三维地下管线管理系统解决方案

三维地下管线管理系统解决方案嚎新

二零二二年

三维地下管线管理系统解决方案

目录

第一章建设背景....................................................7

1.1系统概述.....................................................7

1.1.1系统概况.................................................7

1.1.2建设目标.................................................7

1.1.3指导思想.................................................8

1.1.4建设任务.................................................9

1.1.5建设内容.................................................9

1.1.6设计原则.................................................10

1.2系统性能指标.................................................11

1.3系统总体设计.................................................11

1.3.1设计思路................................................11

1.3.2技术路线................................................15

1.3.3系统总体结构.............................................17

1.3.4系统软件架构.............................................18

1.3.5空间数据组织.............................................20

1.3.6我们采用的关键技术.......................................20

1.3.7系统运行平台............................................26

1.3.8系统整体安全设计........................................29

1.3.9系统标准化体系设计.......................................44

1.4数据库设计...................................................83

1.4.1数据库设计说明..........................................83

1.4.2数据组成.................................................83

1.4.3设计要求................................................83

1.4.4设计目的................................................85

1.4.5数据库环境说明..........................................85

1.4.6数据库的结构............................................85

1.4.7数据库的组织...........................................104

1.4.8数据库安全设计.........................................107

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1.4.9数据库优化设计..........................................109

第二章建设内容..................................................113

2.1管线数据监理成图子系统......................................113

2.1.2数据监理................................................113

2.1.3测区接边................................................118

2.1.4测区接边结果显示........................................118

2.1.5批量成图................................................119

2.1.6单幅成图................................................119

2.1.7单幅入库到SDE...............................................119

2.1.8批量入库到SDE...............................................120

2.1.9单幅删除................................................120

2.1.10竣工数据入库...........................................120

2.1.11管线注记入库..........................................120

2.2地形数据监理入库子系统......................................121

2.2.1数据转换................................................121

2.2.2属性一致性检查模块......................................121

2.2.3拓扑一致性检查模块......................................123

2.2.4接边检查模块............................................130

2.2.5元数据记录检查模块......................................132

2.2.6自动改正模块............................................133

2.2.7监理结果输出设计........................................133

2.2.8监理后错误处理设计......................................134

2.2.9监理辅助工具(DwgTools.dvb)..............................135

2.2.10数据入库...............................................136

2.3地下综合管线管理应用子系统..................................136

2.3.1数据输入模块............................................136

2.3.2管线数据更新............................................138

2.3.3图层控制................................................139

2.3.4视图操作................................................140

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2.3.5数据选择................................................141

2.3.6图形浏览、修改模块......................................142

2.3.7图形辅助设计功能........................................144

2.3.8工程工具...............................................146

2.3.9图形和属性查询功能.....................................153

2.3.10数据统计功能..........................................156

2.3.11图形分析功能...........................................159

2.3.12管线应急..............................................165

2.3.13规划比对..............................................165

2.3.14基于GIS的辅助设计....................................165

2.3.15图形输出和发布功能....................................165

2.3.16系统维护功能..........................................168

2.3.17系统数据安全功能......................................169

2.4地下综合管线专业权属单位应用子系统..........................172

2.4.1数据上传................................................172

2.4.2监理检查...............................................172

2.4.3地图浏览.............................................173

2.4.4查询统计................................................174

2.5地下综合管线三维虚拟现实子系统..............................175

2.5.1子系统需求..............................................175

2.5.2主要功能................................................176

2.6地下管线电子报批子系统......................................179

2.6.1电子报批设计子模块......................................179

2.6.2电子报批审批子模块......................................186

2.6.3三维辅助审查功能........................................188

2.6.4管线数据更新............................................189

2.7地下管线业务审批子系统......................................189

2.7.1窗口收件................................................189

2.7.2提示案件到达功能........................................189

in

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2.7.3自动录入功能............................................189

2.7.4简化录入功能............................................189

2.7.5表单录入权限功能........................................190

2.7.6审核意见查看、录入功能..................................190

2.7.7案件关联................................................190

2.7.8打印功能................................................190

2.7.9智能化权限控制..........................................190

2.7.10查询统计...............................................191

2.7.11督办功能...............................................193

2.7.12设置常用词汇功能.......................................193

2.7.13项目全程记录...........................................194

2.7.14窗口发件..............................................194

2.7.15完全的图文一体化.......................................194

2.7.16即时通信模块...........................................194

2.7.17后台管理...............................................195

2.8地下管线共享发布系统........................................196

2.8.1地图定位................................................198

2.8.2要素选择................................................198

2.8.3地图标注................................................199

2.8.4地图提示................................................199

2.8.5空间查询和分析..........................................199

2.8.6地图操作................................................201

2.8.7地图浏览................................................203

2.8.8图例配比................................................205

2.8.9系统管理................................................205

2.8.10权限管理...............................................211

2.8.11制图输出...............................................212

2.8.12专业应用功能...........................................213

2.9地下管线CAD查询与编辑子系统................................214

IV

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2.9.1加载ARX文件............................................214

