（市政工程专业论文）GIS环境下给水管网工况分析系统的研究.pdf

摘要 本文介绍了城市给水管g i s 系统及g i s 环境下给水管网工况分析系统的设 计思想、总体结构和关键技术。以m a p i n f o 为平台，基于o l e 技术采用v i s u a l b a s i c6 0 编程实现了该应用软件。 c p a g i s 系统利用m a p i n f o 管理给水管网的属性数据和图形，利用v b 开 发应用软件，通过o l e 技术实现应用软件对m a p i n f o 操作和系统间的数据交 换。使应用软件不仅具有强大的空间数据管理功能，而且还具有强大计算和分 析功能。 本文详细介绍了c p a g i s 的关键技术，提出了在g i s 环境下建立给水管网 动态水力模型的方法和过程，以及给水管网的结构分析方法和以水表抄水量为 基础的给水管网水量的统计分析方法。实践证明在此基础上动态生成的给水管 网水力计算模型较为真实可靠地反映了给水管网的实际水流状况。 在水力计算的基础上，提出了利用拓朴理论进行管网的工况分析的方法， 确定了多水源供水管网各水源供水区域、供水路径；实现等水压线的自动绘制； 建立了给水管网余氯浓度的分布模型；进行了给水管网事故对策分析。 实践证明，本文提出的在给水管网g i s 的基础上进行深度开发的方法是可 行的。 【关键词】给水管网管网建模工况分析m a p l n f ov bo l e a n a l y s i so f w a t e rd i s t r i b u t i o ns y s t e m su n d e rg i se n v i r o n m e n t a b s t r a c t ag i so fu r b a nw a t e rd i s t r i b u t i o n s y s t e ma n da n a l y s i ss y s t e mu n d e rg i s e n v i r o n m e n ta r ei n t r o d u c e d ，i n c l u d i n gi t s d e s i g nt h o u g h t 、g e n e r a ls t r u c t u r ea n d k e yt e c h n o l o g y i t i s d e v e l o p e du s i n gv b 6 0o nt h eb a s i so fm a p l n f oa n di s s u p p o r t e db y o l e c p a g i su s et h em a p l n f ot om a n a g ea t t r i b u t a b l ei n f o r m a t i o na n dg e o g r a p h y t h ea p p l i c a t i o n p r o g r a m 、o p e r a t i n gm a p l n f oa n dd a t ae x c h a n g eb e t w e e nt h e s y s t e m si sd e v e l o p e dt h r o u g ho l e t h es y s t e mh a v ep o w e r f u la b i l i t yo fs p a t i a l d a t am a n a g e m e n t 、c o m p u t a t i o na n da n a l y s i s a st h e k e yt e c h n o l o g y o f c p a g i s ，t h em e t h o d o l o g y a n d p r o c e s s o f e s t a b l i s h i n gd y n a m i c m o d e l so fc a l c u l a t i o na r e p r e s e n t e d a n a l y s i s o ft h e n e t w o r k ss t r u c t u r ea n ds t a t i s t i c a l a n a l y s i s o fw a t e r q u a n t i t y a r e d e s c r i b e d e x p e r i m e n tp r o v e dt h a tt h ec a l c u l a t i o nm o d e lc o u l dr e p r e s e n tt h ef l o wo fw a t e ri n n e t w o r k sr e l i a b l y a t o p o l o g i c a l - b a s e dm e t h o df o rd e t e r m i n a t i o no fs o u r c e - s e r v i n gd i s t r i c t sa n d d r a w i n gp r e s s u r e - c o n t o