測繪工程畢業(yè)論文-關(guān)于建立龍巖市地下管線信息系統(tǒng)的探討

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　?。?0 屆）</b></p><p>　　關(guān)于建立龍巖市地下管線信息系統(tǒng)的探討</p><p>　　基于ArcGIS在龍巖市的地下管線信息系統(tǒng)的建立</p><p>　　【摘要】在當(dāng)前城市地下管線信息化進(jìn)程中，管線應(yīng)急

2、業(yè)務(wù)的預(yù)警、處理能力在城市地下綜合管線地理信息系統(tǒng)中的重要地位不容小覷。將地下管線的現(xiàn)場監(jiān)測設(shè)備所采集的實時數(shù)據(jù)與地下管線的地理空間數(shù)據(jù)相結(jié)合，實現(xiàn)地理信息與實時信息的數(shù)據(jù)無縫連接，將為城市地下管網(wǎng)的監(jiān)測、預(yù)警、應(yīng)急指揮體系起到重要的信息支撐?；诖四康模疚臄M從技術(shù)和應(yīng)用的角度上利用GIS的集成方法對城市地下管線信息系統(tǒng)的建立進(jìn)行探討和實踐。</p><p>　　【關(guān)鍵詞】城市地下管線;GIS ;數(shù)據(jù)庫<

3、/p><p><b>　　1.引言1</b></p><p>　　1.1城市地下管線的背景1</p><p>　　1.2城市地下管線的研究現(xiàn)狀1</p><p>　　1.3基于GIS在城市地下管線中的優(yōu)勢1</p><p>　　2. 城市地下管線信息系統(tǒng)技術(shù)路線1</p>&l

4、t;p>　　2.1GIS技術(shù)的應(yīng)用1</p><p>　　2.2基于GIS技術(shù)對地下管線系統(tǒng)設(shè)計的技術(shù)路線1</p><p>　　3.地下管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)的概述和建立2</p><p>　　3.1城市地下管線信息系統(tǒng)的設(shè)計2</p><p>　　3.2城市地下管線數(shù)據(jù)的采集2</p><p>　　3.3

5、城市地下管線數(shù)據(jù)的存儲4</p><p>　　3.3.1.數(shù)據(jù)的質(zhì)量要求4</p><p>　　3.4.地下管線的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計4</p><p>　　3.4.1.數(shù)據(jù)庫特點4</p><p>　　3.4.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)5</p><p>　　4．城市地下管線系統(tǒng)的主要功能6</p><p

6、>　　4.1數(shù)據(jù)查詢功能6</p><p>　　4.2數(shù)據(jù)編輯功能6</p><p>　　4.3數(shù)據(jù)的動態(tài)更新6</p><p>　　4.4實景三維可視化6</p><p>　　4.5帶參數(shù)的模擬功能6</p><p><b>　　4.6輸出功能6</b></p>

7、<p>　　5．城市地下管線系統(tǒng)的應(yīng)用7</p><p>　　5.1地下管網(wǎng)的綜合分析7</p><p>　　5.2地下管網(wǎng)的預(yù)警和自動定位7</p><p>　　5.3海量數(shù)據(jù)的自動更新和共享8</p><p><b>　　結(jié)束語8</b></p><p><b>

8、　　致謝8</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)9</b></p><p><b>　　1.引言</b></p><p>　　1.1城市地下管線的背景</p><p>　　城市地下管線是城市重要的基礎(chǔ)設(shè)施之一，也是城市的重要組成部分。當(dāng)前的城市化和城鎮(zhèn)化的進(jìn)程的不斷加快，為

9、了保證目前現(xiàn)代化城市的高效，有序，安全的運(yùn)轉(zhuǎn)，城市地下管線充當(dāng)著重要的角色。由于長時間的積累，目前現(xiàn)有的城市地下管線的狀況和數(shù)據(jù)是非常不清晰的，一方面是現(xiàn)有的資料所描述的管線信息和實際地下管線的情況不符合。其二是城市化的進(jìn)程當(dāng)中，城市的各方面的設(shè)施在不斷地變更和新增當(dāng)中，因此所照成了城市地下管線的資料的空白。因此傳統(tǒng)的資料和文獻(xiàn)已經(jīng)不能夠滿足目前高速發(fā)展的城市化的進(jìn)程。建立一個完備的清晰的具有更新能力的城市地下管線系統(tǒng)是目前的重中之重。

10、</p><p>　　1.2城市地下管線的研究現(xiàn)狀</p><p>　　1998年1月“數(shù)字地球”的提出引起了各國政府、科研機(jī)構(gòu)、IT產(chǎn)業(yè)的廣泛關(guān)注，“數(shù)字國家”、“數(shù)字城市”相繼啟動，大部分進(jìn)行普查的城市還建立了地下管線信息管理系統(tǒng)。據(jù)不完全統(tǒng)計，2000至2006年我國開展城市地下管線普查和信息系統(tǒng)的建設(shè)城市為127個。在國內(nèi)基于GIS的現(xiàn)代化的研究城市地下管線已經(jīng)有了很大的進(jìn)展。如李