2.9.2登录SDE数据库..........................................214

2.9.3加载图层................................................216

2.9.4根据单位名称查询........................................217

2.9.5根据道路名称查询........................................218

2.9.6属性查询................................................218

2.9.7添加点符号..............................................219

2.9.8添加标注................................................220

2.9.9添加规划管线............................................220

2.9.10另存为DWG文件.........................................221

2.9.11更新到SDE数据库.......................................221

2.10地下综合管线监控管理子系统.................................221

2.10.1数据采集现场..........................................221

2.10.2数据监控..............................................222

2.10.3数据接收/处理.........................................222

2.10.4系统管理层............................................222

2.11地下综合管线PDA巡查系统...................................222

2.11.1登陆..................................................222

2.11.2问题上报...............................................223

2.11.3我的任务...............................................224

2.11.4今日提示...............................................225

2.11.5地图浏览...............................................225

2.11.6数据同步...............................................226

2.11.7单键拨号...............................................226

2.11.8考勤监督...............................................227

2.11.9知识库................................................227

2.12城建档案管理子系统.........................................228

2.12.1档案信息录入...........................................228

2.12.2图纸录入...............................................228

v

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2.12.3档案查询...............................................228

2.12.4档案查询出图...........................................229

2.12.5档案利用统计..........................................230

第三章实施及部署................................................232

3.1软件配置...................................................232

3.2硬件配置建议参数...........................................232

3.2.1数据库服务器、应用服务器技术参数表.....................232

3.2.2WEB服务器技术参数表....................................233

3.2.3网络交换机............................................233

3.2.4PDA无线设备............................................234

VI

三维地下管线管理系统解决方案

第一章建设背景

1.1系统概述

1.1.1系统概况

地下管线普查管理系统以下简称为“地下管线管理系统”，城市地下管线是

城市基础设施的重要组成部分，是保证城市生产、生活正常运转的重要基础条件,

是城市安全与繁荣的根基，是城市的“生命线”和“血脉”，也是城市规划、建

设和管理的基础资料和公众共享的信息资源。

近年来，城市规模迅速扩大，作为城市重要基础设施的地下管线也越来越庞

大、密集，特别是目前城市面临基础建设的高峰时期，现在的管线管理方式和数

据情况己经不能满足城市快速发展的要求。针对这些问题，城市城建档案馆将建

立城市地下管线管理系统，该系统是在全面普查城市地下管线空间分布和属性情

况的基础上，结合城市规划、建设管理工作的基础上，建立具有高度全面性、现

势性的地下管线综合数据库。系统将地下管线信息以数字形式存储在数据库中，

从而实现对全市各类管线数据的管理、审批、分析、查询、输出和实时更新等。

地下管线管理系统建成后将有利于提高城市地下管线信息现代化管理水平，

促进城市精细化管理；保障城市地下管线管理高效率，高质量的运转；为城市管

线规划、建设和管理提供依据；大大提高政府办公效率，为政府决策和紧急事故

处理提供依据；是“数字城市”的重要组成部分，为建设“数字城市”提供了基

础。

1.1.2建设目标

地下管线管理系统建设的总体目标是，以城建档案馆为地下管线管理系统的

数据中心、以地理信息系统为基础平台，形成政府相关部门、各管线建设单位、

设计单位、管线权属单位等机构之间多级管理网络，分阶段、分区域、分内容建

立多层次的、实用的、与档案馆系统业务紧密关联的信息系统。系统建设应实现

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三维地下管线管理系统解决方案

以下目标：

实现城市地下管线信息计算机化、网络化管理，实现对地下管线信息的综合

管理、动态更新和自动化审批办公管理；

实现为城市规划、建设、管理提供信息资源和技术平台；

实现为市政府、管线权属单位和各级领导提供决策、指挥、管理的科学依据;