u r i nm u l t i s o u r c en e t w o r k sw a s d e v e l o p e d ，a m a t r i x d e s c r i b i n gt o p o l o g i c a lr e l a t i o n s h i pb e t w e e nl i n e sa n dj o i n si nt h em u l t i s o u r c e n e t w o r k sw a ss e t u p f o rt h e c o m p u t e r - a i d e da n a l y s i s g r a p hd i s p l a y o f s o u r c e - s e r v i n gd i s t r i c t s ，d i v i d i n gl i n e sa n dp r e s s u r e c o n t o u rw a sp e r f o r m e d k e yw o r d s ：d i s t r i b u t i o nn e t w o r km o d e l a n a l y s i sm a p l n f o v bo l e i l 第一章概述 g i s ( g e o g r a p h i ci n f o r m a t i o ns y s t e m ，地理信息系统) 作为一门新兴边缘 学科在近三十年发展迅速，特别是近十年，由于计算机硬件性能的提高、价格 下降以及g i s 基础平台的成熟，g i s 在国民经挤的各个领域得到广泛应用。 g i s 将计算机技术和空间地理数据相结合，通过系统建立、空间操作与模型分 析，为地球科学、环境科学和工程设计、乃至企业管理等方面的规划、管理和 决策提供有用的信息。据估计，人类活动8 0 的信息量与地理信息系统密切相 关，因此g i s 开发和应用的前景和容量是不可限量的。目前g i s 被认为是2 1 世纪支柱性产业，是信息产量的重要组成部分。“九五”期间国家科技部已将 g i s 列为“重中之重”的项目，并重点支持发展我国的g i s 产业心”。 自2 0 世纪6 0 年代加拿大t o m l i s o n 博士提出地理信息系统的概念以后，在 6 0 年代中期加拿大首次建立了c g i s 。于7 0 年代开始，美国推出了两个著名 的g i s ：即美国环境系统研究所( e s r i ) 开发的a r c i n f o 和美国商业部人口 普查局开发的t i c e r 系统。这两个g i s 系统提出的关于地理信息的组织方式， 对g i s 发展产生了深远的影响。随后的3 0 多年，在数据库技术、空间数据的 处理与分析及g i s 通用平台软件等方面建立了较为成熟的理论体系。8 0 年代 以来，先后出现了多个著名的商品化g i s 开发平台软件：a r c i n f o ，s y s t e m 一9 ，i n t e r g r a p h ，g e n m a p 、s p a m ，m a p i n f o 等。 随着我国经济建设的迅速发展，城市基础设施建设和改造的速度加快，人 口规模不断扩大，对城市给水管网的规划建设、管理诊断及应急抢修等提出了 更高的要求。传统的供水管理模式已难以满足城市供水管理工作日益繁重的现 实要求。在城市供水领域应用推广先进的管理技术，对于迅速提高城市供水管 理、保证城市供水工作的水平与经济建设和社会发展相适应，将具有积极的意 义。g i s 作为一种先进的技术手段应用于城市供水领域，对于强化城市供水规 划、指挥、调度、信息查询、快速维修、维护、准确定位、人员最优化调配等 各方面工作将产生巨大的功效。城市供水管网地理信息系统的建设实施，将极 大的提高城市供水部门工作的科学性、准确性和整体运作效率，有利于从根本 上解决城市经济建设的快速发展与城市供水管理形式落后的矛盾3 。 目前，g i s 在国内供水行业的应用主要是输配水系统档案资料的日常管理。 如上海、深圳等城市。虽然不同的城市选用不同的g 1 s 开发平台，但其系统所 实现的功能大同小异。主要包括：供水管网图形数据和属性数据的计算机录入、 修改；对管线及各种设施进行属性查询、空间定位以及定性、定量的统计、分 析；对各类图形( 包括管线的的横断面图和纵断面图) 及统计分析报表的显示 和输出；为爆管、漏水事故的抢修提供关阀方案及相关信息。通过系统集成， 把供水管网图形库、属性数据以及外部数据库连接在一起，不仅图文并茂、准 确高效，而且易于数据的动态更新，从而大大提高了管网管理工作的效率和质 量。但是，g i s 在供水系统的应用，其产生的功效远不在此。对空间数据的管 理仅仅是g i s 的最基本的功能，要使g i s 在自来水行业的应用上升到一个的 新的层次，必须充分利用g i s 的空间分析、模型分析所产生的信息，结合专业 供水管网计算、分析理论进行深度开发，为管网规划设计、建设施工、各种运 行状态下的优化调度以事故抢修等提供决策支持。 近年来有关供水管网优化设计理论和方法的研究日趋成熟，但在实际工程 的应用并不十分广泛。