11、浩利用二維GIS平臺軟件(ArcGIS)和三維GIS平臺軟件（CityMaker）建立一個二三維一體化的地下管線地理信息系統(tǒng)，建立二維管線數(shù)據(jù)和三維管線模型的一一對應(yīng)的關(guān)系，利用三維GIS平臺軟件展示三維地下管線場景和分析結(jié)果、響應(yīng)用戶操作；游建泳，戴黎明，吳斌利用數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)（SCADA）系統(tǒng)結(jié)合GIS平臺進(jìn)行實時監(jiān)測數(shù)據(jù)庫，進(jìn)而實現(xiàn)設(shè)備的實時運(yùn)行數(shù)據(jù)與圖形數(shù)據(jù)的集成應(yīng)用；陳銀川，何國富，傅麗莉，張善發(fā)，徐連軍，基于GIS技

12、術(shù)開發(fā)一套城市排水管網(wǎng)動態(tài)規(guī)劃管理評價系統(tǒng)（EasyPlanning）,在傳統(tǒng)平臺管理、編輯、查詢功能的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步強(qiáng)化人性化功能。</p><p>　　目前的GIS在城市地下管線當(dāng)中的應(yīng)用是一個十分熱門和興起的領(lǐng)域。但是當(dāng)前的城市地下管線系統(tǒng)還是存在著諸多問題，例如現(xiàn)在國家的法律法規(guī)不夠完善，由于加入了GIS的應(yīng)用新的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)還不夠完備，管線權(quán)屬單位缺乏相互之間的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)。相信不久的將來地下管線信息化能夠為政

13、府的決策方面提供極大地服務(wù)。不僅改變傳統(tǒng)管理方式，提高工作效率和管理水平，其次產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和環(huán)境效益。</p><p>　　1.3基于GIS在城市地下管線中的優(yōu)勢</p><p>　　GIS具有采集信息，分析，組織，存儲和管理地理空間數(shù)據(jù)的強(qiáng)大功能。利用計算機(jī)技術(shù)與空間數(shù)據(jù)相結(jié)合的手段來對城市的地下管線實現(xiàn)實時監(jiān)測和預(yù)警。利用地理信息系統(tǒng)對可能發(fā)生的情況進(jìn)行預(yù)警，并且實施預(yù)設(shè)方案

14、來進(jìn)行處理?；蛘邔σ呀?jīng)發(fā)生的突發(fā)情況，利用GIS來發(fā)現(xiàn)情況發(fā)生的位置，并啟動應(yīng)急預(yù)案，實現(xiàn)高效、準(zhǔn)確的處理突發(fā)情況，將事情的影響降低到最小。地下管線分為地下管道和地下電纜兩大類，沒有包括地下人防巷道。地下管道又分為：給水、排水、燃?xì)?、熱力和工業(yè)等五類。地下電纜又分為：電力和電信兩類[1]。通過GIS系統(tǒng)對地下管線的動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)與地理空間位置實現(xiàn)無縫連接，為管理人員提供準(zhǔn)確的位置和管線數(shù)據(jù)，提高管理人員的工作效率和管理水平。</p&

15、gt;<p>　　城市地下管線信息系統(tǒng)技術(shù)路線</p><p>　　2.1GIS技術(shù)的應(yīng)用</p><p>　　隨著計算機(jī)技術(shù)的高速進(jìn)步，擁有強(qiáng)大的空間數(shù)據(jù)管理能力和空間分析能力的GIS技術(shù)在城市地下管線當(dāng)中起著重要作用。利用GIS技術(shù)對收集到的研究區(qū)內(nèi)的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，建立研究區(qū)地下管線信息數(shù)據(jù)庫,實現(xiàn)圖形與相關(guān)屬性數(shù)據(jù)的集成管理，進(jìn)行相關(guān)評價因子的分析提取，結(jié)合相應(yīng)模型

16、，對研究區(qū)的地下管線系統(tǒng)進(jìn)行綜合分析；實現(xiàn)地下管線系統(tǒng)的數(shù)據(jù)自動化更新；并且可以實現(xiàn)地下管線系統(tǒng)的全面預(yù)警和自動定位。</p><p>　　2.2基于GIS技術(shù)對地下管線系統(tǒng)設(shè)計的技術(shù)路線</p><p>　　正確的技術(shù)路線是系統(tǒng)成功與否的關(guān)鍵所在，通過對GIS技術(shù)的研究和學(xué)習(xí)國內(nèi)外學(xué)者對于地下管線系統(tǒng)的信息化研究，作者提出了建立城市地下管線信息系統(tǒng)的基本過程如下：</p>

17、<p>　　收集現(xiàn)有的管線資料，對資料不全面或者超過一定年限的區(qū)域進(jìn)行管線普查。記錄管線的平面位置和管線的屬性數(shù)據(jù)。建立監(jiān)察機(jī)制保證獲得的管線數(shù)據(jù)的可靠性和完整性。</p><p>　　制定系統(tǒng)總體設(shè)計方案，根據(jù)地下管線類型的多樣性和復(fù)雜性來設(shè)計系統(tǒng)，包括系統(tǒng)的模塊，系統(tǒng)的功能設(shè)計，軟硬件的選擇等多方面因素。</p><p>　　數(shù)據(jù)的采集、處理和建立數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。根據(jù)地下管線系統(tǒng)