为社会提供多元化的服务，为可持续发展及减灾防灾提供决策支持。

从建设目标可以看出：

1、集中管理、统一调配是主线一一作为城市管线的主要管理部门必须将管

线管理数据进行集中和统一的管理，从而辅助业务办公，提高各业务部门的工作

效率和服务水平。

2、数据共享是大势所趋一一建立本系统是为了服务所有的管线管理部门，

建立共享的地下管线管理信息系统既是主管单位提高管理质量，又是提高整个城

市地下管线管理水平的重要环节。各个专业之间、不同部门之间广泛的数据融合

与共享不仅将降低建设成本，避免重复投资，更重要的是方便了业务的管理，提

高了业务处理与决策的科学性。

3、动态更新是基本保障一一动态更新是地下管线管理信息系统建设具有生

命力的基本保障，没有很好的数据更新管理制度和机制，数年后此次系统建设的

数据将不能作为城市规划建设的依据和参考，如何通过完备的动态更新管理制

度、机制和先进的技术手段来保障动态更新的顺利实施，是系统建设要重点考虑

的内容。

1.1.3指导思想

系统的设计思路可以概括为：“以管理为导向，以数据为核心，以更新为重

点，以整合为手段”。

以管理为导向：

系统的建设是以信息化为手段，是以服务地下管线管理为最终目标的。

以数据为核心：

数据是系统价值的体现，它也是系统生存的基础。因此整个设计将围绕数据

进行一一数据标准、数据存储、数据共享，数据更新。

8

三维地下管线管理系统解决方案

以更新为重点：

从国内这些年的地下管线管理实践中，我们发现数据的更新是地下管线管理

中最为重要的一环，它也是系统的价值体现。

以整合为手段：

数据更新的手段一般是通过竣工测量来实现的，本系统提出的与专业部门进

行整合的方式将是国内地下管线管理一次新的管理模式的创新。

1.1.4建设任务

工程建设任务可概要表达为以下四个方面：

(1)“一套标准”

整合现有各类数据标准，制定信息系统数据标准、网络标准、应用标准，建

立健全城市地理信息管理标准体系。

(2)“一套数据”

整合基础地理数据及综合管网等数据资源，建立基础地理信息数据库。

(3)“一个平台”

搭建一个集地理信息数据及管网数据管理、维护及应用于一体的应用平台。

(4)“一个中心”

数据管理中心建设，建立数据共享平台，开发数据中心管理、维护系统，网

络管理系统。

1.1.5建设内容

(1)规范标准建设：建立尹完善基础地形图标准格式数据规范及GIS空间数据

规范、综合管网数据普查、修测、竣工规范以及管网数据建库规范。

(2)数据更新与共享机制建设：研究并建立空间地理信息基础数据及综合管

网数据的动态维护、更新与共享机制以及数据的索引及发布机制。

(3)数据建库：主要包括地下管线数据建库和基础地形图建库。

(4)系统开发主要包含以下12个子系统：管线数据监理成图子系统、地形

数据监理入库子系统、地下综合管线管理应用子系统、地下综合管线专业权属单

位应用子系统、地下综合管线三维虚拟现实子系统、地下管线电子报批子系统、

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地下管线业务审批子系统、地下管线共享发布系统、地下管线CAD查询与编辑子

