◎ 中煤西安設(shè)計工程有限責(zé)任公司 郝銀霞

陜西廣播電視大學(xué) 現(xiàn)代教育技術(shù)中心 任乃賓

給水管網(wǎng)管理就是對一個給水系統(tǒng)按照它的總體規(guī)劃和設(shè)計要求，完整地付諸實施，并加以科學(xué)管理，保持其完整性、連續(xù)性和合理性，使系統(tǒng)保持良好的生產(chǎn)、生活環(huán)境和發(fā)展?fàn)顟B(tài)，從而使系統(tǒng)取得良好的經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益。

縱觀過去和現(xiàn)在，對一個給水系統(tǒng)來說，給水管網(wǎng)管理工作是整個系統(tǒng)管理中必須要做的一項重要的基礎(chǔ)工作，必須采取有力措施，提高系統(tǒng)對給水管網(wǎng)管理工作重要性的認識，認真做好這項基礎(chǔ)工作。

1 給水管網(wǎng)管理的主要內(nèi)容

給水管網(wǎng)管理從工程籌建到建成后都發(fā)揮著重要的作用。一般給水管網(wǎng)管理分為四個階段：工程籌建階段、工程施工階段、工程竣工驗收階段和運行階段。這四個階段每個階段給水管網(wǎng)管理的內(nèi)容都不相同，由于本文主要是研究給水管網(wǎng)運行階段的給水管網(wǎng)數(shù)字化管理系統(tǒng)的建立，因此，在這里主要介紹運行階段的給水管網(wǎng)管理的工作內(nèi)容。

給水管網(wǎng)管理部門在運行階段的主要工作內(nèi)容，包括以下幾個方面：

（1） 對工程已建設(shè)施的平面和豎向位置進行管理

給水管網(wǎng)管理部門根據(jù)給水管網(wǎng)現(xiàn)狀情況，對整個工程給水管網(wǎng)的平面和豎向位置進行管理。上述設(shè)施的平面和豎向位置如有變動、改建、擴建、拆除、遷移，均應(yīng)經(jīng)給水管網(wǎng)管理部門審查，并應(yīng)及時將變更后的設(shè)施平面和豎向位置進行標(biāo)注。

（2）用地管理

用地管理主要是給水管網(wǎng)管理部門對新建、改建、擴建及技改工程項目用地進行審批，向相關(guān)用地部門提交用地申請報告，對工程用地進行監(jiān)督，并且將用地更改及時修改。

（3）動土管理

給水管網(wǎng)管理部門對動土管理主要是審批動土計劃、監(jiān)督動土過程，以及將由于動土涉及改變原有建筑物、構(gòu)筑物、管線等設(shè)施的平面和豎向位置，及時反映到作業(yè)圖上。

2 GIS用于給水管網(wǎng)管理的可行性分析

給水管網(wǎng)總體布置圖，是按一般規(guī)定比例繪制的圖紙，表示給水管網(wǎng)與建筑物、構(gòu)筑物等方位、間距以及道路網(wǎng)、綠化、豎向布置和用地鄰界情況等。它直接反映工程界限內(nèi)地形地物和管網(wǎng)的相對空間位置，以及通過標(biāo)注反映給水管網(wǎng)的屬性信息。

目前企、事業(yè)單位的數(shù)字化管理一般分為兩種：一是通過委托大型軟件公司直接定做企業(yè)專用的數(shù)字化管理系統(tǒng)，一般在國家特大型工業(yè)企業(yè)中采用，如寶鋼、首鋼等；二是通過計算機輔助設(shè)計軟件（CAD）建立數(shù)字化的給水管網(wǎng)，實現(xiàn)數(shù)字化信息管理。第一種管理方法固然好，但是它的花費也不是一般企、事業(yè)單位能承擔(dān)的。而第二種雖然簡單的實現(xiàn)了數(shù)字化信息管理，但是屬性信息仍然只能靠人工勘察和查閱書面資料獲得，這樣就喪失了數(shù)字化管理的優(yōu)勢。如果能進一步把這部分信息輸入計算機并能同企、事業(yè)單位運作有機連接為一體，無疑將會實現(xiàn)給水管網(wǎng)設(shè)計與管理工作方式和方法質(zhì)的飛躍，而這正是建設(shè)給水管網(wǎng)數(shù)字信息系統(tǒng)的最大技術(shù)難點。

