基于GIS的供水管网管理系统的设计.doc

基于GIS的供水管网管理系统的设计 上海交通大学 硕士学位论文 基于GIS的供水管网管理系统的设计 姓名：都淑萍 申请学位级别：硕士 专业：软件工程 指导教师：丁鹏;商静宇 20051001 基于GIS 的供水管网管理系统的设计 摘 要 在供水行业中 无论是静态信息还是动态信息 都和管线所在的 地理位置密切相关 构建以GIS 为平台的信息综合 分析和决策的供 水管网管理系统 把供水管网的图形和属性数据用计算机进行可视化 管理 不仅图文并茂 准确高效 而且易于动态更新 更重要的是 利用GIS 的空间分析和模型分析功能 可对管网系统的数据进行分析 统计 在发生故障时 可以自动制定相应的抢修方案 从而达到智能 化管理的目标 本文采用当前GIS 的热点之一组件式GIS 进行系统开发 使MIS 和GIS 更好地结合 摒弃了由于传统GIS 结构封闭性而导致的软件本 身越来越庞大 不同系统的交互性差 系统开发难度大等诸多问题 设计了系统的总体架构 采用统一建模语言 UML 对系统进行静态 和动态建模 对其中主要类的属性和方法进行了详细设计 保证了结 构的合理性 易于系统的扩展 实现了管网故障时关阀方案的研究 给出了最小停水范围的算法 并且对可能引发的多处爆管事故进行了 分析和处理 从而将故障造成的损失降为最低 结合小区实例比较了 不同的关阀方案 进行了结果分析 明确了最优关阀方案的优势 本文的研究填补了烟台市供水行业的空白 为企业摆脱传统 落 后的管理方式 走向科学的管理和决策提供了技术保障 基于UML 的 1 系统建模稍加修改可以用于其它如污水处理 煤气等拥有地下管道的 行业 管网故障关阀最优方案的确定从根本上解决了自来水公司漏失 率居高不下的问题 为企业创造了极大的经济效益 关键词 ComGIS UML 建模 拓扑结构 最优关阀方案 2 DESIGN BASED ON GIS OF WATER SUPPLY PIPLINE NETWORK MANAGEMENT SYSTEM ABSTRACT In Water Supply Business, no matter it is static state or dynamic state, it is all related with the geographic position of water pipeline.Designing a Water supply pipe network management system based on GIS, which has information synthesis analysis and decision, using computer to do a visible management for space data and attribute data in water supply pipe network, not only the picture and its accompanying essay are both excellent, accuracy and high efficiency, but easy to renew. The most important, utilizing space analysis and model analysis of GIS function, analysizes and counts data of pipe network system, when accident is happening, the system can formulate automatically the according plan of doing rush repairs, thus acquire intelligent management targent. This paper adopts one of hot spot of GIS at present component GIS to develop the system, combines GIS with MIS better,gets rid of some problems such as more and more software codes bad alternation between different systems the system is difficult to develop,all these problems emergence due to closed structure of