利用GIS進(jìn)行閥門(mén)管理-研究

1、利用GIS進(jìn)行閥門(mén)管理-研究            摘要：本文對(duì)計(jì)算機(jī)管理閥門(mén)的方法進(jìn)行了一般性的介紹，對(duì)在通用GIS平臺(tái)上，利用二次開(kāi)發(fā)的方法開(kāi)發(fā)爆管關(guān)閥分析系統(tǒng)進(jìn)行了重點(diǎn)論述。并在此基礎(chǔ)上，介紹了利用AUTOMAP3.0開(kāi)發(fā)閥門(mén)管理系統(tǒng)的步驟、方法，重點(diǎn)論述了爆管分析功能模塊程序的開(kāi)發(fā)。最后，通過(guò)一個(gè)實(shí)例說(shuō)明了該系統(tǒng)在實(shí)際工作中的應(yīng)用。 關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)管理 閥門(mén) GIS  閥門(mén)管理是給水管網(wǎng)管理的重要內(nèi)容之一，閥門(mén)的啟閉，是管網(wǎng)局部停水檢修的唯一方法，同時(shí)也對(duì)用

2、戶(hù)的水量、水壓造成直接的影響。閥門(mén)管理工作中還存在許多問(wèn)題，如：閥門(mén)的位置在現(xiàn)場(chǎng)難以確認(rèn)；閥門(mén)的運(yùn)行狀況難以確定，不知是否能正常啟閉；管網(wǎng)中的某一點(diǎn)停水時(shí)，需關(guān)閉哪些閥門(mén)；關(guān)閉這些閥門(mén)后對(duì)哪些用戶(hù)會(huì)產(chǎn)生影響難以估計(jì)；這些問(wèn)題靠人工進(jìn)行閥門(mén)管理是難以解決的。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行管網(wǎng)閥門(mén)的管理已經(jīng)成了一種必然。1. 計(jì)算機(jī)進(jìn)行閥門(mén)管理方法簡(jiǎn)介 計(jì)算機(jī)進(jìn)行閥門(mén)管理最簡(jiǎn)便的方法是建立閥門(mén)的數(shù)據(jù)庫(kù)，并在數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)上建立MIS系統(tǒng)。這種方法是最初步的方法。其程序編制簡(jiǎn)單，利用通用的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)如FOXPRO、ORACLE等就能達(dá)到要求。但由此建立的MIS系統(tǒng)只能對(duì)閥門(mén)的數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢(xún)

3、、統(tǒng)計(jì)等操作，而不能進(jìn)行圖形的查詢(xún)，更不能進(jìn)行爆管關(guān)閥等專(zhuān)業(yè)分析。 隨著GIS技術(shù)的發(fā)展，利用GIS系統(tǒng)進(jìn)行閥門(mén)的管理已成為可能。GIS系統(tǒng)將圖形數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)鏈接在一起，統(tǒng)一進(jìn)行管理。建立系統(tǒng)后使用者可以進(jìn)行由圖查數(shù)、由數(shù)查圖的雙向查詢(xún)操作，標(biāo)有閥門(mén)精確位置的圖形、閥門(mén)的屬性數(shù)據(jù)能同時(shí)顯示在同一屏幕上，方便、直觀。GIS系統(tǒng)最初是利用FORTRAN、C+等專(zhuān)用語(yǔ)言進(jìn)行開(kāi)發(fā)的，由于開(kāi)發(fā)的難度較大，所以系統(tǒng)的應(yīng)用一直都不很成熟。后來(lái)，出現(xiàn)了商品化的通用GIS軟件平臺(tái)，如：ARCINFO、MAPINFO、AUTOMAP等，系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員在這些軟件平臺(tái)的基礎(chǔ)上，按照自己的需要進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，形成專(zhuān)業(yè)的G

4、IS系統(tǒng)。這種方法由于開(kāi)發(fā)工作量小，開(kāi)發(fā)效率高而被廣泛采用。 隨著用戶(hù)要求的不斷增加，GIS系統(tǒng)功能也不斷得到完善。除了通用的圖數(shù)雙向查詢(xún)功能外，多媒體技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治黾夹g(shù)等不斷應(yīng)用于GIS系統(tǒng)。如：AUTOMAP中的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治瞿K具有最短路徑分析，洪水淹沒(méi)分析及緩沖區(qū)分析等功能，按照用戶(hù)的應(yīng)用要求不同，開(kāi)發(fā)人員可以利用系統(tǒng)提供的功能函數(shù)開(kāi)發(fā)自己的專(zhuān)業(yè)程序。 2. 爆管關(guān)閥分析系統(tǒng)的建立 深圳市自來(lái)水公司一直在進(jìn)行利用GIS系統(tǒng)管理閥門(mén)的嘗試，最后，在AUTOMAP的基礎(chǔ)上，利用二次開(kāi)發(fā)的方法，我們建立了閥門(mén)管理的GIS系統(tǒng)，并在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)了爆管分析的子程序。該系統(tǒng)包括8000多條市政管

5、線，3000多個(gè)市政管線上的閥門(mén)，3000多個(gè)大用戶(hù)數(shù)據(jù)?，F(xiàn)將系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)方法說(shuō)明如下：2.1 原始數(shù)據(jù)收集、整理 要建立閥門(mén)管理的GIS系統(tǒng)，應(yīng)首先繪制給水管網(wǎng)圖形。公司在對(duì)全市管網(wǎng)竣工圖調(diào)查的基礎(chǔ)上，繪制了全市的1：10000市政給水管網(wǎng)圖，并在圖上精確繪制了市政管線上的閥門(mén)。后經(jīng)幾年的不斷修改、完善，市政管線、閥門(mén)的位置及精度基本能滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的要求。其后，我們又發(fā)動(dòng)各分公司對(duì)全市的閥門(mén)情況進(jìn)行了大規(guī)模的普查，共收集了全市5000多閥門(mén)（包括市政及預(yù)留口閥門(mén)）的位置及型號(hào)等屬性數(shù)據(jù)，并對(duì)每一閥門(mén)定制了閥門(mén)卡片，編號(hào)存檔，基本查清了閥門(mén)的數(shù)據(jù)。 2.2對(duì)閥門(mén)按路名編號(hào)，將閥門(mén)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)輸入計(jì)算