究其原因是多方面的，最根本的是这些理论的基石一 供水管网水力计算模型存在较大的缺陷，主要存在以下问题： 给水管网的计算图简化带有一定的主观随意性，不能完全真实地反映 实际管网的拓朴关系；给水管网的用水节点的确定没有客观科学依据，特别是 用于现有管网的水力核算和水力工况模拟，使管网计算模型与实际管网相背 离； 给水管网用水节点的流量计算。传统的长度比流和面积比流量法，缺 少对管网原始的运行参数的统计分析，其简化计算有一定的主观随意性，无法 真实地反映给水管网真实的水流状况”； 传统的给水力计算模型都是静态模型，对实际的给水系统的日常运行 管理和调度没有太多的指导意义“”1 。 g i s 环境下给水管网工况分析系统c p ag i s ( c i t yp i p en e ta n a l y s i su n d e r g i s ) 系统是通过对水表的抄表流量以及用户的用水特性的统计分析，在给水 管网结构分析的基础上，实现了给水管网水力动态数学模型的自动生成。数学 模型充分利用了给水管网g i s 系统强大的数据管理功能，使得数学模型能真实 地反映实际管网水流状况，其计算结果与实测数据比较吻合。 在给水管水力计算的基础上利用拓朴理论进行管网的工况分析，确定多水 源供水管网各水源的供水区域、供水路径和流量配比，进而实现等水压线的自 动绘制。 以管网的余氯浓度为指标，建立了静态的给水管水质模型，计算出在某一 时段的水力工况下给水管网余氯浓度的分布状况。同时又以水在给水管网中停 2 留时间为指标，计算出水从水厂出口到达某用户在管网中的停留时间。 利用管网的基础数据和拓朴关系，提出一种简洁的管网事故决策分析方法， 以及在某一种关阀方案下，停水用户的统计计算方法。 g i s 环境下给水管网工况分析系统c p a g i s 系统是对城市给水管网g i s 系 统的深度开发，c p a g i s 系统的各个功能的实现都与城市给水管g i s 系统的 数据组织紧密相关。有关城市给水管网g i s 系统常规功能的实现方法已有很多 文献资料进行了详细介绍，本论文就不再重述。 论文的主要内容包括：系统开发的环境介绍：系统的分析与设计；重点介 绍给水管网水力建模方法和给水管网的工况分析方法。 3 第二章c p a g is 集成开发环境介绍 建立一个完善的大型应用系统，应对各种不同的开发台平进行分析比较， 博采众长，c p ag i s 采用将m a p l n j f o 地图窗口集成在v i s u a lb a s i c 编写的应用 程序中的开发方式，即集成地图开发方式开发而成【4 1 。m 函i n f 0 6 0 是标准的桌 面地理信息系统，具有强大的空间数据管理、分析以及可视化功能，其二次开 发工具m a p b a s i c 是类b a s i c 的编程语言，在某些功能的开发上存在不足，如 定制美观友好的用户界面，计算能力等。v i s u a lb a s i c 6 0 是微软公司推出的主 流面向对象开发工具，具有功能强大、编程简洁、程序集成化程度高等特点。 因此跨平台集成地图开发方法可以兼顾二者所长，特别是在原有的应用系统中 增加地理信息管理功能，这种方法是简捷有效的。 2 1m a p l nj f o 的一般介绍“1 m a p l n f o 是美国m a p i n f o 公司的产品。该公司始终致力于为用户提供先进 的数据可视化、信息地图化技术，并将这些技术与主流业务系统集成，提供完 整的解决方案。m a p l n f o 吸取了传统g i s 系统的精华，并借助于计算机技术的 发展，及时地将g i s 的概念从中大型计算机的专用工作站引入到普通p c 上， 开创了一种崭新的地理信息系统模式，即桌面地图信息系统。m a p l n f o p r o f e s s i o n a l 是近两年来推出的主流地理信息系统产品，吸引了大量的用户。 该产品自九十年代初进入中国后，在各行业得到普遍的关注。在统计、信息中 心、测绘、邮电、市政、环保、工商等部门得到了广泛的应用。 2 1 1m 目p l n f o 的主要特点 1 ) m a p l n f o = m a p p i n g + i n f c r m a t i o n 。 2 ) 提供数据、思维可视化的决策支持方式。 3 ) 支持c l i e n t s e r v e r 体系结构及无缝图层。 4 ) 直接读写o d b c 数据库。 5 ) 轻松建立数据与地图的关联。 6 ) 提供m a p b a s i c 二次开发工具方便定制用户界面，增添新功能。 7 ) 功能完备的s q l 查询功能，友持地理表达式。 8 ) 具有o l e 嵌入功能，能将图层拖入其它应用程序 m a p l n f op r o f e s s i o n a l 是第一个能够在w i n d o w s 操作系统上运行的真3 2 位 工业标准桌面地图信息系统，能充分利用w i n d o w s 的界面功能，支持w i n d o w s 4 的标准协议。其二次开发工具m a p b a s i c 简单易学、功能强大，可以与普通的 数据库如d b a s e ，a c c e s s 、e x c e l 等连接。