traditional GIS. The paper designs the totality frame, adopts UML to build static and dynamic model, does a 3 detailed design for attributes and methods of main class, pledges a reasonable structure, easy to expand the system. When the pipeline accident happens, the paper realizes the research of turning off the valves plan, gives the algorithm of the least scope of cutting off water supply, analyzes and deals with more pipeline accidents evoked perhaps, thus keep the lowest loss caused by accidents. It integrates town district and compares different plans, do a result analysis, makes clear superiority of the most excellent plan. The research of the paper fills the blank of YanTai Running Water Business, provides a technology ensure for the corporation to get ride of traditional and backward management method move toward scientific management and decision. Building the system model based on UML , changed slightly, the model can be used by the other businesses such as dealing with waste water coal gas and so on, these businesses all own underground pipeline. The research of turning off the valves plan in pipeline accident solve the problems of high leakage of running water business, creates a huge economic benefits for the enterprise. KEY WORDS component GIS united model language build model topological the most excellent plan of turning off the valves 4 上海交通大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明 所呈现的学位论文 是本人在导师的指导下 独 立进行研究工作所取得的成果 除本文中已经注明引用的内容外 本 论文不包含任何其他个人或集体已发表或撰写过的作品成果 对本文 的研究做出重要贡献的个人和集体 均已在文中已明确方式标明 本 人完全意识到本声明的法律结果由本人承担 学位论文作者签名 都淑萍 日期 2006 年 1 月 11 日 上海交通大学 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留 使用学位论文的规定 同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件或电子版 允许论文被查阅和借阅 本人授权上海交通大学可以将本学位论文的 全部或部分内容编入有关数据库进行检索 可以采用影印 缩印或扫 描等复制手段保存和汇编本学位论文 保密 在_年解密后适用本授权书 本学位论文属于 不保密 请在以上方框内打 学位论文作者签名 都淑萍 指导教师签名 丁 鹏 日期 2006 年 1 月 11 日 日期 2006 年 1 月 11 日 第一章 绪论 1.1 地理信息系统 地理信息系统概述 地理信息系统 Geographic Information