18、的綜合情況，按規(guī)范的采集管線數(shù)據(jù)，且對數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字化等的處理，設(shè)計合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，從而建立地下綜合管線數(shù)據(jù)庫。</p><p>　　根據(jù)不同的需求建立與之相對應(yīng)的算法分析，根據(jù)所要實現(xiàn)的綜合分析、全面預(yù)警和自動定位、數(shù)據(jù)的共享和自動化更新建立相應(yīng)的模塊。并且要對系統(tǒng)進(jìn)行不斷的更新和維護(hù)。</p><p>　　3.地下管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)的概述和建立</p><p>　　

19、3.1城市地下管線信息系統(tǒng)的設(shè)計</p><p>　　新開發(fā)的地下管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)在MAPGIS的平臺上進(jìn)行搭建，其中包括了五大體系，排水管線系統(tǒng)，給水管線系統(tǒng)，電信管線系統(tǒng)，熱力管線系統(tǒng)，路燈管線系統(tǒng)。首先對這五大系統(tǒng)先進(jìn)行結(jié)構(gòu)上的設(shè)計。將這五個系統(tǒng)作為子系統(tǒng)分別進(jìn)行設(shè)計和建立。最后將這個系統(tǒng)整合到一個完整的系統(tǒng)上來，將有交叉的部分的進(jìn)行特別的標(biāo)注從而對相交的管點和管線進(jìn)行分析。這樣一個既分類又整合的完整的城市

20、地下管線大系統(tǒng)就可以構(gòu)建完善。</p><p>　　3.2城市地下管線數(shù)據(jù)的采集</p><p>　　城市地下管線數(shù)據(jù)的采集必須利用外業(yè)收集和內(nèi)業(yè)處理成果相互結(jié)合的工作方法，利用地理信息系統(tǒng)將來處理原有的專業(yè)的管線數(shù)據(jù)和資料，再根據(jù)目前的實際情況予</p><p>　　以添加和修改。探測的測繪人員利用打開井蓋進(jìn)行實地調(diào)查和儀器相互結(jié)合、解析法測繪、同時對管線的屬性數(shù)

21、據(jù)進(jìn)行詳細(xì)的登記和標(biāo)注。具體如表3-1所示，外業(yè)工作人員在采集雨水管道信息后做的記錄。又如圖3-3將雨水管線的數(shù)據(jù)表格導(dǎo)入到ArcGIS之后生成的雨水管線屬性表。對新增的正在搭建建筑物的管線系統(tǒng)和將來規(guī)劃內(nèi)的用地的管線系統(tǒng)規(guī)定必須嚴(yán)格的按照管線的要求進(jìn)行設(shè)計和施工。同時也必須采用監(jiān)理審查機(jī)制進(jìn)行實時跟蹤的指導(dǎo)、監(jiān)督、管理和協(xié)助；并且與城市地下管線的地理信息系統(tǒng)相同步，達(dá)到信息的實時共享。通過這樣的方法對城市的舊的管線數(shù)據(jù)和新增的管線數(shù)據(jù)

22、實行結(jié)構(gòu)和內(nèi)容上的統(tǒng)一，必須按照GIS數(shù)據(jù)的技術(shù)要求來規(guī)范的整理數(shù)據(jù)。該方案的工作流程如圖3-1所示。</p><p>　　城市地理信息系統(tǒng)需要的數(shù)據(jù)內(nèi)容包括：管線分布的平面位置、管線的高程數(shù)據(jù)、深度數(shù)據(jù)、管線類型、管線利用情況、管線的連接關(guān)系、管線材質(zhì)、管線和管井的規(guī)格、管線的權(quán)屬單位等其他一些數(shù)據(jù)。為了達(dá)到所要求管線數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性精度。從最開始的普查測量的各個環(huán)節(jié)都需要嚴(yán)格把控和進(jìn)行質(zhì)量的控制。可以采取在城市地

23、下管線數(shù)據(jù)采集和整理的過程中，采用工程質(zhì)量監(jiān)理機(jī)制，在管線數(shù)據(jù)導(dǎo)入管線數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的過程中，采用計算機(jī)成果的監(jiān)理機(jī)制。管線普查的工程監(jiān)理必須按照國家的法律法規(guī)和相關(guān)的技術(shù)規(guī)范、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和事先要求的設(shè)計文件對普查的目標(biāo)進(jìn)行施工施行的質(zhì)量控制，和進(jìn)行進(jìn)度上的控制、數(shù)據(jù)質(zhì)量結(jié)果的控制[2]。其中數(shù)據(jù)的結(jié)果是最為重要的質(zhì)量控制。計算機(jī)的成果監(jiān)理是在施工人員在進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理和數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化的過程中提供相關(guān)的專業(yè)指導(dǎo)和技術(shù)咨詢，保證數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)格式和數(shù)據(jù)的