同时可以利用其他平台调用 m a p i n f o 环境下的数据、图形等，在w i n d o w s 环境下，通过m a p b a s i c 之外的 其它编程语言控制m a p l n f o ，例如，可以将m a p l n f o 的地图窗口集成到用v i s u a l b a s i c 编程语言开发的应用程序中，从而达对不同平台博采众长的目的，可用 于建立完善的大型应用系统。因为在其他的应用程序中集成了m a p l n f o ，所以 将这种应用程序的开发语句称为跨平台集成地图( i n t e g r a t e dm a p i n g ) 。 2 1 2m a p l n f o 的基本功能 1 ) 测量分析：直线距离、面积测量。 2 ) 缓冲区分析：点周围、沿直线、沿曲线、加权缓冲区。 3 ) 地图代数：加减常数。 4 ) 多边形操作：多边形复合、点在多边形内、线在多边形内、多边形合并。 5 ) d e m 分析：高程等值线、地形图断面。 6 ) 其他功能：专题布尔操作、邻近搜索、移动窗口过滤、最优路径、坐标 几何、网络分析、矢量转网格、投影变换。 2 20 l e 技术介绍 o l e ( o b j e c tl i n k i n ga n de m b e d d i n g ，对象的链接与嵌入) 开发始于1 9 9 0 年初，其着眼点在于提供复合文档的处理，如在文字处理器( 如w o r d ) 中可 以方便地链接( l i n k ) 或嵌入( e m b e d ) 电子表格( 如e x c e l ) ，其基础则植于 组件对象模型c o m ( c o m p o n e n to b j e c tm o d e l ，即c o m ) 。 m i c r o s o f t 公司和d e c 公司于1 9 9 5 年提出了组件对象模型和分布式组件对 象模型( d i s t r i b u t e dc o m p o n e n to b j e c tm o d e l ，即d c o m ) 。c o m 模型用于在 异型网络和操作系统中建立、应用和加入可重复使用的组件对象。从理论上说， 这些组件对象可以互相通信与交互，而与它们的语言、分布及原始平台无关。 因此，c o m 模型促进和鼓励开放式系统解决方案，其规程包括一套标准a p i 、 一个标准的接口集。在c o m 规程中，将组件定义为一个二进制形式的可重用 的软件模块，可以在应用程序中直接使用这些组件，而不必担心它是用什么语 言编写的，也不用担心它是什么平台上开发的，只要知道组件的接口( 或方法) 集、调用方式、外部行为及如何与环境进行交互就可以使用它们。如果软件开 发仍以手工为主，则比较费时费力。而利用c o m ，可以把不同的组件( “粘”) 在一起，完成软件编制，从而大大缩短开发时间，这些组件构成了软件的功能 5 模块。 2 2 1o l e 技术的原理 o l e 不是一项孤立的技术，它与其它技术有着密切的关系，o l e 与c o m 的关系如图2 1 所示。c o m 规定了对象的存储表示和操作方式，它们是o l e 技术和a e t i v e x 技术的基础，其设计目的在于解决不同系统( 平台) 、不同语 言之间对象交互操作的问题。o l e 则提供对象之间交互的客户服务器结构， 包括自动化、交互操作及控制组件等功能，这些功能都建立在c o m 基础上。 o l e 提供了一种利用相互可操作实体( i n t e r o p e r a t eo b j e c t ) 生成复合文档的 机制。这些复合文档可以包括以下实体：i m a g e s ，s o u n d s ，c h a r t s 或其它文档。 通过它，一个应用程序能够紧密正确地获得另一个应用程序的服务，能够创建 包含由其它应用程序创建的对象信息文档，这样的文档称为载体文档。载体文 档包含的对象仍与它们的应用程序连接着，它们可以是嵌入( e m b e d d i n g ) ，也 t h ec o m p o n e n t o b j e c tm o d e l ( c o m ) 豳2 1c o m 与o l e 的关 可以是链接( l i n k i n g ) 。 2 2 2o l e 的技术特性 1 ) o l e 对象链接与嵌入。支持可视化编程 和对象嵌套，用户可以直接处理嵌套在另 一个对象中的对象：支持对象转换，可转 换对象类型，能在不同的应用和程序中使 用同一个对象。 2 ) o l e 自动化。允许应用程序对象将属性 和操作自动暴露，其它应用程序可以跨平 台使用这些操作命令来完成相应的功能。 2 3 集成地图编程开发介绍 2 3 1 集成地图( i n t e g r a t e dm a p p i n g ) 概念 应用程序可以控制集成地图的外观，生成完全不同于m a p l n f o 界面的应用 程序。如用v b 编写一个多文档界面( m d i ) 的应用程序，其中包括m a p l n f o 的地图和浏览窗口。当v b 应用程序中集成了一张地图时，用户看到的是一个 真实的m a p l n f o 地图窗口，而不是位图、图元文件或其他类型的图形文件。