System,简称GIS 是以采集 存储 管理 描述 分析与空间和地理分布有关的数据信息系统 它是以地理空间数据库为 基础 在计算机软 硬件环境的支持下 对空间相关数据进行操作 分析 模拟和显 示 并采用地理模型分析方法 适时提供多种空间和动态的地理信息 为地理信息研 究 综合评价 管理 定量分析和决策服务而建立起来的一类计算机应用系统 地理信息系统是以计算机为工具 具有地理图形和空间定位功能的空间型数据管 理系统 是一种特殊而又十分重要的信息系统 它与其他传统意义上的信息系统的根 本差异在于 地理信息系统不仅能够存储 分析和表达现实世界中各种对象的属性信 息 而且能够处理其空间定位特征 能够将其空间信息和属性信息有机地结合起来 从空间和属性两个方面对现实对象进行查询 检索和分析 并将结果以直观的形式 形象不失精确地表达出来 其最大的特点就是属性数据和空间数据的结合表示12 地理信息系统具有以下三个方面的特征 1 具有采集 管理 分析和输出多种地理空间信息的能力 具有空间性和动态 性 2 以地理研究和地理决策为目的 以地理模型方法为手段 具有区域空间分析 多要素综合分析和动态预测能力 产生高层次的地理信息 3 由计算机系统支持进行空间地理数据管理 并由计算机程序模拟常规的或专 门的地理分析方法 作用于空间数据 产生有用信息 完成人类难以完成的任 务 一个完整的GIS 由四部分构成 即计算机硬件系统 计算机软件系统 空间数据 和系统管理操作人员 其中的核心部分是计算机系统 包括软件系统和硬件系统两部 分 它们是系统建立的硬件基础和实现人机交互空间信息的工具 空间数据即系统中 表示空间信息的地理数据 是系统建立的重要基础 没有数据 建立GIS 就无从谈起 3 而管理人员和用户则决定系统的工作方式和信息表达方式 作为核心部分的软件系 统 不仅包括各类计算机系统软件 还包括专门的GIS 软件 主要用于对空间数据输 入 存储 转换 输出与用户接口 GIS 软件功能的强弱决定了整个系统所能实现的 功能 地理信息系统的功能 由于地理信息系统发展的多源性 其功能具有可扩充性以及应用的广泛性 其基 本功能包括 2456 数据的采集 检验与编辑 主要用于获取数据 保证地理信息系统数据库中 的数据在内容与时间上的完整性 数据值逻辑一致及无错等 在此功能中空间数据的 输入一直是困扰GIS 发展的 瓶颈 因为在建立GIS 的最初阶段 数据采集和转换 所需经费往往高达整个系统的 70% 80% 更主要的是技术上的原因 目前 地图数 1 字化是空间数据输入的流行做法 有手工跟踪数字化和扫描数字化 近年来 全球定 位系统 GPS 和遥感影像 RS 的使用对GIS 产生了巨大的影响 3S 集成是GIS 发 展的几个热点之一 数据操作 数据格式化 转换 概化 数据格式化是指不同数据结构的数据 间变换 是一种耗时 易错 需要大量计算的工作 数据转换包括数据格式转化 数 据比例尺的变换 在数据格式的转换方式上 矢量到栅格的转换比其逆运算快速 简 单 数据比例尺的变换涉及到数据比例尺的缩放 旋转 平移等方面 其中最重要的 是投影变换 数据概化包括数据平滑 特征集结等 数据的存储与组织 这是一个数据集成的过程 也是建立地理信息系统数据 库的关键步骤 涉及到空间数据和属性数据的组织 栅格模型 矢量模型或栅格/矢 量混合模型是常用的空间数据组织方法 空间数据结构的选择在很大程度上决定了系 统所能执行的数据分析功能 在地理数据的组织和管理中 最为关键的是如何将空间 数据和属性数据融合为一体 传统的GIS 将空间数据和属性数据分开管理 空间数据用文件系统管理 属性数 据用关系数据库 RDBMS 管理 如何解决在关系数据库中存储空间数据的问题 使 空间数据实现真正的客户 服务器方式 建立空间数据服务器 即空间引擎技术 目 前各大GIS 厂商和公司都推出了自己的解决方案 查询 检索 统计 计算功能 查询 检索 统计 计算是地理信息系统以 及其他许多自动化地理数据处理系统所应具备的最基本的分析功能 空间分析 这是地理信息系统的核心功能 也是地理信息系统与其他计算机 系统的根本区别 使地理信息系统应用深化的重要标志 包括缓冲分析 叠置分析 拓扑分析等几个方面 长期以来 空间分析的各种模型和方法没有形成统一的体系结 构 甚至尚未形成能被广泛认同的基本内容 在标准的商业系统中 仍然没有基本的 通用的空间分析程序 而且也没有基本的通用模型化工具 空间分析方面通常具有空 间叠加和简单经典统计两大功能 空间分析和空间应用分析模型是GIS 的核心功能和 魅力所在 要增强GIS 的功能 拓展其应用领域 应从两方面着手 一是加强专业应 用模型与GIS 