24、一致性，因此計算機(jī)成果監(jiān)理必須與測繪的作業(yè)監(jiān)理的圖幅檢查結(jié)合起來。</p><p>　　3.3城市地下管線數(shù)據(jù)的存儲</p><p>　　地下管線數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)采用對象--關(guān)系的空間數(shù)據(jù)存儲方式，使用用戶能夠自定義類型可擴(kuò)展SQL的類型系統(tǒng)，原理是將幾何類型作為對象擴(kuò)展關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，使用擴(kuò)展的幾何類型存儲管理要素的幾何形狀，這種擴(kuò)展后的數(shù)據(jù)庫稱為對象—關(guān)系數(shù)據(jù)庫[3]。這是目前空間數(shù)據(jù)存

25、儲管理的主流方式。</p><p>　　為了便于方便管理，將這些圖幅設(shè)計成能夠相互間具備空間索引功能，為了便于使用者和管理者進(jìn)行查詢分析，對所在地形圖上的地理要素都進(jìn)行相應(yīng)的地理編碼和標(biāo)記。城市地下管線數(shù)據(jù)庫由雨水、污水、給水、電力、電信、燃?xì)狻⒐I(yè)、路燈、等管線的索引圖組成。城市地下管線系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫要既要包含地下管線的空間分布數(shù)據(jù)、管線的拓?fù)潢P(guān)系模型和管線的屬性數(shù)據(jù)[4]。如圖二所示。同時要對管線數(shù)據(jù)的對象進(jìn)行

26、要素類的編輯，要素類指是具有相同屬性的集合,相同行為和規(guī)則的空間對象的集合，對象類是具有相同屬性集,相同行為和規(guī)則的非空間對象的集合[5]。對這些要素和對象進(jìn)行編碼，以便用戶的查找。</p><p>　　3.3.1.數(shù)據(jù)的質(zhì)量要求</p><p>　　數(shù)據(jù)是所有GIS系統(tǒng)的核心內(nèi)容，所有的地理信息系統(tǒng)都需要以數(shù)據(jù)為依托才能夠充分的表現(xiàn)出來。因此對于空間數(shù)據(jù)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)方面就必須有以下方面內(nèi)容

27、的要求：數(shù)據(jù)情況的說明，要求對地理數(shù)據(jù)的來源、數(shù)據(jù)的內(nèi)容及其處理的過程做出準(zhǔn)確、全面和詳盡的說明[6]。位置精度為空間實體的坐標(biāo)數(shù)據(jù)與實體真是位置的接近程度，這當(dāng)中就包括了數(shù)字基礎(chǔ)精度、平面精度、高程精度、接邊精度、形狀再現(xiàn)精度、像元定位精度[7]。屬性精度指的是空間實體的屬性值和真實地物屬性的相接近的層度。時間上的精度，城市地下管線信息系統(tǒng)對于數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢性和時效性的要求很高。還有包括數(shù)據(jù)在邏輯關(guān)系相一致的精度、數(shù)據(jù)的完整性約束、數(shù)據(jù)的

28、表達(dá)形式合理性的約束。因為在管線數(shù)據(jù)采集的過程中需要對管井打開進(jìn)行實地的測量和提取數(shù)據(jù)。但是因為某些管井的被建筑物覆蓋、井蓋的破損較大、管井的水流量較大、管井內(nèi)部的結(jié)構(gòu)復(fù)雜等等這些原因都會影響到采集的數(shù)據(jù)在質(zhì)量受到影響。</p><p>　　3.4.地下管線的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計</p><p>　　3.4.1.數(shù)據(jù)庫特點</p><p>　　建立城市地下管線信息系統(tǒng)的數(shù)

29、據(jù)庫應(yīng)該具備以下幾個特點：</p><p>　　（1）首先要有點和線的位置關(guān)系和拓?fù)潢P(guān)系，主要利用的是網(wǎng)絡(luò)分析連通性分析的交匯點處連通的策略，即依據(jù)邊線連通，交匯點處的連通、端點處連通。</p><p>　?。?）要求數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)能夠具備依據(jù)管線的不同類型來進(jìn)行多圖層的管理，不同的管線類型不同的圖層，由于不同的管線類型之間可能會存在著管線的相交，但是并不存在著拓?fù)潢P(guān)系，由于這種特殊的情況，解

30、決且減少拓?fù)潢P(guān)系在不同的管線類型當(dāng)中的復(fù)雜層度，同時提高使用者和管理者在對管線類型和管線數(shù)據(jù)查詢的方便性，這就需要不同的管線類型之間實現(xiàn)GIS系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上的分層。</p><p>　?。?）當(dāng)建立起反映管線的三維特征的地下管線的地理信息系統(tǒng)。用三維地理的平臺作為開發(fā)的框架基礎(chǔ)，構(gòu)建成可以維護(hù)和可以擴(kuò)展的三維地下管線的地理信息系統(tǒng)。在三維的地下管線的信息系統(tǒng)當(dāng)中必須能夠?qū)ζ拭嫘畔⒔Y(jié)構(gòu)的可視化，通過剖面的信