在 这个地图窗口中，用户可以如同使用m a p l n f o 一样与地图交互。如使用缩放工 具放大缩小地图。一个集成地图窗口具有m a p l n f o 中地图窗口的所有功能。 当用户运行一个集成地图的应用程序时，m a p l n f o 系统实际上是在后台运 6 行。这种应用程序可以采用多语言混合编程，常用的是c + + 年l lv b 两种7 r 发i i ： 具。通常在应用程序【f 1 ，执行一条启动m a p l n f o 的命令，扁动后的m a p l n f o 在 后台运行。 在集成地图应用程序i j l ，通过向发送m a p b a s i c 的命令串来操作m a p t n f o 。 使用自动o l e ( o l ea u t o m a t i o n ) 或者d d e 给m a p l r t f o 发送这种命令 。 m a p l n f o 就象在m a p b a s i c 交互命令窗口中键入这些命令一样，执行桐应的操 作。 如果已经编写了m a p b a s i c 程序，可以作为集成地图应用程序的部分继续 使用。然而已编译的m a p b a s i c 程序( m b x ) 部分是可选的，刘j ：7 f 些应川程 序，可能不需要m a p b a s i c 程序。 2 3 2 编程环境 2 3 2 1 系统要求 ( 1 ) 需要m i c r o s o f tw i n d o w 系统。可以在1 6 位( 如w i n d o w s 3 1 ) 或3 2 佗 w i n d o w s ( w i n d o w s 9 5 或w i n d o w s 9 8 ) 系统环境下进行。 ( 2 ) 集成地图环境。需要m a p l n f o4 0 或更高版本。 ( 3 ) 计算机硬件上，必须有足够的内存，可同时运行客户程序和m a p h l f 0 。 ( 4 ) 客广1 程序( 如v i s u a lb a s i c 程序) 必须可以作为o l e 自动控制器或作为 d d e 客户。推荐使用自动o l e ，因为自动o l e 比d d e 更稳定，旧时 它还能报告m a p l n f o 的运行错误。如果使用d d e 将不能获取错误代码。 ( 5 ) 客户程序必须能够创建用户接1 2 1 的渚要素，如窗h 、窗体以及控制。客 户程序同时还必须能够获取接口窗r 丁的窗r 号( h w n d ) 。 2 3 2 2 其他技术说明 1 ) _ 丌发个集成地图的应用程序，必须使用非m a b a s i c 语吉编写程序。f 叮 以使用各种流行的开发工具编写客户程序，如c c + + 、v i s u a lb a s i c6 0 等。 2 ) 存储地图使用自动o l e ，但不能使用嵌入式o l e 。当希望在应j 1 j 程序 中放黄一个m a p l n f o 地图窗口时，不能嵌入它，而是要发送一系列命令 串来“重生成”一个窗口，让m a p l n f o ( ) 窗几作为应用程序的，窗j 1 。 3 ) 集成地图不龠v b x 或o c x 控件。 2 4 在v b 程序中集成电地图的方法 2 4 i 启动m a p l n f o 7 要启动m a p i n f o ，调用v b 的c r e a t e o b j e c t ( ) i 垂l 数，并且赋给一个v b 的对 象( o b j e c t ) 变量。特别要注意，这个对象变量必须是全局变量，否则当退 这个子程序时，m a p l n f o 对象将被释放。假设对象变量是m a p l n f o ，则下列语 句可以启动m a p l n f o 。 s e tm a p l n f o = c r e a t e o b j e c t ( “m a p l n f o a p p l i c a t i o n ”1 要选用以前启动的m a p l n f o ，而不另启动m a p l n f o ，则调用o e t o b j e c t ( ) 函 数。 s e tm a p l n f o = g e t o b j e e t ( ，“m a p l n f o a p p l i c a t i o n ”、 如果运行的是m a p l n f o ，c r e a t e o b j e c t 0 和g e t o b j e c t 0 函l 数使用o l e 连接 到m a p l n f o 。在3 2 位w i n d o w s 环境下，可以运行多个i v i a p l n f o 。如果已经有 一个m a p l n f oi f 在运行，运行集成地图的应用程序时，调用c r e a t e o b j e c t ( ) 又 肩动一个m a p l n f o ，这时两个m a p l n f o 将独立运行。 2 4 2 向m a p l n f o 发送命令 启动m a p l n f o 后，构造表示m a p b a s i c 语句的字符串。