6、機(jī)，建立閥門(mén)數(shù)據(jù)庫(kù)，同時(shí)建立用戶(hù)及管線數(shù)據(jù)庫(kù) 為了查詢(xún)、統(tǒng)計(jì)及現(xiàn)場(chǎng)查找的方便，閥門(mén)的編號(hào)是按各條道路進(jìn)行的，對(duì)于每條路，按從東至西或從南至北的方向?qū)﹂y門(mén)按順序依次進(jìn)行編號(hào)。這樣編號(hào)便于現(xiàn)場(chǎng)的查找，也便于按道路進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。閥門(mén)編號(hào)并整理成卡片后，輸入計(jì)算機(jī)，考慮到數(shù)據(jù)庫(kù)的通用性及AUTOMAP外掛數(shù)據(jù)庫(kù)的能力，我們選用FOXPRO的數(shù)據(jù)庫(kù)格式建立了有5000多條紀(jì)錄的閥門(mén)屬性數(shù)據(jù)庫(kù)。 為了能分析爆管時(shí)所影響的管段、用戶(hù)等數(shù)據(jù)，必須將管線及用戶(hù)的屬性數(shù)據(jù)建立數(shù)據(jù)庫(kù)。我們同樣利用FOXPRO的數(shù)據(jù)格式，建立了8000多條管線，3000多個(gè)大用戶(hù)的屬性數(shù)據(jù)庫(kù)。 2.3 利用AUTOMAP提供的整飾功能，

7、對(duì)圖形進(jìn)行整飾，建立正確的拓?fù)潢P(guān)系 AUTOMAP是通用的GIS開(kāi)發(fā)平臺(tái)，其具有圖形整飾的功能。圖形整飾是將AUTOCAD等格式的電子地圖，整理成為具有正確拓?fù)潢P(guān)系的地圖。具體在閥門(mén)管理系統(tǒng)中，就是要建立正確的節(jié)點(diǎn)、管線、閥門(mén)的連接關(guān)系。如：在繪制電子圖形中，管線在節(jié)點(diǎn)或閥門(mén)處有時(shí)沒(méi)有斷開(kāi)，系統(tǒng)自動(dòng)生成拓?fù)潢P(guān)系時(shí)就會(huì)出現(xiàn)管線與節(jié)點(diǎn)的錯(cuò)誤連接，要避免此種錯(cuò)誤，在建立拓?fù)潢P(guān)系前就必須用圖形整飾的功能，手動(dòng)或自動(dòng)地將管線在該節(jié)點(diǎn)處斷開(kāi)。類(lèi)似的，在電子圖形中還存在偽節(jié)點(diǎn)、重復(fù)管線、節(jié)點(diǎn)，懸掛節(jié)點(diǎn)等錯(cuò)誤，這些錯(cuò)誤都要利用圖形整飾功能一一進(jìn)行消除。在消除這些錯(cuò)誤后，利用系統(tǒng)的自動(dòng)生成拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的功能自動(dòng)生成

8、表示管段、閥門(mén)、節(jié)點(diǎn)正確拓?fù)潢P(guān)系的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。 2.4 將管網(wǎng)圖形上的閥門(mén)、管線等圖形與數(shù)據(jù)庫(kù)中的閥門(mén)數(shù)據(jù)、用戶(hù)數(shù)據(jù)建立鏈接關(guān)系 該步驟的工作是建立圖形中的管線、閥門(mén)與外部數(shù)據(jù)庫(kù)中的閥門(mén)、管線及用戶(hù)數(shù)據(jù)的鏈接關(guān)系，以便進(jìn)行圖數(shù)的雙向查詢(xún)或進(jìn)行爆管關(guān)閥分析時(shí)，搜索相關(guān)的閥門(mén)、管段用戶(hù)等屬性信息。技術(shù)中圖形與屬性數(shù)據(jù)的鏈接方法有許多種，一種方法是將鏈接的屬性數(shù)據(jù)保存在圖形中，圖形與屬性的鏈接關(guān)系也保存在圖形中。一種方法是將屬性數(shù)據(jù)保存在外部數(shù)據(jù)庫(kù)，而鏈接關(guān)系保存在圖形中。還有一種方法是屬性數(shù)據(jù)保存于外部數(shù)據(jù)庫(kù)中，鏈接關(guān)系也保存于外部數(shù)據(jù)庫(kù)中。這三種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，AUTOMAP中提供了前兩種鏈接方法?？紤]到圖形鏈接的屬性數(shù)據(jù)較多，如果屬性數(shù)據(jù)按第一種方法存取，將會(huì)使圖形文件過(guò)于龐大，因此，閥門(mén)等屬性數(shù)據(jù)的存取是按第二種方法進(jìn)行的，即屬性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于外部數(shù)據(jù)庫(kù)，而圖形與屬性的鏈接關(guān)系存儲(chǔ)于圖形中。 2.5 利用拓?fù)浞治龉δ芎瘮?shù)編制關(guān)閥分析程序 上述的四步都是進(jìn)行的圖形和數(shù)據(jù)的整理，完畢后就要進(jìn)行爆管關(guān)閥分析系統(tǒng)的二次