系统，地下综合管线监控管理子系统，地下综合管线PDA巡查系统、城建档案管

理子系统，并开发与相应子系统的扩展接口，能为今后的扩展、维护和推广留有

广泛的余地。

1.1.6设计原则

1）完整性：地下管线管理系统是城市地下管线管理的全面解决方案，担负着数

据管理、更新和利用等日常工作，系统要考虑功能完整性，应能满足日常工

作条件下所需的各种系统功能和基础数据信息。

2）可靠性：地下管线管理系统承担保证城市正常运转的关键任务，地下管线的

日常管理工作有赖于一个可靠的信息系统，故必须充分考虑系统可靠性。

3）先进性：提高管理水平和生产效率以科技为先导，故系统设计应采用国内、

国际先进而成熟的技术，确保先进性。

4）安全性：地下管线管理系统管理关系城市发展的关键数据，其数据具有保密

性，其查询、修改等操作必须经过相应的授权才能进行，以保证数据的安全

性。

5）扩展性：用户数据量增长、数据类型拓展，以及用户在管理水平和信息技术

应用水平进一步提高后对系统性能不断提出新要求等三方面原因，要求设计

者采用组件化的GIS平台构建管线信息系统，满足扩展性需要。

6）开放性：考虑到将来本系统与其他系统的集成和系统本身的顺利升级，设计

者在设计时必须预留必要的现有和二次开发接口，保证系统的开放性。

7）标准性：系统开发既要符合相关法律法规和规定，又要满足城市地下管线标

准化管理的要求，因此开发过程中使用的各种技术标准应符合国家、行业及

城市有关技术规定（包括地形图、管线、规划等图示符号库），确保系统标

准性。

8）动态更新性：建立切实可行的数据更新制度，保证地下管线数据的动态更新

管理，实现管线的规划设计、审批、数据测量、入库的全程动态管理，提高

城市规划管理的效率，为城市建设提供实时的决策依据，为社会提供多元化

的服务，为城市的可持续发展及减灾防震提供决策支持。

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三维地下管线管理系统解决方案

1.2系统性能指标

1、具有海量数据存储和管理能力，支持100G以上的总数据量及30G以上

的空间数据量的存储和管理。

2、具有良好的并发响应能力，整体响应性能在5秒以内。其中数据录入2

秒内响应；关键查询响应时间不超过2秒；非统计性查询平均时间为不超过5秒;

