(论文)城市地下管线信息系统建立中的若干问题

第 月卷第2 期 2 0 0 0 年 6 月 哈尔滨工程离等专科学校学报 J OURNAL OF HARB I N I NS T I TL !丁E OF E NGI NE E R I NG Vo l . I 1 J UN. N o 2 0 0 0 2 城市地下管线信息系统建立中的若干问题 敦力民 沈阳市勘察侧绘研究院， 沈阳 市， 1 1 0 0 1 5 摘要 探讨了 在地下管线信息建设过程中 遇到的几个问 题， 并 提出了 相应的解决办法及注愈事 项， 对以G I S为技术基础的管线信息系 统建设进行了研究. 关键词G I S ; 地下管线信惠系统; 数据 中图分类号P 2 0 ; T P 3 1 . 1 3 0 引言 自 从7 0 年代末以来我国城市建设速度明显加快， 伴随着基础设施的建设， 城市地下逐渐布 设了 密如蛛网的地下管线 这些管线包括上水， 雨水， 污水， 热力， 燃气. 工业管道等。这些管线的 资料大部分存放在城市勘侧部门以及各专业部门手中， 这些数据对于城市规划、 管理、 建设起到 了 至关重要的作用。 然而有些管线由于修建年代久远或其它各种因素未能保留资料、 为城市留下 了 隐患 以调查方式查清这部分管线的资料， 并将其与已知资料汇总是城市建设一个十分迫切 的问题 传统的人工整理在保存数据方法， 面对当今浩如烟海的资料， 显得力不从心， 随着计算机技 术的发展， 人们更希望借助现代信息技术来管理这些资料， 并能进行综合分析， 以提高管理决策 的效率和质量， 所以， 建设城市地下管线信息系统就成为了城市建设信息化过程 不可或缺的一 部分 1 系 统软硬件的选择 城市地下管线信息系统是一项耗资大， 内 容复杂. 涉及面广， 有一定风险的工程。其中. 既有 组织管理上的困难， 也有技术上的难度， 管线系统是城市地理信息系统的一个子系统， 以地理信 息系统( G I S ) 作为技术基础， 从技术原理的角度， 计算机硬件及相应软件是G I S的技术核心 要 把技术付诸实施， 除了购买硬件， 软件之外， 还要结合应用对象( 如管线系统) 对软件进行再开发， 并且要将收集的数据箱人到计算机中， 才能进行查询分析， 另外， 管线的建设和审批是有组织开 展的， 以G I S 为基础的管线信息系统必须溶人它所服务的 组织结构环境中， 才能发挥其效率， 系 统本身也是由人控制的， 也要有良 好的自 身人员组织和管理机制。 G I s 技术核心是计算机硬件、 软件， 因 此为管线系统选择硬件是整个系统的基础。 目 前， 硬件 方面已 经走上通用化， 标准化。 在软件方面， 因 使用者的 要求千差万别， 通用化， 标准化很困难， 但 已 有许多软件将某些用途接近， 概念相似的东西集中起来， 做成具有相当通用性的软件包或能提 收稿日 期 1 9 9 9 -1 2 - 0 2 作者简介: 教力民， 男， 2 9 岁， 工程师 第 2期教力民 城市地下管线信息系 统趁立中的若干问题 2 1 供用户重新组合、 开发的软件工具， 这样用户就可以反复使用或二次开发。目前G I S软件相当 多 比 如S i m e n s 公司的S I C A L ) 系统， I n t e r g r a p h 公司的M G E系统， E S R I 公司的A R C I N F O 系 统 G e n a s y s 公司的G E N A MA P系统， Ma p I n f c ) 公司的Ma p I n f 。 系统等数十 种软件。 选择时 在考虑管线系统的发展、 工作量、 系统目 标、 经费预算的基础上选择功能完普， 界面友好， 对运行 环境有较大适应性的系统。管线系统不宜追求大系统. 高起点， 因为这样做消化吸收的周期必然 很长， 当 初的高起点的设备可能就会过时， 从而走向被动， 应提倡在简单的机型上试验开发搞应 用 有一定把握后再上高档系统， 因为相对硬件发展， 应用开发是一个较长的 过程。 2 数据库的设计 管线的数据量是相当大的， 一般需一个关系数据库软件进行管理， 数据是提供查询的基础. 为满足各种要求的查询， 数据应力求详尽准确， 一般应包括点位原始数据及拓扑数据。 原始数据库存储各类设备井数据， 包括上水井， 排水井， 煤气检修井等等， 以 上水井为例: 上 水井位 字段名称类型长度注释 点编号T e x t 1 2 设备名称T e x t 1 2 类别代码I n t e g e r 1 0 类别T e x t 1 0生括， 工业 规格T e x t 1 0 修建年代T e x t 1 2 材质T e x t 6 井深( M)刊o a t 1 0 所在街道名称T e x t 1 2 权属单位T e x t 4 0 拓扑数据库存储计算机可以 接收的拓扑数据， 便于查询， 进行空间分析， 为 些a建立拓扑表， 包括 弧拓扑表， 弧属性拓扑表， 结点表， 中间点表. 