31、息結(jié)構(gòu)充分的了解地下管線系統(tǒng)的構(gòu)造和拓?fù)淝闆r。</p><p>　　三維地信信息系統(tǒng)必須包含三個內(nèi)容。三維地理信息的數(shù)據(jù)庫是整個三維架構(gòu)的核心，它必須要提供地表的建筑物、植被、道路、水系等模型。同時加以配合數(shù)字地形模型形成三維構(gòu)造的基本的框架結(jié)構(gòu)。三維地下管線的系統(tǒng)也必須要有三維基礎(chǔ)功能服務(wù)平臺。通過服務(wù)平臺可以用戶自定義的加載符合我們所需要的模塊，其中可以包含空間參考坐標(biāo)系的變換、數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的訪問接口、三維網(wǎng)絡(luò)

32、的構(gòu)建和拓?fù)浞治?。最后一個內(nèi)容則是整合二維和三維地下管線數(shù)據(jù)庫，對二三維的管線數(shù)據(jù)的一體化的處理，設(shè)計出能夠直接將二維數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為三維數(shù)據(jù)的綠色通道，構(gòu)建出二三維數(shù)據(jù)相統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)的內(nèi)容。達(dá)到二三維數(shù)據(jù)一體化的要求。通過以上的三個內(nèi)容就能夠建立起完善的空間三維地下管線系統(tǒng)，能夠做到清晰并且方便的描述出城市地下管線具體內(nèi)容，也能夠通過清晰表現(xiàn)城市地下管線系統(tǒng)的剖面情況，以便于我們分析、管理和實時動態(tài)監(jiān)測。</p>&l

33、t;p>　　3.4.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)</p><p>　　城市地下管線信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫需要采用分層式的設(shè)計方法，即根據(jù)不同管線的類型來設(shè)計不同的層次的圖層。根據(jù)不同層次的圖層建立各自的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。城市基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)、自來水管線系統(tǒng)、排水管線系統(tǒng)、熱力管線系統(tǒng)、天然氣管線系統(tǒng)、電信管線系統(tǒng)、電力管線系統(tǒng)。結(jié)合ARCGIS當(dāng)中的網(wǎng)絡(luò)分析功能模塊，利用網(wǎng)絡(luò)分析的連通性分析和流分析方法進(jìn)行設(shè)計。如圖3-3所示，設(shè)計的圖層

34、包含點和線段兩種幾何對象，根據(jù)不同圖層的不同屬性對點和線段進(jìn)行編碼和標(biāo)記，可以在線段的線型，顏色、寬度、結(jié)點和端點的樣式、點的顏色、點的大小上、點的類型進(jìn)行根據(jù)不同屬性的區(qū)分。其中對于道路圖層的設(shè)計就可以相對簡單一些，主要標(biāo)記道路的中心線位置、道路的高程信息、道路的寬度信息、道路的交流流量信息，不同的顏色道路線段代表不同道路的交流流量。</p><p>　　每個圖層所建立數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)都必須包含兩部分內(nèi)容：</

35、p><p>　?。?）實景三維地下管線數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)</p><p>　　建立能夠表現(xiàn)實景的三維地下管線數(shù)據(jù)庫，能夠充分的表現(xiàn)地表上的基礎(chǔ)地理設(shè)施建筑物、道路等其他地上模型和地下管線系統(tǒng)的相互關(guān)系，對于模擬的管線的突發(fā)情況的演示能夠有非常清晰的效果。三維地下管線系統(tǒng)必須要求建立詳細(xì)的實體屬性信息表，這其中就要包括實體的編碼、所屬場景的編碼、所屬的圖層、定位信息。同時也要建立起與二維GIS管線系統(tǒng)的

36、聯(lián)系，要求所設(shè)計的實體的編碼和場景的編碼一一對應(yīng)。這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的無縫連接。</p><p>　?。?）二維地下管線數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)</p><p>　　二維的地下管線數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)主要采用是基于ArcGIS的地形數(shù)據(jù)集模型。二維的地下管線數(shù)據(jù)庫其中包含了管線及其附屬物的平面矢量數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)。它也是整個城市地下管線信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)和核心來源。二維的管網(wǎng)數(shù)據(jù)可以通過CAD的格式中的數(shù)據(jù)導(dǎo)入，或者通過

37、Excel當(dāng)中所對應(yīng)的坐標(biāo)點屬性數(shù)據(jù)，還可以通過我們手動編輯添加和修改。當(dāng)線段的平面坐標(biāo)通過數(shù)字化導(dǎo)入到數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)當(dāng)中，需要提取出線段的兩個端點，然后具有相同坐標(biāo)的結(jié)點之間會相互匹配，這樣就能夠?qū)?shù)據(jù)當(dāng)中點和線要素之間的相互連接起來。由于精度的原因，在不同結(jié)點在相互匹配的過程中會有差距。如果兩個點之間在一定的的范圍內(nèi)，就視為相同一個點。 </p><p>　　4．城市地下管線系統(tǒng)的主要功能</p>

