(論文)城市地下管線信息系統(tǒng)建立中的若干問題

第 月卷第2 期 2 0 0 0 年 6 月 哈爾濱工程離等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào) 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 城市地下管線信息系統(tǒng)建立中的若干問題 敦力民 沈陽市勘察側(cè)繪研究院， 沈陽 市， 1 1 0 0 1 5 摘要 探討了 在地下管線信息建設(shè)過程中 遇到的幾個(gè)問 題， 并 提出了 相應(yīng)的解決辦法及注愈事 項(xiàng)， 對以G I S為技術(shù)基礎(chǔ)的管線信息系 統(tǒng)建設(shè)進(jìn)行了研究. 關(guān)鍵詞G I S ; 地下管線信惠系統(tǒng); 數(shù)據(jù) 中圖分類號P 2 0 ; T P 3 1 . 1 3 0 引言 自 從7 0 年代末以來我國城市建設(shè)速度明顯加快， 伴隨著基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)， 城市地下逐漸布 設(shè)了 密如蛛網(wǎng)的地下管線 這些管線包括上水， 雨水， 污水， 熱力， 燃?xì)? 工業(yè)管道等。這些管線的 資料大部分存放在城市勘側(cè)部門以及各專業(yè)部門手中， 這些數(shù)據(jù)對于城市規(guī)劃、 管理、 建設(shè)起到 了 至關(guān)重要的作用。 然而有些管線由于修建年代久遠(yuǎn)或其它各種因素未能保留資料、 為城市留下 了 隱患 以調(diào)查方式查清這部分管線的資料， 并將其與已知資料匯總是城市建設(shè)一個(gè)十分迫切 的問題 傳統(tǒng)的人工整理在保存數(shù)據(jù)方法， 面對當(dāng)今浩如煙海的資料， 顯得力不從心， 隨著計(jì)算機(jī)技 術(shù)的發(fā)展， 人們更希望借助現(xiàn)代信息技術(shù)來管理這些資料， 并能進(jìn)行綜合分析， 以提高管理決策 的效率和質(zhì)量， 所以， 建設(shè)城市地下管線信息系統(tǒng)就成為了城市建設(shè)信息化過程 不可或缺的一 部分 1 系 統(tǒng)軟硬件的選擇 城市地下管線信息系統(tǒng)是一項(xiàng)耗資大， 內(nèi) 容復(fù)雜. 涉及面廣， 有一定風(fēng)險(xiǎn)的工程。其中. 既有 組織管理上的困難， 也有技術(shù)上的難度， 管線系統(tǒng)是城市地理信息系統(tǒng)的一個(gè)子系統(tǒng)， 以地理信 息系統(tǒng)( G I S ) 作為技術(shù)基礎(chǔ)， 從技術(shù)原理的角度， 計(jì)算機(jī)硬件及相應(yīng)軟件是G I S的技術(shù)核心 要 把技術(shù)付諸實(shí)施， 除了購買硬件， 軟件之外， 還要結(jié)合應(yīng)用對象( 如管線系統(tǒng)) 對軟件進(jìn)行再開發(fā)， 并且要將收集的數(shù)據(jù)箱人到計(jì)算機(jī)中， 才能進(jìn)行查詢分析， 另外， 管線的建設(shè)和審批是有組織開 展的， 以G I S 為基礎(chǔ)的管線信息系統(tǒng)必須溶人它所服務(wù)的 組織結(jié)構(gòu)環(huán)境中， 才能發(fā)揮其效率， 系 統(tǒng)本身也是由人控制的， 也要有良 好的自 身人員組織和管理機(jī)制。 G I s 技術(shù)核心是計(jì)算機(jī)硬件、 軟件， 因 此為管線系統(tǒng)選擇硬件是整個(gè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。 目 前， 硬件 方面已 經(jīng)走上通用化， 標(biāo)準(zhǔn)化。 在軟件方面， 因 使用者的 要求千差萬別， 通用化， 標(biāo)準(zhǔn)化很困難， 但 已 有許多軟件將某些用途接近， 概念相似的東西集中起來， 做成具有相當(dāng)通用性的軟件包或能提 收稿日 期 1 9 9 9 -1 2 - 0 2 作者簡介: 教力民， 男， 2 9 歲， 工程師 第 2期教力民 城市地下管線信息系 統(tǒng)趁立中的若干問題 2 1 供用戶重新組合、 開發(fā)的軟件工具， 這樣用戶就可以反復(fù)使用或二次開發(fā)。