2.1 GIS用于給水管網(wǎng)管理系統(tǒng)建設(shè)的理論基礎(chǔ)

GIS具有以下特點：

（1）它是一個完整的計算機系統(tǒng)，具有完整的軟硬件結(jié)構(gòu)，具有建立數(shù)字信息系統(tǒng)的條件和能力。

（2）基于GIS電子地圖中的地理符號都有自己的空間信息。

（3）GIS電子地圖中的地理符號不但有自己的空間信息，而且可以根據(jù)用戶要求，給其附加屬性的信息。

（4）GIS系統(tǒng)可以對空間信息數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)進行查詢、統(tǒng)計、分析、計算等，這些功能可以用于給水管網(wǎng)的方案評價、物流模擬等。

上述這些GIS系統(tǒng)的特點，可以作用于給水管網(wǎng)管理的很多方面，如對企業(yè)已建設(shè)施的平面和豎向位置進行管理、用地管理、動土管理等方面。GIS技術(shù)目前主要用于各種宏觀規(guī)劃中，如土地利用、城市管理、交通規(guī)劃等，而給水管網(wǎng)管理的主要對象相對于上述的宏觀規(guī)劃就比較微觀了。但是，在理論上和功能上GIS和給水管網(wǎng)管理系統(tǒng)都具有共同點，所以GIS及其理論可以用于建立數(shù)字給水管網(wǎng)管理系統(tǒng)。

2.2 GIS用于給水管網(wǎng)管理系統(tǒng)建設(shè)的可行性

GIS基礎(chǔ)軟件有以下功能可以在給水管網(wǎng)管理系統(tǒng)建設(shè)中使用或借鑒：

（1）數(shù)據(jù)編輯功能

包括圖形和屬性信息的錄入、修改、追加等。目前工業(yè)企業(yè)設(shè)計一般采用AutoCAD完成，因此目前的主流GIS軟件均支持DXF格式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為相對應(yīng)的GIS數(shù)字化空間圖形信息，而空間圖形信息的屬性數(shù)據(jù)則通過唯一標(biāo)識符同圖形建立聯(lián)系。這樣，兩種信息就完美地“組合”在給水管網(wǎng)管理系統(tǒng)中。

（2）圖檔管理功能

圖檔管理一般指圖庫管理和圖檔修編等工作。這些功能可以通過GIS軟件中對地圖的分檔管理，實現(xiàn)對原始圖件的調(diào)閱、拼接、剪取，并可以對圖檔的繪制時間、繪制人等進行管理。這樣可以將原本繁瑣的圖庫管理完全電子化。

（3）數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計功能

由于先前將各種圖檔錄入或者轉(zhuǎn)換為GIS形式帶屬性的圖檔，因此我們可以對數(shù)據(jù)庫中的記錄按照屬性信息或者圖形信息等要求進行查詢，可以對查詢記錄進行分類、統(tǒng)計，大大提高收集信息的效率以及準(zhǔn)確性。

（4）數(shù)據(jù)輸出

GIS系統(tǒng)可以按各種要求顯示和輸出空間信息或者屬性信息，并且可以將查詢結(jié)果打印輸出，實現(xiàn)與各種主流GIS軟件數(shù)據(jù)格式互通以及輸出各種常用數(shù)據(jù)格式。將這些功能運用于給水管網(wǎng)管理系統(tǒng)，使設(shè)計或管理人員能夠方便快捷的提出滿足各種要求的電子圖標(biāo)和數(shù)據(jù)資料。

（5）維護功能

軟件提供必要的數(shù)據(jù)庫維護、升版和技術(shù)支持，包括圖層名、數(shù)據(jù)表字段追加和修改等，以使給水管網(wǎng)管理系統(tǒng)跟上時代的發(fā)展，并不斷得到完善。

（6）可望擴展到給水管網(wǎng)規(guī)劃、設(shè)計等應(yīng)用

GIS的目的就是為了解決實際問題，以目前GIS的功能以及今后的發(fā)展趨勢來看，在給水管網(wǎng)管理系統(tǒng)基礎(chǔ)上進而擴展到規(guī)劃設(shè)計等應(yīng)用是必然的趨勢，給水管網(wǎng)業(yè)務(wù)成為一個完整的系統(tǒng)是可以實現(xiàn)的。