38、<p><b>　　4.1數(shù)據(jù)查詢功能</b></p><p>　　數(shù)據(jù)查詢的內(nèi)容應(yīng)該包括地下管線的平面位置、高程數(shù)據(jù)、拓?fù)潢P(guān)系、屬性數(shù)據(jù)、管線的材質(zhì)等等信息進(jìn)行查詢。因此管線數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫在輸入這些數(shù)據(jù)的同時就必須要考慮到這些信息的分類。不僅可以依據(jù)不同的要求來對所需要的數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢還能夠這些查詢的數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計。例如可以統(tǒng)計出某一管線的管線在特定區(qū)域內(nèi)的管線長度。在某一特定

39、的管線在規(guī)定的區(qū)域內(nèi)有多少個管井。還可以統(tǒng)計出管線的當(dāng)中的有破損的井蓋數(shù)量和完好的井蓋數(shù)量。而且還可以對這些統(tǒng)計的結(jié)果進(jìn)行繪制成統(tǒng)計圖，清晰的表達(dá)統(tǒng)計的結(jié)果。因此為了滿足這些功能的需要就要求數(shù)據(jù)在錄入數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的同時，在一定經(jīng)濟(jì)和時間可承受的范圍內(nèi)對于數(shù)據(jù)的分類當(dāng)中盡可能的考慮周到和完善。最大可能限度的滿足用戶的需要。</p><p><b>　　4.2數(shù)據(jù)編輯功能</b></p>

40、;<p>　　當(dāng)?shù)叵鹿芫€系統(tǒng)處于編輯狀態(tài)的時候可以實現(xiàn)圖中點和線的新增、刪除和修改點和線的位置、狀態(tài)、屬性等方面的修改，增加和刪除。當(dāng)添加新的管線，可以利用已經(jīng)設(shè)定好管線類型代碼進(jìn)行操作，這樣的方法提高操作人員和后續(xù)維護(hù)人員的工作效率。在新增管線的時候能夠自動的生成所需要操作的管線的類型，而且對于新增的屬性信息方面也能夠起到保證數(shù)據(jù)格式的便利。</p><p>　　數(shù)據(jù)的編輯功能也能夠滿足對于已經(jīng)錄

41、入系統(tǒng)的管線的點和線的數(shù)據(jù)進(jìn)行刪除。能夠通過鼠標(biāo)選定要操作的目標(biāo)管線，根據(jù)對話框的內(nèi)容進(jìn)行即時的刪除操作，在數(shù)據(jù)庫的系統(tǒng)內(nèi)部形成自動化的同一。</p><p>　　如果單獨對于地下管線系統(tǒng)的屬性數(shù)據(jù)方面的編輯就必須進(jìn)入數(shù)據(jù)的系統(tǒng)查詢到相關(guān)的數(shù)據(jù)內(nèi)容，然后數(shù)據(jù)進(jìn)行修改、新增、刪除等操作。屬性方面的編輯主要包含的是管網(wǎng)點屬性和管網(wǎng)線的屬性。在數(shù)據(jù)庫當(dāng)中完成編輯后，地圖當(dāng)中的管線的點和線會起到相對應(yīng)的變化。</p

42、><p>　　4.3數(shù)據(jù)的動態(tài)更新 </p><p>　　數(shù)據(jù)的動態(tài)更新是十分重要的部分，它必須要求專門機(jī)構(gòu)的專業(yè)維護(hù)人員進(jìn)行日常的檢測，對整個GIS系統(tǒng)進(jìn)行更新，對于那些新完成的城市基礎(chǔ)地理項目需要嚴(yán)格按照操作規(guī)范要求嚴(yán)格把關(guān)外業(yè)，按照數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的要求來規(guī)范內(nèi)業(yè)的數(shù)據(jù)。從而保證城市地下管線系統(tǒng)的時效性和完整性。</p><p>　　數(shù)據(jù)的動態(tài)更新能夠在未來的趨勢當(dāng)中可

43、能會應(yīng)用到大量的傳感器設(shè)備和傳感器系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動化更新。利用大量的傳感器設(shè)備對城市地下管線進(jìn)行實時動態(tài)監(jiān)測，對于監(jiān)測的結(jié)果自動化的導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。通過這種方法能夠大量的節(jié)約專業(yè)維護(hù)人員的工作量。</p><p>　　4.4實景三維可視化</p><p>　　城市地下管線系統(tǒng)的實景三維可視化能夠非常的直觀變現(xiàn)城市的地下管線和地表上基礎(chǔ)設(shè)施、道路的相互關(guān)系。也可以來觀察地下管線系統(tǒng)的剖面情