目前G I S軟件相當(dāng) 多 比 如S i m e n s 公司的S I C A L ) 系統(tǒng)， I n t e r g r a p h 公司的M G E系統(tǒng)， E S R I 公司的A R C I N F O 系 統(tǒng) G e n a s y s 公司的G E N A MA P系統(tǒng)， Ma p I n f c ) 公司的Ma p I n f 。 系統(tǒng)等數(shù)十 種軟件。 選擇時(shí) 在考慮管線系統(tǒng)的發(fā)展、 工作量、 系統(tǒng)目 標(biāo)、 經(jīng)費(fèi)預(yù)算的基礎(chǔ)上選擇功能完普， 界面友好， 對運(yùn)行 環(huán)境有較大適應(yīng)性的系統(tǒng)。管線系統(tǒng)不宜追求大系統(tǒng). 高起點(diǎn)， 因?yàn)檫@樣做消化吸收的周期必然 很長， 當(dāng) 初的高起點(diǎn)的設(shè)備可能就會(huì)過時(shí)， 從而走向被動(dòng)， 應(yīng)提倡在簡單的機(jī)型上試驗(yàn)開發(fā)搞應(yīng) 用 有一定把握后再上高檔系統(tǒng)， 因?yàn)橄鄬τ布l(fā)展， 應(yīng)用開發(fā)是一個(gè)較長的 過程。 2 數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì) 管線的數(shù)據(jù)量是相當(dāng)大的， 一般需一個(gè)關(guān)系數(shù)據(jù)庫軟件進(jìn)行管理， 數(shù)據(jù)是提供查詢的基礎(chǔ). 為滿足各種要求的查詢， 數(shù)據(jù)應(yīng)力求詳盡準(zhǔn)確， 一般應(yīng)包括點(diǎn)位原始數(shù)據(jù)及拓?fù)鋽?shù)據(jù)。 原始數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)各類設(shè)備井?dāng)?shù)據(jù)， 包括上水井， 排水井， 煤氣檢修井等等， 以 上水井為例: 上 水井位 字段名稱類型長度注釋 點(diǎn)編號T e x t 1 2 設(shè)備名稱T e x t 1 2 類別代碼I n t e g e r 1 0 類別T e x t 1 0生括， 工業(yè) 規(guī)格T e x t 1 0 修建年代T e x t 1 2 材質(zhì)T e x t 6 井深( M)刊o a t 1 0 所在街道名稱T e x t 1 2 權(quán)屬單位T e x t 4 0 拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)可以 接收的拓?fù)鋽?shù)據(jù)， 便于查詢， 進(jìn)行空間分析， 為 些a建立拓?fù)浔恚?包括 弧拓?fù)浔恚?弧屬性拓?fù)浔恚?結(jié)點(diǎn)表， 中間點(diǎn)表. 注記表， 以 弧拓?fù)浔恚?弧屬性拓?fù)浔砑白⒂洷頌?例: 1 . A R C ( 弧拓?fù)浔? 字段名稱字段類型長度注釋 .A r c .L o n g管段 編 O r d e r L o n g段順序號 X l D o u b e l起點(diǎn)橫坐標(biāo) Y 1 D o u b e l起點(diǎn)縱坐標(biāo) X 2 D o u b e l終點(diǎn)橫坐標(biāo) Y 2 D o u b l e終點(diǎn)縱坐標(biāo) C l a s s T e x t 1 0類別代碼 Wi d t h D o u b l e管溝寬 2 . A R C A T T( 弧屬性表) .2 2 暗爾濱工程離等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)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注記表) 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 管線類別代碼 弧段編碼 弧段起點(diǎn)號 弧段終點(diǎn)號 長度 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 注記地物類別 內(nèi)部號 橫坐標(biāo) 縱坐標(biāo) 類別代碼 注記內(nèi)容 字高( MM) 字符角度 字符間隔 備注 l0叨 3 拓?fù)潢P(guān)系的建立 拓?fù)潢P(guān)系指計(jì)算機(jī)所表示的點(diǎn)、 線、 面之間關(guān)系， 包括點(diǎn)線、 點(diǎn)面、 線面關(guān)系。 