得到拟修建管线对沿线建筑物影响范围，用特殊颜色显示受影响的道路、宿舍区、教学功能区等。
　　3.4 管网维修维护功能
　　按照管网管理条例，检查全部管网，对维修次数或使用年限超标的管件发出警告，提示用户更换，并且管理管件维修记录，保证管网拓扑完整性和数据一致性。
　　4 结语
　　利用先进的GIS技术以及GIS平台和行业扩展模块构建长春工业大学校园综合管网管理系统，取代传统的CAD图纸、文档资料管理和手工作业方式，通过建立空间数据库和属性数据库，合理的组织数据，实现了管网数据管理、查询、分析等功能，有利于对校园错综复杂的地下管线基础设施进行高效、直观、合理的管理，使校园建设实现数字化、规范化、现代化、科学化。
　　参考文献
　　[1] 柳新华，白萍，周建国.辽宁科技大学管网GIS系统的建立[J].鞍山科技大学学报2006，29（6）：611-614.
　　[2] 张明.基于GIS的校园地下综合管网信息系统设计研究[J].长沙大学学报，2007，21（5）：74-76.
　　[3] 马民涛，赵永梅，李旭，等.基于MapGIS的中小区域地下综合管网信息系统的建立[J].计算机技术，2006，32（6）：100-103.
　　[4] 胡婷，郭秀军，贾永刚，等.基于GIS的区域工程地质信息系统分析与设计—— 以山东省公路建设工程地质信息辅助决策系统研发为例[J].测绘与空间地理信息，2008（6