44、況。形象化的反應(yīng)管線的管井深度，管井的尺寸大小。在給水排水系統(tǒng)當(dāng)中進(jìn)行水流量參數(shù)的模擬當(dāng)中，實景三維的可視化能夠非常的清晰觀察到管道中水的流量情況和判斷在管道的接邊處是否會出現(xiàn)沖突。在發(fā)生沖突的情況的時候，實景三維的可視化能夠觀測到狀況對周邊的地表環(huán)境所帶來的影響。</p><p>　　4.5帶參數(shù)的模擬功能</p><p>　　帶參數(shù)的模擬分析功能是網(wǎng)絡(luò)分析當(dāng)中取值隨著條件而定，條件不同

45、取值也不相同。例如：排水系統(tǒng)當(dāng)中應(yīng)用帶參數(shù)的模擬系統(tǒng)，對當(dāng)中管井的最大水流量設(shè)定，不同的管井可承受的流量的大小是不相同的。然后用一定的水流量來進(jìn)行模擬通過管井，觀察哪一個管井最先達(dá)到它的最大值。通過這種方法可以反向預(yù)估某地區(qū)的降雨量達(dá)到多大的時候在那些區(qū)域容易造成險情。那么可通過該方法對將要開發(fā)的市政項目利用帶參數(shù)的網(wǎng)絡(luò)分析模塊，利用該地區(qū)的平均降雨量和最大降雨量作為參照模擬該地區(qū)的排水的可能的最大承受限度，從而根據(jù)這些數(shù)據(jù)來對該地區(qū)設(shè)

46、計排水管網(wǎng)的管井大小和管道大小。因此利用ArcGIS當(dāng)中帶參數(shù)的網(wǎng)絡(luò)分析模塊來對城市地下管線系統(tǒng)做險情預(yù)估和判斷。</p><p><b>　　4.6輸出功能</b></p><p>　　可以根據(jù)用戶的需要通過利用繪圖儀、打印機(jī)和各種可輸出設(shè)備將圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)導(dǎo)出。可以導(dǎo)出表格數(shù)據(jù)也可以導(dǎo)出圖形數(shù)據(jù)等用戶所需要的結(jié)果。例如：原來的二維平面的矢量數(shù)據(jù)主要是通過CAD

47、來加以表達(dá)，而采用對應(yīng)坐標(biāo)點Excel來表達(dá)屬性數(shù)據(jù)。這樣的方法并不能夠很好的表達(dá)城市地下管線的情況。利用GIS系統(tǒng)提供表格數(shù)據(jù)在表到數(shù)據(jù)屬性方面也并不是十分的完整。當(dāng)前GIS的屬性數(shù)據(jù)在輸出方面也需要通過ODBC將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為Excel表格從而輸出。因此未來在數(shù)據(jù)輸出如何將屬性數(shù)據(jù)和平面位置數(shù)據(jù)更加完整的配合在一起，打包成塊一起輸出將是未來的趨勢。</p><p>　　5．城市地下管線系統(tǒng)的應(yīng)用</p>

48、;<p>　　5.1地下管網(wǎng)的綜合分析</p><p>　　地下管網(wǎng)的綜合分析包括了給排水系統(tǒng)的水流量分析、電力電信系統(tǒng)的負(fù)荷分析、熱力管道的熱力值分析?？梢詫σ呀?jīng)鋪設(shè)好的地下管網(wǎng)進(jìn)行全面的分析，分析其管線綜合功能。也可以通過這樣方法來探測一些因為城市地表建筑物、道路等設(shè)施無法發(fā)現(xiàn)的井蓋進(jìn)行模擬探測，探測它的所在位置。通過對管網(wǎng)的綜合分析，建立起來的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，對于將來開發(fā)的市政項目方面就可以應(yīng)用數(shù)

49、據(jù)進(jìn)行模擬，提供方案設(shè)計工程的填挖方量、管線鋪設(shè)路線、管線的埋設(shè)深度、管線的設(shè)計尺寸。對于新的市政項目能夠起到非常大的作用，大大的提高了效率。如圖5-1所示，通過三維實景來分析龍巖市某待開發(fā)路段的地下管線橫斷面的情況。清晰的看出改截面的地圖高程、管線高程、規(guī)格、間距、埋深等重要信息。由于地下管線在各地都會受到氣候、土壤等環(huán)境因素的影響，地下管線的深度具有嚴(yán)格的規(guī)定，因此系統(tǒng)的綜合分析也應(yīng)該具備覆土深度分析的能力，如圖5-2所示，龍巖市某

50、路段的特定點的覆土深度信息。</p><p>　　5.2地下管網(wǎng)的預(yù)警和自動定位</p><p>　　GIS系統(tǒng)下設(shè)計的城市地下管線信息系統(tǒng)能夠設(shè)定每種管線的可以實行全面的監(jiān)測。通過這些監(jiān)測的數(shù)據(jù)，經(jīng)過事先已經(jīng)設(shè)定好的算法，可以提供全面的實時預(yù)警功能。例如在給排水系統(tǒng)當(dāng)中的水流量的達(dá)到一定的數(shù)值，管線當(dāng)中的水量已經(jīng)達(dá)到一定的深度，就向該類型系統(tǒng)所對接的權(quán)屬單位提醒，提供實時的數(shù)據(jù)結(jié)果。以此