统计查询不超过10秒。

3、具有较强的稳定性，在100个用户并发访问时，系统仍能稳定运行。

4、具有完备的信息安全体系，能对登录用户的身份进行认证，并跟踪用户

的操作，进行安全审计。

5、具有良好的数据安全保障机制，对数据采取集中管理和存储的模式，数

据库结构设计良好，具有迅速的数据检索能力。

6、具有较强的容错能力和灾难恢复能力，在一定范围内能拒绝操作人员的

误操作，对于不符合业务规则的操作将不能进行，服务器组采用集群模式。

7、系统管理员提供多种发现系统故障和非法访问的手段，系统维护与管理

可以通过操作界面完成。

1.3系统总体设计

1.3.1设计思路

以“数字城市”为最终目标建设本系统

城市地下管线普查管理系统是“数字城市”重要的基础设施建设，它的建设

对于推动系统建设部门的信息系统建设，建设管线系统的信息网，提高城市的日

常管网的管理水平，提高决策的效率和科学性，对于“数字城市”整体的信息化

建设都具有重要的意义，工程将推动电子政务的实施和“数字城市”计划的全面

运行，并实现系统的战略目标一一实现信息资源共享整合，推进电子政务应用。

it

三维地下管线管理系统解决方案

开放式思想和集成一体化的解决方案

城市地下管线普查管理系统开放性要求是很明显的，这是一个复杂的系统，

它不是简单的技术组合，系统在应用体系结构和技术组合方面必须保证与其他系

统的集成，因此，我们在设计过程中，提出开放和集成一体化的思路就是为了解

决这个问题，而且对于相同性质的应用甚至可以达到无缝的奥成。坚持开放式系

统体系结构设计思想，也是系统的伸缩性与可扩展性的保障,

我们认为开放性的思路为各种应用系统的集成指明了道路，系统的集成一体

化体现在数据和应用两个方面，大型关系型数据库Oracle和GeoDatabase的概

念使得数据的集成真正成为现实，在系统中，空间数据、专题数据和文档数据等

集中存储在数据库中，通过元数据管理的方法，对各种数据赋以属性，实现数据

的统一管理，从而达到数据集成的目的。另外，系统以业务管理子系统为主线，

通过图文一体化的技术将0A系统，MIS系统和GIS系统的无缝集成，能够有效

地进行综合辅助决策，并提供多种形式的信息服务，使得各种应用集成在一起。

在本系统中，开放性的设计思想体现在如下多个层面：

软件的平台选型：选用ArcGIS和Oracle等当今主流平台，为系统的扩展提

供基础平台层面的技术保证；

系统数据库设计：遵循OpenGIS标准，采用开放式设计来建立空间数据建

库，注重对空间数据和非空间数据的描述和组织，实现统一的存储和管理，系统

的数据格式是在国家和行业标准基础上扩展，同时系统提供多种数据接口（比如

AutoCAD格式数据和ArcGIS格式数据的相互转换等）；

功能实现方面：基于组件式技术开发，结合用户的现有功能需求，提供各种

应用接口保证系统的扩充能力；

应用软件接口：系统注重接口的设计充分考虑本系统与其它系统的无缝连

接，采用面向对象的技术，利用事件驱动和封装的思想为应用软件提供接口；

应用系统的扩展：系统提供应用中间件来对系统进行扩充，同时提供二次开

发能力，应用客户可以根据实际情况进行二次开发，这样也可以达到扩充系统功

能的作用。

总之，系统全面的贯彻执行开放式的思想，使系统具有很强的适应能力、扩

充能力，使城市地下管线普查管理系统建设的不同阶段均能提供不同的集成服

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三维地下管线管理系统解决方案

务。

1・3・1.3注重标准化、规范化

信息资源标准化是信息化的基础，对信息资源的标准化、规范化的重要性认

识不足，将造成数据质量低下，严重制约了信息资源进一步的开发和利用，使之

成为信息化建设中的瓶颈问题。缺乏统一的信息交换标准和机制，也大大降低了

信息系统的集成化程度和共享能力，使之不能满足现代信息管理的要求。

信息系统的标准化和规范化不仅可以大大加快信息化的进程，而且还可以促

进信息的共享和系统的兼容性。信息化中的标准化主要包括数据/信息标准，技

术标准，以及安全标准。数据/信息标准主要是明确的定义和规定政府信息的标

准和采集与应用的规范。技术标准是对政府信息化过程中所使用的计算机与通讯

系统的软、硬件制定统一的标准，以便于政府内信息的交流和共享。技术标准还

应包括方法学的标准，软件工程管理的标准。安全标准是系统安全管理的一个重

要阶段。对哪一级，哪一类的信息系统必须实行哪一级的安全管理，需要通过标

准来加以规范。安全标准应首先明确信息的所有权和隶属关系，明确信息安全的

责任者。安全标准包括物理安全标准和技术安全标准。

我们在城市地下管线普查管理系统的建设过程，将十分注重标准化规范化建

设，建立统一数据建库标准，包含空间数据和非空间数据，分层、分类和编码标

准，数据库设计规范，建库技术流程等以及软件开发和接口的标准和规范等。做

到标准和规范先行，利用标准和规范来指导我们的数据库建设和软件设计开发，

实现数据和系统的整合和共享。

以数据为核心，实现信息集成和信息管理

涉及到基础地形图、城市道路、雨水管网、污水管网等管线以及其他有关信