如想让m a p l n f o 执 行m a p b a s i c 的o p e nt a b l e 语句，在v b 中构造下列字符串： m s g = ”o p e nt a b l e “”给水下管t a b ”i n t e r a c t i v e ” 使用d o 方法发送这个表示语句的字符串： m a p l n f o d om s g 当使用d o 方法后，m a p l n f o 执行这条语句，这与在m a p b a s i c 交7 t 窗i - i 巾 执行该语句栩同。d o 方法只向m a p l n f o 发送能够在m a p b a s i c 窗1 1 中执行的语 句。 2 4 3 从m a p l n f o 返回值 要获得m a p b a s i c 表达式的值，应该构造一个相应的表达式。如要检测 m a p b a s i c 的w i n d o w l d ( 0 ) 函数返回的值，构造下列表达式： m s d 2 w i n d o w l d ( 0 ) ” 如果是自动o l e 连接，使用e v a lo l e 方法向m a p l n f o 发送信息。 d i mr e s u l ta ss t r i n g r e s u l t = m a p l n f o e v a l w i n d o w l d ( o ) 在使用e v a l 方法时，m a p l n f o 解释这个字符串为一个表达式，并以字符串 的形式返回表达式的值。如果表达式是一个逻辑表达式，则返回单字符“t ” 或“f ”。 2 4 4 定位m a p l n f o 窗l l 8 当启动m a p l n f o 后，采用m a p b a s i c 语句”s e ta p p l i c a t i o n w i n d o w ”，川以 使客户应用程序拥有m a p l n f o 的对话框和错误信息对话框。如： m a p l n f o d o “s e ta p p l i c a t i o nw i n d o w ”& f r m m a i n w i n h w n d 然后，每当要在v i s u a lb a s i c 应用程序中集成m a p l n f o 窗f ，j 时，发送给 m a p l n f o 一个带有m a p b a s i c 创建窗体的”s e tn e x td o c u m e n t ”的语句。如要把 m a p l n f o 窗口定位在v b 应用程序予窗体的p i c t u r e b o x 控件”p i c t u r e m a p ”中，可 用下面的语句实现： m a p l n f o d o “s e tn e x td o c u m e n tp a r e n t ”& p i c t u r e m a p h w n d & “s t y l e l ” 采用“s e tn e x td o c u m e n tp a r e n t ”语句，可以重定位文件窗口。在“s e tn e x t d o c u m e n tp a r e n t ”语句中，可以指定在v i s u a lb a s i c 程序中控件的1 1 w n d 句柄。 这样，当下次运行诸如“m a p ”、“b r o w s e ”、“l a y o u t ”等语句创建一个m a p l n f o 窗口时，该新建的窗口将重定位。因而客户程序能成为该新建窗口的父窝1 1 。 2 4 5 重定位图例和特殊窗口 m a p l n f o 包括几种特殊窗口：信息窗口、标尺窗口、消息窗l 】和统汁窗| 。 为了定位这些特殊的浮动窗口，可以采用m a p b a s i c 的“s e tw i n d o w ”讲f u 。 如可以采用以下语句来重定位信息窗口： m a p l n f o d o “s e tw i n d o w i n f op a r e n t ”f r m m a i n w i n h w n d 图例窗口比较特殊。要重定位唯一的图例窗口，采用m a p b a s i c 的“s e t w i n d o wl e g e n t p a r e n t ”语句。要创建一个自定义的图例窗口并对其重定义 可以采用m a p b a s i c 的“s e tn e x td o c u m e n tp a r e n t ”语句，然后再j i j “c r e a t e l e g e n t ”语句。这时创建的是与特定地图或图形相联系的图例，不同。rm a p l n f o 默认的图例窗口。 2 4 6 允许用户定义窗体大小 窗体是谣可以被定义大小取决于应用程序巾对其的设嚣。如住寓l ：1 i l ，胃入 一个p i c t u r e b o x 控 - 1 ：时，该窗口不能随意改变大小。因为当调整地图窝| 1 人小 时，m a p l n f o 不会对新窗口内容的大小自动调整以适合新窗口。因此，如果应 用程序要允许用户调整地图窗口的大小，就须调用w i n d o w s 的a p i 两数 “m o v e w i n d o w ”，使得地图窗口与新窗l j 的尺寸保持一致。