51、有關(guān)部門就可以在第一時間內(nèi)采取相應(yīng)的措施，爭取將影響降到最小甚至為零。通過實時數(shù)據(jù)可以提供相對應(yīng)的具體位置，實現(xiàn)完全的自動定位。天然氣的管線當(dāng)中提供的實時監(jiān)控可以對全市的整條天然氣管道進(jìn)行監(jiān)測，根據(jù)前后的天然氣的通過率來判斷天然氣是否發(fā)生泄漏，如果有立刻啟動預(yù)警，向所接入的權(quán)屬單位提供當(dāng)前的數(shù)據(jù)報告，采取相應(yīng)的措施。也可以通過前后通過的天然氣的降低率來估算出發(fā)生泄漏的具體位置，顯示在地圖上。 如圖5-3所示當(dāng)某個地區(qū)發(fā)生天然氣泄漏的時候

52、，通過地下管網(wǎng)的預(yù)警功能弄夠快速的響應(yīng)并且在系統(tǒng)處進(jìn)行顯示，同時也會在發(fā)生險情的地方自動的標(biāo)注出來提示系統(tǒng)其發(fā)生險情的位置信息。響應(yīng)有關(guān)部分快速準(zhǔn)確的做出相應(yīng)的措施，來降低險情多帶來的影響。</p><p>　　5.3海量數(shù)據(jù)的自動更新和共享</p><p>　　城市地下管線信息系統(tǒng)不單單是為某個部分某個單位的特定服務(wù)，它的構(gòu)建應(yīng)該是服務(wù)全市的居民。因此具備自動化更新的城市地下管線信息系統(tǒng)

53、將會極大的提供了便利，并不在需要每隔幾年的內(nèi)業(yè)和外業(yè)的重新作業(yè)。而且數(shù)據(jù)的自動化更新完成后能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行有關(guān)部門和權(quán)屬單位的實時共享。這樣能夠有關(guān)部門在需要的時候查詢到最新的管網(wǎng)數(shù)據(jù)的記錄，也能夠提高管線系統(tǒng)的利用率。</p><p><b>　　結(jié)束語</b></p><p>　　建立城市地下管線信息系統(tǒng)的最終目的是為有關(guān)部門提供權(quán)屬范圍內(nèi)管線的最新信息，同時也可以

54、利用根據(jù)需求提供“個性化”的需求，也是為了城市的居民的生活提供安全保障。目前飛速發(fā)現(xiàn)GIS和GPS技術(shù)為城市地下管線信息系統(tǒng)提供了管線數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測、數(shù)據(jù)的更新、管線管井信息的查詢、圖幅的輸出等許多應(yīng)用。為城市的規(guī)劃、設(shè)計和施工方面提供了精確的地下管線的綜合信息。但是限于目前技術(shù)發(fā)展，在實景三維可視化的分析和屬性數(shù)據(jù)輸出方面還有待進(jìn)步，相信隨著GIS領(lǐng)域的高速發(fā)展，在不就的將來同步的實景三維可視化分析和應(yīng)用應(yīng)該會成為主要的應(yīng)用。<

55、/p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　本文的最后，我需要感謝我的導(dǎo)師，徐志剛。在完成本文的過程中，從開始收集材料、選定題目、寫開題報告，到后來初稿的修改、終稿的敲定，徐老師始終悉心、認(rèn)真的指導(dǎo)，提出了許多建議，指出我的不足之處，為我指明方向，對文章存在的問題都細(xì)心指出，并提出修改方案，讓我受益匪淺。我也在寫作過程中提高了我查閱資料、分析解決實際問題的

56、能力。 </p><p>　　感謝龍巖學(xué)院和資源工程學(xué)院的各位老師們，感謝母校的栽培，感謝各位老師的傳道解惑，老師們的諄諄教誨我終生難忘。</p><p>　　感謝福建省龍巖市勘察測繪大隊的領(lǐng)導(dǎo)及同事們在我進(jìn)行工作區(qū)研究分析時在技術(shù)上熱心答疑解惑，讓我可以順利的收集畢業(yè)論文的相關(guān)材料。</p><p>　　感謝2011級測繪工程（2）班的同學(xué)們，我們大家一起度過了四

57、年的大學(xué)時光，因為有你們的陪伴，大學(xué)的生活才變得如此的豐富多彩。</p><p>　　最后，我要向百忙之中抽出時間來審閱論文的老師表示最誠摯的感謝!</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 孫俊強(qiáng),劉霆.淺談城市地下管線探測工作質(zhì)量檢驗[J].河南測繪,2007,21(3): 30 -30.</p>

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63、>　　Based on ArcGIS build the underground pipeline</p><p>　　Information system in longyan city </p><p>　　[Abstract] In the process of the current urban underground pipeline information, pipeli

64、ne business of early warning, emergency handling capacity in the important position of city underground pipelines and the geographic information system were not to be reckoned with.The underground pipeline of real-time d

65、ata collected on-site monitoring equipment combined with underground pipeline of geospatial data, to realize the seamless connection of geographic information and real-time information data, it</p><p>　　【Key