的结合 二是增强GIS 的基本空间分析功能 数据输出 GIS 数据输出方式有硬拷贝 即地图输出 网络传输等 其中 以地图形式输出GIS 数据处理结果更具有直观性 跨越了语言的障碍 Internet 和 技术的应用为GIS 的地图数据的网络输出提供了可能性 GIS 的地理信息和地图 数据输出具有超越时间和空间的特性 任何用户可以在任何时间和地点通过互联网去 访问web 服务器上的GIS WebGIS 地理信息系统的国内外研究现状 地理信息系统近年发展迅速 其内涵和外延正在不断变化 最初的地理信息系统 都是一些具体的应用系统 充其量只能是一门技术 现在已发展成一个独立的 充满 活力的新兴学科 这已经为大家所公认 目前 世界上常用的GIS 软件已达400 多种 它们大小不一 风格各异 国外较著名的有ARC/INFO GENAMAP MGE MAPINFO 等 国内较著名的有MAP/GIS GEOSTAR 和CITYSTAR 等 虽然GIS 起步晚 但它发展快 目前已成功地应用到一百多个领域 尽管现存的地理信息系统软件很多 但对于它的 研究应用 归纳概括起来有两种情况 一是利用GIS 系统来处理用户的数据 二是在 GIS 的基础上,利用它的开发函数库二次开发出用户的专用的地理信息系统软件 在 2 美国及其它发达国家 地理信息系统的应用遍及环境保护 资源保护 灾害预测 投 资评价 城市规划建设 政府管理等众多领域 我国GIS 产业起步较晚 但发展较快 国家将围绕建立一个工程 数字化中国工程 完善两个体系 国家对地观测体系和 国家空间信息技术应用体系 发展三个产业 空间数据服务产业 空间信息软件产 业 空间信息应用产业 来开展未来空间信息技术领域方面的工作 在GIS 方面 以 发展产业为目标 从加强推广应用 实现传统行业改造着手 开展关键技术研究攻关 和应用示范工程的开发 促进GIS 在资源环境 城市建设 电力 水利 交通 通信 农业等方面的应用 为建立中国的 数字地球 奠定技术基础 软件基础和应用基础 目前 世界上应用的GIS 系统软件大致可分为三个层次 基础软件平台 应用软 件开发平台 应用软件系统 其中应用软件开发平台是平时常用的 供用户在其上进 行二次开发 代表软件在前面已介绍过 在空间数据库管理方面 目前存在几种模式 一种是GIS 软件商自行开发面向对象数据库管理系统 如Laser Scan 公司的GAD 或是在关系数据库管理基础上开发的空间数据管理模块 如 ESRI 公司的 SDE 另一 种模式是数据库软件商直接在关系数据库管理系统之上扩展的空间数据管理功能 如 Oracle Informix 等软件的可选模块都已具有管理空间数据的能力 在开发语言与 开发模式方面 对GIS 软件影响较为深刻的技术是组件对象模型 软件厂商已由原来 向用户提供系统转为提供组件 一些大的GIS 软件商可以向用户提供相应的控件 如 ESRI 的MapObject MapInfo 的MapX BlueMarble 的GeoObject 以及国内如武汉测 绘科技大学的GeoStar 中国地质大学的MapGIS 超图公司的SuperMap 和朝夕公司 的MapEngine 等等 地理信息系统的发展 GIS 的发展受计算机技术的发展影响 从其诞生到发展中的每一次变革都与计算 机紧密相关 在20 世纪60 年代至80 年代末期 主要是基于地图进行处理 将地图 数字化后供计算机存储和处理 形成了图层 图集 图库和拓扑关系等基本概念 通 过文件系统进行空间数据和属性数据的管理 且系统完全封闭 后来 个人计算机开 始成为主流机型 且硬件处理能力强大 数据库技术十分成熟 网络技术开始出现并 迅速普及 分布式计算及环境构造技术逐步成熟 系统的体系结构开始由主机型向客 户/服务器 C/S 型发展 面向对象的软件技术开始成熟 这一时期的GIS 开始采用 数据库管理系统来管理属性数据 提高了数据处理能力 但空间数据仍由文件系统管 理 系统开始由单机单用户转向多机多用户 实现了空间数据和属性数据的共享 进 入20 世纪90 年代 信息技术发展十分迅速 其中最引人注目的是面向对象技术和广 域网 特别是 Internet 技术的发展和普及 遥感 RS 全球定位系统 GPS 的发 展提高了人类获取空间信息的能力 这一阶段的GIS 开始逐步使用组件化的模式来进 行系统的构建 极大地提高了支持二次开发的能力 实现了空间数据和属性数据的一 体化存储和一体化查询 开始了由C/S 结构向B/S 结构的转变 GIS 向与RS GPS 集 成化方向发展 GIS 也由最初的数字制图 土地利用调查部门逐渐扩大到环境 城市 规划和建设 交通 