调用方法是采j 1 j “d e c l a r e ”声明语句来访闯“m o v e w i n d o w ”a p i 函数： d e c l a r ef u n c t i o nm o v e w i n d o w l i b “u s e r 3 2 ”( b y v a lh w n d a sl o n g ，b y v a l x 一 a sl o n g ，b y v a lya sl o n g ，b y v a ln w i d t ha sl o n g ，b y v a ln l t e i g h ta s 9 l o n g ，一 b y v a lb r e p a i n ta sl o n g ) a sl o n g 当用户调整地图窗l 1 大小时，便开始调用“m o v e w i n d o w ”函数。 2 4 7 集成m a p l n f o 的工具栏按钮 由于不能对m a p l n f o 的工具栏进行重定位，因此，如果在客户程序r f | 加入 所需的工具栏时，必须用v i s u a lb a s i c 来创建这些按钮。例如，要创建能仿效 标准的m a p l n f o 按钮，可使用m a p l n f o 的r u n m e n u c o m m a n d 方法。如： m a p l n f o r u n m e n u c o m m a n dl7 0 7 该方法激活工具号为1 7 0 7 的m a p l n f o ：【具，其结果是m a p l n f o 的信息：i ： 具成为激活工具。数字l7 0 7 指向m a p l n f o 的信息工具，当然也可以不用数字 直接使用标准的标识号m t o o l s p n t q u e r y 。但要在程序i f l 采用标谚 号， 必须使程序包含标关文件“a p b a s i c b a s ”。 2 4 8 自定义m a p l n f o 快捷菜单 在m a p l n f o 的窗口中，单击鼠标右键会出现一个快捷菜单。这样的快捷菜 单也可以在集成地图应用程序巾出现，同时电可因程序的需要，可以修改共蕊 消除这种快捷菜单。 ( 1 ) 去除快捷菜单上的一个或多个项目，用m a p b a s i c 的“a l t e r m e n u r e m o v e ”语句。 ( 2 ) 增加快捷菜单上项目，用m a p b a s i c 的“a l t e rm e n u a d d ”语句。 ( 3 ) 去除整个快捷菜单，可用m a p b a s i c 的“c r e a t em e n u m a p p e r s h o r t c u t ” “i d1 7 a s ( 一“”? 语句。 2 4 9 打印m a p l n f o 集成窗口 应用m a p b a s i c 的“p r i n t w i n ”语句，可以打印重定位后的m a p l n f o 窗l _ l 。 当然也可以利用m a p b a s i c 的“s a v ew i n d o w ”语句输出一个窗f - 】的l 鞠元文件 ( w m f 文件) 来替代地图的扣印。 2 4 1 0 网调 在集成地图应用系统中，一般采用回调机制( c a l l b a c k ) 从m a p l n f ot i ，获 取信息回调是指当m a p l n f o 中发生一个事件，如地图窗口的改变等，它n 动 地通知客户应用程序。一般在下列情形，网调允许m a p l n f o 向客户程序发送信 息： ( 1 ) 当用户通过自定义工具与m a p l n f o 窗口交互时。如在地图窗ii 巾m d j f 拖动鼠标，m a p l n f o 回叫客户程序，传送x ，y 坐标。 1 0 ( 2 ) 选择一个菜单命令。如从自定义菜单中选择了一个命令，嘲叫客j 、程序 通知这个菜单事件。 ( 3 ) 地图窗口发生改变。每当地图窗口发生变化时，m a p l n f o 向客广程序发 送产生变化的窗口标识号。 ( 4 ) 状态栏中的内容改变。m a p l n f o 的状态栏在集成地图程序中并不自动显 示出来。要在应用程序巾有类似m a p i n f o 的状态栏，还需要进行必要的设蔑。 2 4 1 0 返回数据 集成地图应用程序可以创建自定义的菜单和按钮，使用这些菜单或按钮时， m p l n f o 传回一个由逗号分隔的字符串。当菜单或按钮被触发后，调用 c o m m a n d l n f o o 函数，可以获得多方面的信息。有关c o m m a n d l n f o 的参数及j 定义见表2 一l 袭2 e 1 值菜单或按钮事件值菜单或按钮事什 l c m d i n f o x 5 c m d i n f o x 2 2 c m d i n f o y 6 c m d i n f o y 2 3 c m d i n f o s h i f t 7 c m d i n f o _ t o o l b t n 4 c m d i n f o c t r l 8 c m d i n f o m e n u t e m 它们分别表示点击处的x 、y 坐标，是否按下s h i f t 和c t r l 键、释放鼠标处 的x 、y 坐标，以及按钮或菜单的i d 号。