息等空间与非空间信息。这些海量数据包含多种类型，它们是系统的基础。因此,

系统不仅仅需要硬件网络环境、需要系统软件与应用软件，更需要数据，更需要

实时准确的数据支持。系统中必须保证这些数据的可靠性和全面性。

在数据建库中要充分利用现有数据库技术的最新进展，综合采用数据仓库、

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三维地下管线管理系统解决方案

数据挖掘等技术；在系统建设与实施过程中要充分考虑数据实时采集、动态更新

策略；建立完善的元数据及数据字典，保证数据的开放性，实现不同系统的数据

交换、共享。

以核心业务为主线，以空间数据为载体

城市地下管线普查管理系统的目标是要建立各项应用、管理和决策支持系

统，提高城建档案馆的工作效率和管理水平，节能降耗，产生极大的经济效益和

社会效益。城市地下管线普查管理系统的各项功能的开发与设计都同业务密切相

关，也是为业务所服务的。所以，我们在设计系统时必须围绕业务这条主线，抓

住其核心业务，并在此基础上展开，从而设计出一个结构合理，具有很好可扩展

性的系统。城市地下管线普查管理系统的业务众多，涉及的数据五花八门，如何

将这些数据统起来，管理起来。我们认为，可以以空间数据为载体，通过空间位

置、空间属性和空间关系将不同种类、不同业务的数据串，从而实现数据的统一

管理，不同数据的整合和数据共享，利用地理信息技术建立地理信息平台，实现

各专业系统和城市地下管线普查管理系统的整合与集成，这样才有助于实现数据

的充分利用和决策支持，才能实现城市地下管线普查管理系统的最终目标。

借鉴相关的成功案例

工程项目的信息系统建设，应该以成熟的应用和技术为基础，紧跟主流的信

息技术才可能建立稳定、先进的信息系统。充分借鉴已有相关案例的成功经验、

对多方案进行比较和综合分析，在充分认证的基础上作出选择。

我们在建库、地下管线、市政、园林绿化、城建、国土、环保等领域进行了

大量的实践（详见《招标资格证明》），在使用Oracle数据库平台和ESRI系列产

品方面积累了丰富的经验。在系统建设的实践中，我们总结和深化了很多中间应

用和关键技术，比如数据存储、数据关联、数据转换、查询统计、辅助决策、权

限控制、数据接口、系统集成等，在项目管理方面，对遵循IS09331或CMM的原

则和方法进行项目的组织和管理也有着丰富的经验。这些成功的经验为我们开发

建设城市地下管线普查管理系统提供了有力的保障。

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三维地下管线管理系统解决方案

1.3.2技术路线

标准建设

项目的实施遵循国家、行业规范和标准，并建立相关体系。项目以作业规范、

软件体系规范以及质量规范三套规范体系为主线，贯穿应用系统集成、数据整合、

空间数据建库、规划建设管理工作流程制定、人机界面设计等建设任务，保证系

统建设的规范性和质量。项目建设将形成：数据建库作业规范、数据更新作业规

范、数据维护作业规范、数据发布作业规范、数据安全规范；数据建库质量规范、

数据更新质量规范、数据发布质量规范。这些规范将在本系统建设中具有指导意

义。

系统集成

从全局考虑城市地下管线普查管理系统的建设，在对各模块分别进行详细设

计的同时，将其功能集成、整合到统一的公共基础平台下，做到使工作人员不离

开业务处理界面就能快速获取所需的信息。

在.NET平台上采用以B/S+C/S结构的混合型系统架构进行应用系统的开发,

在系统设计时采用模块化、组件化的思想，为系统将来的扩展预留接口。

数据整合

本着节约资源、保证进度的原则，充分利用城建档案馆现有系统的已有数据

成果。开发准确、易用、健壮的数据检查、转换和处理工具进行新旧系统数据的

整合和基础空间数据的入库。

数据库设计与建库

采用当前国际上先进成熟的关系型数据库管理系统Oracle存储海量数据，

实现对基础空间数据和所有业务数据的集中统一管理和分布式应用。采用

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三维地下管线管理系统解决方案

Autodesk的AutodeskMap系列产品作为平台，空间数据使用OracleSpatial

进行存储和管理。

优化设计、优化配置、提高性能。通过多台Oracle服务器的RAC集群技术

提高服务器性能；通过调整Oracle数据库服务器的内存、缓存、数据库服务器

进程的优先级、磁盘I/O等措施来提高数据库的性能；通过空间索引、属性关

键字索引来提高数据库访问的效率，空间数据库采用行政分区、街坊分区、1:1000

地图、1:500地图、分幅索引等多级进行索引，实现地图显示的平滑过渡和逐步

载入。

1・3.2.5系统开发

充分利用软件工程工具，为保障项目进度和质量，引入项目管理工具、配置

管理工具、测试工具等；为规范开发过程引入CASE工具，利用UML进行系统建

模、设计和开发；使用“用例图”分析项目需求，使用“类图”进行数据库结构

及软件设计；使用“活动图”、“协同图”、“序列图”等分析数据、功能动态流程;