地下管線一般是 線狀要素和瞇狀要素， 故拓?fù)潢P(guān)系一般指點(diǎn)線關(guān)系。為表達(dá)地下管線點(diǎn)與線之間關(guān)系， 需要建立 拓?fù)湮募?系統(tǒng)根據(jù)拓?fù)湮募?動(dòng)生成拓?fù)浔恚?然后在拓?fù)浔砩线M(jìn)行查詢及空間分析 以道路作為主線， 同一條路上同一類型的管線按順序編號. 每條管線再分為管段， 以設(shè)備井 ( 水門， 抽水缸. 4 5 度曲等) 分界點(diǎn)。 數(shù)據(jù)格式為: 道路編號: 管線順序號; 一 管段 1 : 管段 2 ; 最后系統(tǒng)生成的拓?fù)湮募? 結(jié)點(diǎn)表， 中間點(diǎn)表， 注記表， 弧拓?fù)浔恚?弧屬性表， 分類原始數(shù) 據(jù)表， 分類拓?fù)湮募怼?4 向Ma p l n f 。 數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換 M a p I n f o 是一種優(yōu)秀的地理信息軟件， 其內(nèi) 部按表( T a b l e ) 進(jìn)行管理。對外提供兩個(gè)通用變 換格式文件: . MI F ( 圖形文件) ， . Mm( 文本文件) 。 MIT文件中， 數(shù)據(jù)節(jié)可以有任意多個(gè)圖形初值， 每個(gè)初值代表一個(gè)圖形對象。 MI F文件與 第 2期教力民: 城市地下管線信息系統(tǒng)建立中的若千問傾 MI D文件逐條相匹配， 即M I F文 件中 第一個(gè)對象M I D文件中 第一行相關(guān)聯(lián)， 依此類推。 圖 形對 象包括; 點(diǎn)( P o i n t ) ， 直線( L i n e ) ， 折線( P o l y l i n e ) ， 區(qū)域( R e g i o n ) ， 圓弧( A r c )文本( T e x t ) . 矩形 ( R e c t a n g l e ) ， 圓角矩形( R o u n d r e c t ) ， 橢圓( E l l i p s e ) . MI D文件包含屬性文件， 每行一條記錄， 如在MI F中某個(gè)對象無相應(yīng)屬性數(shù)據(jù). 則在MI D 中用空行與其對應(yīng)。 在轉(zhuǎn)換過程中， 所有數(shù)據(jù)均按MI F文件中八種類型轉(zhuǎn)人Ma p l n f o , 轉(zhuǎn)換后， 需要使用自定義的符號庫， 為此， 須在w i n d o w s 的畫筆中， 以3 2 X3 2 或6 4 X 6 4 的 規(guī)格繪制地形圖符號， 然后放人C u s t s y m b目 錄中， 符號數(shù)目 沒有限 制。 在符號選擇對話框中. 選 擇 C u s t o m S y m b o l 項(xiàng)， 單擊R e l o a d , 同時(shí)， 還要使用自定義的 線形庫， Ma p I n f o 5 . 。 以 后的版本提供了 線形編輯器， 可以 很方便地 制作各種線形， 但是， Ma p I n f o 的線形庫只能包含1 2 8 種線形， 而地理信息系統(tǒng)的線形要超過 2 2 F 種， 所以必須舍去一些很少用到的 線形。 完成后， 將線形庫文件命名為m a p i n f o w , p e n . 拷人 Ma p I n f 。目錄， 取代現(xiàn)有的線形文件， 重新啟動(dòng)后新的線形庫即可使用。 5 系統(tǒng)的維護(hù) 管線信息系統(tǒng)最終是為城市建設(shè)服務(wù)的， 服務(wù)對象包括城市規(guī)劃設(shè)計(jì)與審批部門， 市政工程 與公用工程部門 如何保持系統(tǒng)現(xiàn)勢性是一個(gè)很棘手的問題。