GIS在地下管网应用数据中的模型设计及二次开发

阙瑜

(南充职业技术学院，四川 南充 637100)

综合管廊是一座城市能量输送、物质传输、排涝减灾、信息传递和废物排弃的重要载体。随着城市的发展体现出了管廊结构的复杂多变性。因此,实现智慧城市地下管网高精准的定位、安全监管、高效完善的应急处置和快速全面的信息共享已成为管廊结构建设的重要目标。

而GIS不但能体现根据国家坐标系统建立的精准三维空间位置，更能通过数据库的设计添加各种服务模块。本文以南充市地下管网综合共享平台建设为基础,以前期城市地下管网普查数据为依托,通过理论设计与实践应用改进结合的办法,构建了一种集智慧、便利、交互式的地下管网GIS数据模型,并在模型基础上,通过二次开发设计寻求更智能、更完善、更易于部门间协调统一并在后期更新维护中更便利的构模方法。

1 关于GIS模型设计原理

GIS模型设计是以计算机统计分析软件为工具，利用各种统计分析方法对批量数据通过适当筛选，描述地理系统各要素之间相互关系和规律的语言的、数学的或其他的表达形式。形成一个可扩充的模型集，描述一个特定系统各级层次的行为结构。

2 GIS模型设计流程

根据GIS模型的特点其建模的步骤总结下来一般有以下四个：1.建立概念模型；2.建立定量模型即概念模型的数量化；3.模型检验；4.模型的应用。

而要对GIS模型设计，那么需要借助计算机语言。首先对概念模型进行设计。这种地理模型主要体现在实体和应用问题上。所以要对概念模型进行设计，必须解决支撑地理模型的实体数据拓扑关系及其应用的层次组合关系。通过计算机软件工具进行脚本或者组件设计，将GIS中的基础数据设计成脚本语言或者各种功能的组件。最后将这些脚本语言或者功能组件构建形成系统的基于应用数据的模型结构，实现GIS在地理数据中的查询、应用、编辑等功能。

3 GIS模型设计结构

针对目前我国测绘技术的高速发展，GIS数据更新日新月异。建立稳定、高效、易编辑的模型结构势在必行。在GIS模型设计中，国内外的设计师越来越倾向于面对服务对象进行设计。所以在模型结构中为各种嵌入式组件留有了大量的空隙。这些结构往往又不够稳定。所以模型设计结构通常考虑使用基础数据在外围作为稳定结构包膜，而应用数据的重组常常在结构设计的内膜。通常将数据坐标、属性等基础数据用于查询、增加等功能。

4 GIS二次开发途径

4.1 界面优化设计。由于GIS是一个专业的数据库组件。所以在添加一些新功能的时候，可以根据GIS原有的组件进行组合优化。即在操作界面通过菜单驱动添加一些控件，并进行组合形成新的控件。这种方式适用于一些简单的组合功能，用户能自定义式操作。

4.2 语言开发。GIS本就是通过计算机统计分析软件进行建模，故要对GIS进行模型设计的二次开发，仍然需要用到计算机的语言开发。所以通常语言开发进行二次开发设计时，不但要用到本身提供的宏语言还要灵活应用计算机编程的传统语言。这些语言就是描述GIS功能系统、组合成完整的模型系统的第一双手。

4.3 嵌入式组件开发。由于GIS的高度集成化，与其他软件的紧密联系。所以嵌入式组件的开发也是必要的。GIS本身能够吸收由ERSI生产的其他软件功能，由于其开发环境的广泛，嵌入式组件的开发有了稳定的开发平台，基于各种传统语言设计的开发组件，在进行GIS功能嵌入时非常容易。所以对于这种类似插件的嵌入式组件开发，也是GIS二次开发应用的重要途径。

5 GIS模型在地下管网应用中的展望

目前面向地下管网的GIS数据模型设计随着大数据、物联网等新兴数据分析途径的开展，也逐渐倾向于三维数据模型开发，但由于这些模型设计使用的基础数据标准不统一,并且在地下管网的三维建模中地下管网的基础信息也存在数据信息含量、空间表现和分析能力等方面的不足,所以基于地下管网的GIS三维模型缺乏完整的精细化构模和一体化表达的有效方法,造成了地下管网信息资源格式不统一、共享困难,这样建立的三维地下管网GIS成为了废弃工厂,三维模型建模在建过程复杂、建成后的更新困难,使得业务互助和协同互联更难以实现,就无法支撑形成管网领域的专业应用模型。

BIM与GIS的深度集成可使BIM模型中的信息在设计阶段、建造阶段以及运维阶段均可向各个管理部门进行传递,这就使模型数据实现全面共享,业务上进行互助、改造使用中进行互联。大大提高了基于GIS技术的城市地下管网规划与管理、环境监测与评价、灾害预警与损失评估等应用和分析的智慧化程度[1]。

所以未来GIS的发展方向更广，在地理和基础建设的融合中起着至关重要的作用。BIM技术作为基础建设三维化工具的发展，也带动了GIS数据模型设计的发展。未来的GIS技术使用更广泛，使用更便捷。大数据时代下的GIS与专业知识领域的衔接更深入。