使用“部署图”规划功能与软件产品。

针对不同的阶段优选应用开发工具，方便、高效地进行城市地下管线普查管

理系统的开发：

在应用系统分析阶段，采用结构化描述语言来阐述系统的需求；

在系统的设计阶段，采用UML对系统的总体结构、实体联系、系统约束等进

行设计；

在系统实现阶段，用UML建模工具实现实体关系模型到关系数据库定义的转

换；选用AutoCAD和Oracle软件，结合基于.NET的面向对象的开发工具Visual

Studio.NET完成各种数据和应用的集成。

项目实施

为项目配置精干的技术和管理人员。人员的配置及到位是本项目成功的关键

因素之一。本公司对项目实施的人力资源提供了高度的保障，

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三维地下管线管理系统解决方案

本项目的建设将严格按照软件工程的思想进行，本公司在项目开发过程中拟

采取的控制策略包括：

进行总体规划和各阶段详细任务划分，采用辅助工具制定项目开发计划和实

施进度跟踪，并形成项目甘特图和关键路径分析；

在阶段性规划的阶段里程碑内部建立短期里程碑，短期里程碑的间隔不超过

一周，对每个里程碑确定详细的任务，并跟踪该里程碑的实施；

公开项目的规划和进度，将项目的规划和进度指标列入变动控制；

定期在开发组内部和向项目管理小组提供项目规划进度、进度跟踪信息、技

术工作成果与项目成品在内的项目信息。

制定完善的系统维护措施和计戈IJ,并对征集单位的工作人员进行全面的技术

培训。根据不同的人员进行不同的业务培训，包括上岗培训、专业培训和高级培

训。

1.3.3系统总体结构

在城市地下管线普查管理系统招标文件理解的基础上，我们在具体实现上采

用用C/S和B/S的混合架构。

数据管理和维护采用的是C/S模式，通过开发Windows应用程序，将数据管

理的任务细化为数据编辑、数据备份、数据更新与恢复、数据安全、数据迁移、

数据转换等几个模块。它与统一的数据交换平台共同实现系统的数据集成和数据

共享。

系统的功能应用则以B/S为主，包括基本GIS功能、图层管理、信息的浏

览查询和统计、实现地图输出打印、数据的网上发布、管理的辅助决策等。系统

将核心的业务逻辑和公共的组件以及安全和集成相关的组件进行封装到服务器

中，通过中间件的形式向外提供服务和应用扩展。

系统将GIS相关的功能袋装形成地理信息平台，统一向外提供基础空间信息

的浏览、空间信息查询、统计服务、业务运行数据、空间分析服务等。主要的业

务逻辑组件包括：日志管理、字典管理、报表及打印服务、历史数据管理、统计

和查询引擎。系统的工作流引擎提供可视化流程管理、可视亿表单管理，实现内

部系统、与各专业公司和其他委办局之间的业务往来和业务流转。门户平台主要

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三维地下管线管理系统解决方案

提供统一的入口和安全机制，包括：组织机构管理、用户管理、用户组管理、权

限管理，角色管理。建立用户，角色以及功能权限的对应关系，通过角色可以方

便地给不同用户分配不同权限。信息发布组件包括站点管理、栏目管理、内容管

理、全文检索等。系统提供统一的接口规范，为异构系统的集成提供技术保隙，

防止“信息孤岛”、“应用孤岛”的出现。

系统将业务逻辑和用户表现分开，通过对不同角色的划分，给不同的用户授

予不同的权限，进行严格的权限控制。在系统用户的权限范围内，则可以根据用

户的个人喜欢进行界面定制，实现个性化和人性化的界面。

地下管线探测地下管线竣工测量管线电子报批子系统

数据采集数据更新数据监理入库

1.3.4系统软件架构

系统采用是B/S和C/S相结合的架构，其相对应的软件架构如下

图所不：

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三维地下管线管理系统解决方案

C/S

客户端

COMWebSei-ver(J2EE)

ArcIMS应用服务器

(ArcObjccts)

(ArcGISServer)