管線系統(tǒng)必須與地形圖配合才能 體現(xiàn)其價(jià)值。因此首先必須保證地形圖的現(xiàn)勢性。 另外市政工程與公用工程部門同 時(shí)也是系統(tǒng) 信息的主要來源。某些情況下， 信息的 控制權(quán)就意味著決策的 控制權(quán)， 輕易開發(fā)信息就意味著本 部門 權(quán)威性的降低， 因而有些部門 不愿意開放信息， 因此上級領(lǐng)導(dǎo)部門的協(xié)調(diào)就尤為重要， 并且 在系統(tǒng)維護(hù)中， 規(guī)劃審批部門應(yīng)采取必要的有力措施， 使建設(shè)單位在工程竣工后及時(shí)向城市勘測 部門提供完整的 竣工資料， 使系統(tǒng)資料及時(shí)更新， 應(yīng)當(dāng)考慮由 建設(shè)單位向?qū)徟块T， 存檔部門( 城 市建設(shè)檔案館) ， 城市勘測部門交納一定數(shù)量的抵押金， 在竣工資料完全符合要求扣， 才能返還抵 押金。 目 前， 除檔案館收取少t抵押金上， 其它部門尚 無法對建設(shè)單位形成強(qiáng)有力的約束， 因此法 規(guī). 法律方面的完善迫在眉睫。 在管線信息系統(tǒng)建設(shè)中， 各種人員的素質(zhì)有至關(guān)重要的 作用。 首先信息系統(tǒng)是由 硬件、 軟件、 人員組成的， 計(jì)算機(jī)專業(yè)的人才雖必不可少， 但實(shí)踐表明既熟悉地下管線， 又熟悉計(jì)算機(jī)的人員 也非常重要， 很多系統(tǒng)上不去， 用不好， 并非沒有掌握計(jì)算機(jī)的操作， 也不是軟件本身不過關(guān) 而 是由 于對系統(tǒng)應(yīng)用缺乏深層次的 理解， 未能與 應(yīng)用對象結(jié)合好， 配合好， 因此， 管線技術(shù)人員的 參 與是應(yīng)用開發(fā)的重要力量， 沒有這部分人員的參與， 可能會(huì)帶來應(yīng)用方向上的盲目 性， 甚至有可 能失敗， 其次， 管線系統(tǒng)本身數(shù)據(jù)要求嚴(yán)格， 尤其是地理信息系統(tǒng)特有的屬性數(shù)據(jù)更是傳統(tǒng)的測 繪 數(shù) 據(jù) 所 沒 有 的 . 由 于 拓 撲 文 件的 需 要 ， 外 主 人 員 必 須 提 供 完 整 精 確 的 平 面 坐 標(biāo) ， 必 須 摒 棄 交 會(huì) 成圖的作業(yè)方式， 同時(shí)各種屬性數(shù)據(jù)在未來的 空間 分析中所影響的 將不只是本井位， 本管段的管 線。 所以， 外業(yè)調(diào)查中， 對管線的高程， 井深， 設(shè)備類別等要素務(wù)求準(zhǔn)確， 對外業(yè)人員進(jìn)行適當(dāng)培訓(xùn) 就顯得尤為必要。 6 結(jié)束語 萬方數(shù)據(jù) 2 4 哈爾濱工程離等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào) 2 0 0 年 城市地下管線信息系統(tǒng)是城市地理信息系統(tǒng)的重要組成部分。它的建立， 將為城市發(fā)展預(yù) 測. 規(guī)劃決策 城市管理提供可靠依據(jù)。建立系統(tǒng)是一項(xiàng)復(fù)雜的工作， 技術(shù)、 人才、 組織、 管理上的 困難都是這項(xiàng)工作特有的。 如果能解決好這些問題， 使其在管 理工作中 開展應(yīng)用， 發(fā)揮G I S的 技 術(shù)特點(diǎn)， 就一定能建設(shè)成一個(gè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確， 查詢迅速， 信息共享， 技術(shù)合理的系統(tǒng)。 參考文獻(xiàn) l 黃杏元、 湯勤. 地理信息系統(tǒng)概論. 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頁) 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