注记表， 以 弧拓扑表， 弧属性拓扑表及注记表为 例: 1 . A R C ( 弧拓扑表) 字段名称字段类型长度注释 .A r c .L o n g管段 编 O r d e r L o n g段顺序号 X l D o u b e l起点横坐标 Y 1 D o u b e l起点纵坐标 X 2 D o u b e l终点横坐标 Y 2 D o u b l e终点纵坐标 C l a s s T e x t 1 0类别代码 Wi d t h D o u b l e管沟宽 2 . A R C A T T( 弧属性表) .2 2 暗尔滨工程离等专科学校学报2 0 0 0年 Cl a s s Ar c I D Fr o m To L e n g t h 3 . V o t e注记表) DI F I D X Y Cl a s s Te x t H e i g h t A n g l e S p a c i n g Re ma r k Te x t L o n g L o n g L o n g S i n g l e 管线类别代码 弧段编码 弧段起点号 弧段终点号 长度 Te x t L o n g Do u b e l Do u b e l 丁e x t Te x t I n t e g e r S i n g l e I n t e g e r Te x t 注记地物类别 内部号 横坐标 纵坐标 类别代码 注记内容 字高( MM) 字符角度 字符间隔 备注 l0叨 3 拓扑关系的建立 拓扑关系指计算机所表示的点、 线、 面之间关系， 包括点线、 点面、 线面关系。 地下管线一般是 线状要素和眯状要素， 故拓扑关系一般指点线关系。为表达地下管线点与线之间关系， 需要建立 拓扑文件， 系统根据拓扑文件自 动生成拓扑表， 然后在拓扑表上进行查询及空间分析 以道路作为主线， 同一条路上同一类型的管线按顺序编号. 每条管线再分为管段， 以设备井 ( 水门， 抽水缸. 4 5 度曲等) 分界点。 数据格式为: 道路编号: 管线顺序号; 一 管段 1 : 管段 2 ; 最后系统生成的拓扑文件包括: 结点表， 中间点表， 注记表， 弧拓扑表， 弧属性表， 分类原始数 据表， 分类拓扑文件表。 4 向Ma p l n f 。 数据格式的转换 M a p I n f o 是一种优秀的地理信息软件， 其内 部按表( T a b l e ) 进行管理。对外提供两个通用变 换格式文件: . MI F ( 图形文件) ， . Mm( 文本文件) 。 MIT文件中， 数据节可以有任意多个图形初值， 每个初值代表一个图形对象。 MI F文件与 第 2期教力民: 城市地下管线信息系统建立中的若千问倾 MI D文件逐条相匹配， 即M I F文 件中 第一个对象M I D文件中 第一行相关联， 依此类推。 图 形对 象包括; 点( P o i n t ) ， 直线( L i n e ) ， 折线( P o l y l i n e ) ， 区域( R e g i o n ) ， 圆弧( A r c )文本( T e x t ) . 矩形 ( R e c t a n g l e ) ， 圆角矩形( R o u n d r e c t ) ， 椭圆( E l l i p s e ) . MI D文件包含属性文件， 每行一条记录， 如在MI F中某个对象无相应属性数据. 则在MI D 中用空行与其对应。 在转换过程中， 所有数据均按MI F文件中八种类型转人Ma p l n f o , 转换后， 需要使用自定义的符号库， 为此， 须在w i n d o w s 的画笔中， 以3 2 X3 2 或6 4 X 6 4 的 规格绘制地形图符号， 然后放人C u s t s y m b目 录中， 符号数目 没有限 制。 在符号选择对话框中. 选 择 C u s t o m S y m b o l 项， 单击R e l o a d , 同时， 还要使用自定义的 线形库， Ma p I n f o 5 . 。 以 后的版本提供了 线形编辑器， 可以 很方便地 制作各种线形， 但是， Ma p I n f o 的线形库只能包含1 2 8 种线形， 而地理信息系统的线形要超过 2 2 F 种， 所以必须舍去一些很少用到的 线形。 完成后， 将线形库文件命名为m a p i n f o w , p e n . 拷人 Ma p I n f 。目录， 取代现有的线形文件， 重新启动后新的线形库即可使用。 5 系统的维护 管线信息系统最终是为城市建设服务的， 服务对象包括城市规划设计与审批部门， 市政工程 与公用工程部门 如何保持系统现势性是一个很棘手的问题。管线系统必须与地形图配合才能 体现其价值。因此首先必须保证地形图的现势性。 另外市政工程与公用工程部门同 时也是系统 信息的主要来源。