中间件

OLEDBArcSDEJDBC

数据服务器

空间数据Oracle10g业务数据

系统的软件架构

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三维地下管线管理系统解决方案

1.3.5空间数据组织

基础地理数据库

地

下

管三维和虚拟现实库

线

综

合

管

理

数地下管线数据库

据

库

元数据库

日志数据库

1.3.6我们采用的关键技术

面对对象技术/UML建模技术

面向对象技术是软件技术的一次革命，在软件开发史上具有里程碑的意义。

与传统的结构化软件开发技术不同，面向对象技术提出了对象的封装、继承、多

态性、对象的覆盖等方法，而传统的程序表示方法（如：框图、NS图等），无法

对面向对象这些新的特性加以描述表达。因此，面向对象技术的表达、面向对象

技术的方法论也是面形对象技术必不可少的研究内容之一。

面向对象方法论从1986年Booch率先提出后，至今已有53种以上的方法论

出现，常见的有Rumbaugh的对象模型技术OMT、Booch以及Yourdon的面向对象

分析与设计（00A/00D）、Jacobson的面向对象软件工程（OOSE）、（Martin/Odell）

的面向对象分析与设计（OOAD）、（ShlaerMellor）的面向对象系统分析（OOSA）、

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三维地下管线管理系统解决方案

Brock的责任导向设计RDD等等，各有其特色，但是不同分析设计方法缺乏统一

的标准。

为了整合面向对象方法论，1995年由RumbaughxBooch>Jacobson三位面

向对象大师提出与最重要的、具有划时代统一建模语言(UnifyModeling

Language,简称UML)。1997年后，UML成为现今国际软件工业的标准。事实上,

近年来UML在世界范围，己经逐渐成为面向对象技术领域内占主导地位的标准建

模语言。

UML是由图和元模型组成的。图是UML的语法。而元模型则给出的图的意思、,

是UML的语义。UML的语义是定义在一个四层或四个抽象级建模概念框架中的。

这四层分别是：

(1)元元模型(meta-metamodel)层组成UML最基本的元素事物(Thing),

代表要定义的所有事物。

(2)元模型(metamodel)层组成了UML的基本元素，包括面向对象和面

向组件的概念。这一层的每个概念都是元元模型中事物概念的实例。

(3)模型(model)层组成了UML的模型。这一层中的每个概念都是元模

型层中概念的一个实例。

(4)用户模型(usermodel)层。这层中的所有元素都是UML模型的例子。

这一层中的每个概念都是模型层的一个实例。

UML是用来描述模型的，它用模型来描述系统的结构或静态特征以及行为或

动态特征。它从不同的视角为系统的架构建模，形成系统的不同视图(view)包

括：

(1)用例视图(usecaseview),强调从用户的角度看到的或需要的系统

功能。这种视图也叫做用户模型视图(usermodelview)或想定视图

(scenarioview)。

(2)逻辑视图(logicalview),展现系统的静态结构组成及特征，也称

为结构模型视图(structuralmodelview)或静态视图(staticview)«

(3)并发视图(concurrentview)体现了系统的动态行为特征，也称为

行为模型视图(behavioralmodelview)、过程视图(processview)、

协作视图(collaborative)、动态视图(dynamicview)。

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三维地下管线管理系统解决方案

(4)组件视图(componentview)体现了系统实现的垢构和行为特征，也

称为实现模型视图(implementationmodelview)不「开发视图

(developmentview)。

(5)展开视图(deploymentview)体现了系统实现环境的结构和行为特

征，也称为环境模型视图(implementationmodelview)或物理视图

(physicalview)。

在必要的时候还可以定义其它架构视图。

每一种UML的视图都是由一个或多个图(diagram)组成的。一个图就是系

统架构在某个侧面的表示，它与其它图是一致的，所有的图一起组成了系统的完

整视图。UML提供了九种不同的图可以分成两大类：一类是静态图，包括用例图、

类图、对象图、组件图、配置图。另一类是动态图，包括序列图、协作图、状态

图、和活动图。

也可以根据它们在不同架构视图的应用把它们分成：

(1)在用户模型视图(用例视图)：用例图(Usecasediagram)描述系

统的功能。

(2)在结构模型视图(逻辑视图)：类图(Classdiagram)描述系统的静

态结构。对象图(Objectdiagram)描述系统在某个时刻的静态结构。

(3)在行为模型视图(并发视图)：序列图(Sequencediagram)按时间

顺序描述系统元素间的交互。协作图(Collaborationdiagram)按照时

间和空间的顺序描述系统元素间的交互和它们之间的关系。状态图(State

diagram)描述了系统元素的状态条件和响应。活动图(Activitydiagram)

描述了了系统元素的活动。

(4)在实现模型视图(组件视图)：组件图(Componentdiagram)描述了

实现系统的元素的组织。

(5)在环境模型视图(展开视图)：展开图(Deploymentdiagram)描述

了环境元素的配置并把实现系统的元素映射到配置上。

在本项目中，我们将基于UML技术，以面向对象的分析、设计、开发的方法

来指导我们的整个开发活动。典型的，我们将以用例图体现我们对需求的理解，

描述系统的功能集合；以类图、对象图、活动图、序列图的形式体现我们系统的

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三维地下管线管理系统解决方案

体系结构；以组件图展示系统各个有机组成部分，以展开图表达出我们对系统的

部署想法。

采用WebService和XML技术，实现系统的开放性与可伸

缩性

在早期的政府信息系统建设过程中，由于技术和建设角度的多方面原因，经

常出现各个单位，甚至一个单位的不同部门都有自己的信息系统，但各个系统之

间无法通讯，数据不能共享，从而形成了一个个的“信息孤岛”，重复建设现象

严重。

如何使得城市地下管线普查管理系统可以与其他的市政设施信息系统共享

数据，如何集成政府内部其他不同的应用系统（比如：办公刍动化系统等），是

整个“数字城市”建设过程一个重点也是一个难点。我公司对此提出的解决方案

是：以XML标准格式来传输数据，用Web服务来整合业务。

Web服务是使应用程序可以用与平台无关和与编程语言无关的方式进行相互

通信的一项技术。Web服务是一个软件接口，它描述了一组操作，可以在网络上

通过标准化的XML消息传递来访问这组操作。它使用基于XML语言的协议来描述

要执行的操作或者要与另一个Web服务交换的数据。一组用这种方式相互作用的

Web服务在面向服务的体系结构中定义了特殊的Web服务应用程序。

WebServices在业务集成上有如下特点：

基于工业标准，尽量减少在异构环境之间对私有适配器却连接器的需要。

松散的耦合，即请求不必针对特定应用的API。

异步执行方式。使得在等待第一个应用的响应时可以执行第二个应用。

可靠性。保证消息被投递一次且仅仅一次。

安全性。必须支持鉴别、授权标准以保护被交换信息的完整性。

组件化、构件化开发技术

软件开发的重用手段从最初的源代码、目标代码、类库（面向对象技术），

发展到今天的组件式开发技术。组件是具有某种特定功能的软件模块，它几乎可

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三维地下管线管理系统解决方案

以完成任何任务。组件以其较高的可重用性产生了一种崭新的软件设计思路，它

把硬件以芯片为中心的工艺思想恰如其分地融合于软件的分析，设计和施工之

中，组件的构件化就将多个组件组织在一起形成不同的构件，随着构件的积累，

利用这些构件开发软件就像搭积木一样容易。组件技术是迄今为止最优秀也是发

展最快的一种软件重用技术，它比较彻底地解决了软件开发中存在的重用性、适

应性差和周期长等问题。系统采用的ArcEngine就是基于ArcObjects构建，并

提供跨