电力 水利等众多与地理空间信息相关的领域 得到越来越广泛 的应用7 从发展历程看 GIS 软件技术体系可以划分为六个阶段 即GIS 模块 集成式GIS 模块化GIS 核心式GIS 组件式GIS 和万维网GIS8 其中组件式GIS 和万维网GIS 是现代GIS 研究的热点 3 GIS 模块 GIS Modules 在 GIS 发展的早期阶段 由于受到技术的限制 GIS 软件只是一些用于满足某些功能要求的模块 并没有形成完整的系统 各个模块 之间不具备协同工作的能力 这一阶段可以称为GIS 模块阶段 集成式GIS Integrated GIS 随着理论和技术的发展 各种GIS 模块走向 集成 逐步形成大型的 GIS 软件包 GIS Package 称为集成式 GIS 如 ESRI 的 Arc/Info Genasys 的GenaMap 等均为集成式GIS 的典型代表 集成式GIS 为GIS 发 展的一个重要里程碑 其优点在于集成了GIS 的各项功能 形成独立完整的系统 而 其缺点在于系统过于复杂 庞大 从而导致成本高 也难于与其他应用系统集成 模块化 GIS Modular GIS 另一类为模块化GIS 代表软件为 Intergraph 的MGE 模块化GIS 的基本思想是把GIS 按照功能划分为一系列模块 运行于统一的 基础环境之上 尽管许多集成式GIS 软件也可以划分为几个模块 但模块化GIS 软件 的模块被有目的地划分得更细 模块化GIS 具有较大的工程针对性 便于开发和应用 用户可以根据需求选择所需模块 但无论是集成式GIS 或是模块化GIS 都很难与管 理信息系统 MIS 以及专业应用模型一起集成高效 无缝的GIS 应用 核心式GIS Core GIS 为解决集成式GIS 与模块化GIS 的缺点 有人提出 了核心式GIS 的概念 核心式GIS 是对操作系统的扩展 它提供了动态链接库一级的 更底层的组件化方式 给用户提供了较大的灵活性 例如用于Windows 操作系统的核 心式GIS 提供了一个系统动态链接库 DLL 用户在开发GIS 应用系统时可以采用现 有的高级编程语言 通过应用程序接口 API 访问内核所提供的GIS 功能 除了基 本的动态链接库以外 实现各种功能的动态链接库还可以被拆卸和重组 对数据库管 理要求较高的用户甚至可以选择MIS 开发工具来构造GIS 应用 为GIS 和MIS 的无缝 集成提供了全新的解决思路 但是 由于核心式GIS 提供的组件过于底层 给应用开 发者带来一定的难度 一般用户难以掌握 也不适应可视化程序设计的潮流 目前还 没有成熟的核心式GIS 商业软件 组件式GIS Components GIS 随着计算机软件技术的发展 GIS 组件化发 展到了一个全新的阶段 出现了组件式GIS 以下简称ComGIS 所谓ComGIS 是指 基于组件对象平台 以一组具有某种标准通信接口的 允许跨语言应用的组件提供的 GIS 这种组件称为GIS 组件 ComGIS 不是一种小技术在GIS 软件开发中的应用 而 是一种全新GIS 软件技术体系 是当今GIS 发展的重要趋势 它基于标准的组件式平 台 把 GIS 功能模块划分为几个控件 每个控件完成不同的功能 各个 GIS 控件之 间 GIS 控件与非GIS 控件之间 基础组件与专业组件之间不仅可以自由灵活地重组 而且具有可视化界面和使用方便的接口 使系统开发和软件集成简单易行 真正实现 代码重用 和 组件化 9 万维网GIS WebGIS 几乎与ComGIS 同时出现 是Internet 与GIS 相结合 的产物 也是目前研究的热点 GIS 通过 功能得以扩展 真正成为一种大众使用 的工具 从 的任意一个节点 Internet 用户可以浏览万维网GIS 站点中的空间 数据 制作专题图 以及进行各种空间检索和空间分析等 WebGIS 的发展与网络技 术的发展密不可分 目前WebGIS 常用的体系结构为三层模型或N 层模型 当前 WebGIS 的实现技术中较常用的有通用网关接口技术 Common Gateway Interface 简称CGI Server API 方法 应用程序插件技术 Plug-in ActiveX 控件以及Java 语言编程 的技术 包括Java 小程序 Applet 和Java 虚拟机技术 VRM 等101112 4 当前 GIS 的研究主要有以下几个方向 空间数据库系统及空间查询处理 三维 地理信息系统 3DGIS 基础研究 组件式地理信息系统的研究与应用 空间数据模 型及空间数据体系结构 GPS RS 与GIS 的结合 GIS 应用技术 数字地球对象模型 基础研究 