m a p l n f o 按下列格式组织信息后，发 送回应用程序。 “m i ”+ c o m m a n d l n f o ( 1 ) + “，”+ c o m m a n d l n f o ( 2 ) + “，”+ c o m m a n d l n f o ( 3 ) + “，” + c o m m a n d l n f o ( 4 ) 4 - “，”+ c o m m a n d l n f o ( 5 ) + “，”+ c o m m a n d l n f o ( 6 ) 4 - “，” + c o m m a n d l n f o ( 7 ) + “，”+ c o m m a n d l n f o ( 8 1 如果在集成应用程序中，选择了一个按钮，m a p l n f o 发回下列格式的字符 串： “m i ：7 3 5 5 4 8 ，4 2 1 2 2 ，f ，f ，7 2 8 6 2 2 ，4 3 0 2 2 5 ，2 0 2 ” 2 5 数据库技术 本系统山予采用了集成) f 发技术，为了提高系统怕运行速度和方便j 其它 的应用软件进行数据交换，系统对要进行管理的数据进行了分类，分别用两种 数据库系统进行管理。与地理图形相关的属性数据，如管线、阀i j 、水表等 与图形关系不大，或者经常发生变化的数据，如水表的抄表记录、二泵站的运 行记录、s c a d a 系统的实测数据等，采用a c c e s s 关系数据库系统进行管理。 因此在数据库设计时，必须在不同数据库中的数据表之间建立关系，其具体设 计见第三章数据库设计。 1 2 、第三章o p a g is 系统的分析与设计 3 1 g i s 环境下城市给水管网水力分析系统的主要内容 给水管网的水力计算与分析是自来水公司重要的技术管理工作，是给水管 网系统正常、高效运行的基础，同时，也为给水管网的改扩建和运行调度提供 决策依据。基础于g i s 的给水管网水力分析系统主要包括以下几个方面的工作 川： ( 1 ) 给水管网基础资料及图档管理。 对于每一给水管道工程的设计图纸都应该审查，考虑当前的管网实际状 况，经过水力与经济复核，提出改进意见，对于竣工图，要交付大比例的竣工 图( 1 ：5 0 0 ) 存档，以便系统更新和后用。给水管网的基础资料管理包括给水 主干管、干管开口、配水管以及管网附件如阀门、消火栓等的图形和属性的管 理。 ( 2 ) 城市基础地理信息的管理。 给水管网是城市的附属基础设施，给水管网的图形管理当然离不开城市基 础地理信息，如城市道路、建筑、单位界地、水系、地形和地貌、高程等。城 市基础地理信息应随城市建设不断进行更新。 ( 3 ) 用户信息管理。 用户作为给水管网的终端，是城市给水管网信息管理的重要内容，水表的 位置、用户名称、接入管的编号、口径、用水量、用水规律等情况都应存档， 以备查用和供管网水力计算和分析用。 ( 4 ) 管网压力监测数据管理。 对不同时段、不同季节的管网压力、流量等实侧数据都存档，以备以后查 用及校准管网水力计算模型。 ( 5 ) 基于g i s 的给水管网水力计算模型的建立。 定期根据用户的用水量、干管图形、干管开口位置及用水量的变化规律等 数据，重新自动建立水力计算模型。 ( 6 ) 给水管网工作状况分析。 进行管网平差计算，分析管网中存在的问题，如超压区和欠压区，以及 统计有问题的区域范围，提出改扩建意见。同时根据实测数据对管网模型进行 校准，使管网水力计算模型更加符合实际情况。在水力计算的基础上，进一步 确定多水源供水系统的各水源的供水范围，自动绘制等水压线，为用户提供直 1 3 观的管网工况分析手段。确定管网内的余氯浓度的分布和水在管网内的停留时 间。 ( 7 ) 管网事故分析与决策。 当管网中的某一部件( 如管段、阀门等) 出现故障时，分析和确定停水范 围和停水用户名单，以便通知用户，并提供关阀方案，便于抢修。 3 2 系统的需求分析 系统需求分析是任何系统软件丌发前必做的一项工作，系统分析是解决j l ： 发前的软件能够做什么做到什么程度。本系统的需求分析采用结构化分析 ( s t r u c t u r e da n a l y s i s ) 方法，简称s a 方法。结构化分析的主要：亡具有数据流 图，数据字典等。 3 2 1 人工管理系统模型 出上一节给水管网水力分析系统的内容，我们可以得 “当前系统模型如 下： 3 1 当前系统模型 其中原始数据包括：给水干管、配水管、阀门、干管节点、配水管节点、 1 4 丌口、用户水表和抄表水量等几个方面的图形及数据。 3 2 2 人工管理系统逻辑模型 从当前系统的基础上抽象出逻辑模型，是编程工作的基础。c p ag i s 系统 从当前模型抽象出来的人工管理系统逻辑模型如下： ( 1 ) 原始数据 系统应输入进行管理的数据有：给水干管、干管节点、配水管、配水管节 点、开1 3 、用户水表、阀门、抄表数据、建筑、单位、街道、高程的图形及数 据。 ( 2 ) 归类存档 按不同的类别存贮图形和数据，数据在存贮方式上可分为二大类：地理信