某些情况下， 信息的 控制权就意味着决策的 控制权， 轻易开发信息就意味着本 部门 权威性的降低， 因而有些部门 不愿意开放信息， 因此上级领导部门的协调就尤为重要， 并且 在系统维护中， 规划审批部门应采取必要的有力措施， 使建设单位在工程竣工后及时向城市勘测 部门提供完整的 竣工资料， 使系统资料及时更新， 应当考虑由 建设单位向审批部门， 存档部门( 城 市建设档案馆) ， 城市勘测部门交纳一定数量的抵押金， 在竣工资料完全符合要求扣， 才能返还抵 押金。 目 前， 除档案馆收取少t抵押金上， 其它部门尚 无法对建设单位形成强有力的约束， 因此法 规. 法律方面的完善迫在眉睫。 在管线信息系统建设中， 各种人员的素质有至关重要的 作用。 首先信息系统是由 硬件、 软件、 人员组成的， 计算机专业的人才虽必不可少， 但实践表明既熟悉地下管线， 又熟悉计算机的人员 也非常重要， 很多系统上不去， 用不好， 并非没有掌握计算机的操作， 也不是软件本身不过关 而 是由 于对系统应用缺乏深层次的 理解， 未能与 应用对象结合好， 配合好， 因此， 管线技术人员的 参 与是应用开发的重要力量， 没有这部分人员的参与， 可能会带来应用方向上的盲目 性， 甚至有可 能失败， 其次， 管线系统本身数据要求严格， 尤其是地理信息系统特有的属性数据更是传统的测 绘 数 据 所 没 有 的 . 由 于 拓 扑 文 件的 需 要 ， 外 主 人 员 必 须 提 供 完 整 精 确 的 平 面 坐 标 ， 必 须 摒 弃 交 会 成图的作业方式， 同时各种属性数据在未来的 空间 分析中所影响的 将不只是本井位， 本管段的管 线。 所以， 外业调查中， 对管线的高程， 井深， 设备类别等要素务求准确， 对外业人员进行适当培训 就显得尤为必要。 6 结束语 万方数据 2 4 哈尔滨工程离等专科学校学报 2 0 0 年 城市地下管线信息系统是城市地理信息系统的重要组成部分。它的建立， 将为城市发展预 测. 规划决策 城市管理提供可靠依据。建立系统是一项复杂的工作， 技术、 人才、 组织、 管理上的 困难都是这项工作特有的。 如果能解决好这些问题， 使其在管 理工作中 开展应用， 发挥G I S的 技 术特点， 就一定能建设成一个数据准确， 查询迅速， 信息共享， 技术合理的系统。 参考文献 l 黄杏元、 汤勤. 地理信息系统概论. 北京: 高等教育出版杜、 1 9 8 9 口 Ar c Us e r . Ap r i l - l u n e 1 9 9 9 T h e P r o b l e m s i n C o n s t r u c t i n g t h e U r b a n U n d e r g r o u n d P i p e l i n e s I n f o r m a t i o n S y s t e m 工 址n I a mi n S h e n v a n g S u r v e y i n g a n d Ma p p i n g I n s t i t u t e , S h e n y a n g , 1 1 0 0 1 5 A b s t r a c t T h e t h e s i s s u m m a r i z e s t h e p r o b l e m s d u r i n g c o n s t r u c t i n g t h e U r b a n U n d e r g r o u n d P ip e l i n e s I n f o r m a t i o n S y s t e m. a d v a n c e s t h e s o l u t i o n s a n d w h a t s h o u l d b e p a i d a t t e n t i o n t o . T h e a r t i c l e a l s o d i s c u s s e s t h e e s t a b l i s h m e n t o f t h e p i p e l i n e s s y s t e m b a s e d o n t h e G I S . K e y w o r d s G I S ; T h e U n d e r g r o u n d P i p e l i n e s I n f o r m a t i o n S y s t e m; D a t a ( 上接第 1 5页) A p p l i c a t i o n o f T h r e e D i m e n s i o n a l R e s e c t i o n o f Me a s u r i n g S i d e Y a o J i l i I I Z h a n g D a f u