在可预见的未来 GIS 的发展趋势可归纳如下1314 GIS 的硬件正向着廉价 体积小 高效 功能强和标准化的方向发展 地理信息系统要处理的数据量和数据格式的种类大大增加 GIS 软件的功能越 来越强 地理信息系统的用户越来越多 应用面越来越广 从个人系统向企业级系统 发展 从桌面系统向客户机服务器和网络化方向发展 目前在国内外已经有大量的研 究人员在从事WebGIS 研究工作 组件化的GIS 将得到更大的发展 随着GIS 软件功能的不断强大 其软件规 模和复杂性也在不断增强 组件化GIS 基于标准的组件式GIS 平台 各组件之间不仅 能自由 灵活地重组 而且具有可视化的界面和标准的接口 将在GIS 软件中发挥更 大的作用 空间数据库系统是 GIS 未来的发展方向 空间数据库系统采用单一的数据模 型管理空间数据和属性数据 它是数据库技术与计算机空间图形技术相结合的产物 空间数据库管理系统 SDBMS 以空间数据为研究对象 空间数据库中不仅存贮地理 要素的位置 形状和大小的坐标信息 也存贮地理要素之间的拓扑关系 随着 3DGIS 技术的发展 地理信息系统将从二维空间走向多维空间 信息处 理能力将会大大增强 GIS 与RS GPS 和专家系统 Export System 简称ES 相结合将大大拓展地 理信息系统的应用范围 GIS 的智能化与建立空间决策支持系统是GIS 应用软件的发展趋势 1 2 组件式地理信息系统 组件式GIS 研究背景 GIS 发展至今 已经有不少比较熟悉的应用系统 但这些系统功能过于庞大 体 系复杂 熟悉和掌握这些系统对于一般用户来讲比较困难 另外 对于大多数用户来 说往往只需GIS 中的一部分功能 但仍然不得不为不需要的功能花费额外的资金和精 力 因此 迫切需要一种新型的 GIS 软件技术体系 以满足日益增长的GIS 应用需 求 并跟上软件技术发展的潮流 组件式地理信息系统 ComGIS 正是这样一种全新 的GIS 软件技术体系15 近年来 组件技术变得越来越成熟 已深刻地影响了软件开发方式 在组件技术 的概念模式下 软件系统可以被视为相互协同工作的对象集合 其中每个对象都会提 供特定的服务 发出特定的消息 并且以标准形式公布出来 以便其他对象了解和调 用 组件间的接口通过一种与平台无关的语言 IDL Interface Define Language 来定义 接口是固定不变并且是与客户程序二进制兼容的 使用者可以直接调用执行 模块来获得对象提供的服务 也就是说 在组件对象中增加新功能后 并不需要重新 编译这个对象已有的客户程序 甚至通过另外的接口增加新功能后 组件对象仍然支 持旧的接口 这对于组件软件重用以及解决版本问题都是十分重要的 早期的类库 5 提供的是源代码级的重用 只适用于比较小规模的开发形式 而组件则封装得更彻底 更易于使用 而且不限于C+之类的语言 可以在各种开发语言和开发环境中使用 由于组件技术的这些优点 因此将组件式技术结合面向对象技术应用于GIS 开发 中必定会为传统的GIS 带来全新的开发方式 为GIS 面临的多种问题提供全新的解决 思路 这种全新的地理信息系统我们称为组件式GIS 它基于标准的组件式平台 各 个组件之间不仅可以进行自由 灵活的重组 而且具有可视化的界面和使用方便的标 准接口 当今流行的组件式平台主要有Microsoft 的COM Component Object Model 组件对象模型 /DCOM Distributed Component Object Model 分布式组件对象模型 和OMG 的CORBA Common Object Request Broker Architecture 公共对象请求代理 体系结构 而COM/DCOM 占据市场领导地位 基于COM/DCOM 微软又推出了ActiveX 技术 ActiveX 控件是当今可视化程序设计中应用最为广泛的标准组件 新一代的组 件式GIS 也大都是ActiveX 控件或者其前身OLE 控件 我们将使用COM/DCOM 标准开 发出来的地理信息系统软件称之为ComGIS 组件式地理信息系统 ComGIS 的基本思 想是把GIS 的各大功能划分为几个控件 每个控件完成不同的功能 各个GIS 控件之 间以及GIS 控件和其他非GIS 控件之间 可以方便地通过可视化的软件开发工具集成 起来 形成最终的 GIS 应用 控件如同一堆各式各样的积木 它们分别实现不同的 功能 包括GIS 和非GIS 功能 根据需要把实现各种功能的 积木 搭建起来 就 构成应用系统16 组件式GIS 的优点 把GIS 的功能适当抽象 以组件形式供开发者使用 将会带来许多传统GIS 工具 无法比拟的优点 小巧灵活 价格便宜 由于传统GIS 结构的封闭性 往往使得软件本身变得越 来越庞大 不同系统的交互性差 系统开发难度大 在组件模型下 各组件都集中地 实现与自己最紧密相关的系统功能 用户可以根据实际需要选择所需组件 这样最大 限度地降低了用户的经济负担 组件化的GIS 平台集中提供空间数据管理能力 并且 能以灵活的方式与数据库系统连接 在保证功能的前提下 系统表现得小巧灵活 而 其价格又是传统GIS 开发工具的十分之一 甚至更少 这样 用户就能以较好的性价 比获得或开发GIS 应用系统 无需专门 GIS 开发语言 直接嵌入 MIS Manage Information System 管理信 息系统 开发工具 传统GIS 往往需要独立的二次开发语言 对用户和应用开发者而 言存在学习上的负担 而且使用系统所提供的二次开发语言 开发往往受到限制 难 以处理复杂问题 而组件式GIS 建立在严格的标准之上 不需要额外的GIS 二次开发 语言 只需实现GIS 的基本功能函数 按照Microsoft 的ActiveX 控件标准开发接口 这有利于减轻GIS 软件开发者的负担 而且增强了GIS 软件的可扩展性 GIS 应用开 发者不必掌握额外的GIS 开发语言 只需熟悉基于Windows 平台的通用集成开发环境 以及GIS 各个组件的属性 方法和事件 就可以完成应用系统的开发和集成 目前 可供选择的集成开发环境很多 如Visual C+ Visual Basic C# Visual FoxPro Borland C+ Delphi C+ Builder 以及Power Builder 等都可直接成为GIS 或GMIS Geographic Manage Information System 地理管理信息系统 的优秀开发工具 它们各自的优点都能够得到充分发挥 这与传统GIS 专门性的开发环境相比 是一种 质的飞跃 6 强大的GIS 功能 新的GIS 组件都是基于32 位系统平台的 采用InProc 直接调用形式 所以无 论是管理大容量数据的能力还是处理速度方面均不比传统GIS 软件逊色 小小的GIS 组件完全能提供拼接 裁剪 叠合 缓冲区等空间处理能力和丰富的空间查询与分析 能力 开发简捷 由于GIS 组件可以直接嵌入MIS 开发工具中 这样 广大开发人员就可以自由 选用他们熟悉的开发工具 而且 GIS 组件提供的API 形式非常接近MIS 工具的模式 开发人员可以像管理数据库表一样熟练地管理地图等空间数据 无需进行特殊的培 训 在GIS 或GMIS 的开发过程中 开发人员的素质与熟练程度是十分重要的因素 这将使大量的MIS 开发人员能够较快地过渡到GIS 或GMIS 的开发工作中 从而大大 加速GIS 的发展 更加大众化 组件技术已经成为业界标准 用户可以像使用其他 ActiveX 控件一样使用 GIS 组件 这样 非专业的普通用户也能够开发和集成GIS 应用系统 推动了GIS 大众化 进程 组件式GIS 的出现使GIS 不仅是专家们的专业分析工具 同时也成为普通用 户对地理相关数据进行管理的可视化工具 1.3 供水管网管理的现状 目前 国内外供水管网管理主要有三种模式 一种是人工管理模式 这种模式是城市供水管网中最原始的方法 即从开工到竣 工均由专门管理人员跟踪执行 由施工单位提出施工申请 设计人员设计图纸 施工 单位按图纸施工并提交竣工图 管理人员对竣工图进行审核 然后图纸存档 出现爆 管事故或管道维修时 需要查阅图纸以便得知管道的位置 很显然 人工管理模式其 运行管理自动化 信息化程度低 同时 由于城市供水管网错综复杂 与之相关的图 档 属性信息数据庞大 通过人工的方式管理和查阅这些信息耗时费力 效率低下且 容易出错 造成不必要的损失 现在国内很多中小城市仍然采用这种模式管理供水管 网17 第二种是计算机自动化管理模式 由于技术落后的人工管理模式无法满足日益增 大的城市供水管网系统 20 世纪70 年代以来 各国政府加大城市基础设施建设的同 时 致力于以信息技术和智能化 自动化控制为目标 应用计算机技术进行给水系统 信息管理和优化自动控制研究18 城市供水系统软件开发已经历了三十年的历史 从 给水管网平差计算到给水信息自动化 运行与管理自动化 形成了多种类型 多种版 本 各具特色的软件系列 SynerGEE Stoner EPANET 8M 等国外品牌软件在国内 已得到了一定的应用市场 具有管网平差 运行模拟 信息管理 运行管理等方面的 较完整功能 我国著名给排水专家杨钦教授早在 1970 年就编写了 749 7512 767 784 等一系列管网平差计算和