目前給水管網(wǎng)業(yè)務(wù)一般采用AutoCAD以及其二次開發(fā)的軟件進行設(shè)計和管理，雖然GIS的數(shù)據(jù)格式不是給水管網(wǎng)業(yè)務(wù)的主流格式，但經(jīng)過二次開發(fā)可以滿足用戶要求，它用于建設(shè)給水管網(wǎng)管理系統(tǒng)在技術(shù)上是可行的。

2.3 二次開發(fā)及需要考慮的問題

（1）GIS基礎(chǔ)軟件的選擇

以成本分析來看，用成熟的GIS平臺軟件進行系統(tǒng)的二次開發(fā)，是成本低、周期短、見效快的最好方法。目前，市面上的GIS軟件，國外的Arc GIS系列、MapInfo系列，國內(nèi)的SuperMap系列軟件都可以作為二次開發(fā)的平臺。在開發(fā)中，應(yīng)該注意與目前給水管網(wǎng)業(yè)務(wù)的主流軟件AutoCAD相結(jié)合，這樣才能將給水管網(wǎng)設(shè)計與給水管網(wǎng)管理很好的銜接起來。

目前市面上各個桌面GIS軟件的功能都大同小異，用戶應(yīng)該根據(jù)自己的價格、功能、技術(shù)、要求來選擇。

（2）軟、硬件配置

利用GIS開發(fā)和維持給水管網(wǎng)管理系統(tǒng)硬件要求基本與一般GIS系統(tǒng)的硬件要求一樣，如計算機、打印機、繪圖儀等，如條件好或者資金充裕還可以添加數(shù)字化儀。軟件方面，除了開發(fā)所需要的GIS平臺軟件之外，數(shù)據(jù)庫軟件如SQL Server等、高級語言VB、VC、Delphi等也是必須的。同時，可以根據(jù)需要開發(fā)基于AutoCAD的GIS系統(tǒng)，這樣可以更好的和給水管網(wǎng)設(shè)計接軌。

綜上所述，GIS建立數(shù)字化給水管網(wǎng)管理系統(tǒng)，不論從理論合理性上來說、還是從經(jīng)濟效益成本方面來說，都是切實可行的。利用GIS建立數(shù)字化給水管網(wǎng)管理系統(tǒng)，完全符合經(jīng)濟、適用、合理的原則。

3 建立數(shù)字給水管網(wǎng)管理系統(tǒng)的必要性

建立給水管網(wǎng)管理系統(tǒng)是適應(yīng)時代發(fā)展要求的，主要有以下幾個優(yōu)勢：

第一，工程中可避免工作量極大的測量繪圖工作；

第二，資源使用者可及時、全面地獲取所需要的資料數(shù)據(jù)；

第三，通過給水管網(wǎng)管理系統(tǒng)，設(shè)計人員可提高工作效率，降低勞動強度；

第四，可以為其它相關(guān)系統(tǒng)的建設(shè)提供幫助，實現(xiàn)資源共享。

由此可見，將地理信息系統(tǒng)應(yīng)用于給水管網(wǎng)管理系統(tǒng)中可產(chǎn)生較大的效益，從科學(xué)管理上看也是必要的。

4 利用GIS技術(shù)建立數(shù)字給水管網(wǎng)管理系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和技術(shù)路線

4.1 利用GIS技術(shù)建立數(shù)字給水管網(wǎng)管理系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

經(jīng)過上面對給水管網(wǎng)管理內(nèi)容的介紹以及對建設(shè)系統(tǒng)的可行性分析，GIS數(shù)字給水管網(wǎng)管理系統(tǒng)包括以下幾個模塊：數(shù)字編輯模塊、圖檔管理模塊、數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計模塊以及數(shù)據(jù)輸出模塊。幾個模塊主要功能如下：

（1）數(shù)據(jù)編輯模塊

該模塊主要功能是圖形和屬性信息的錄入、修改、追加等。將工程設(shè)計一般所采用的DXF、DWG格式的圖形數(shù)據(jù)以及常用的DOC、XLS格式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)所對應(yīng)的GIS數(shù)字化空間圖形信息，空間圖形信息的屬性數(shù)據(jù)則通過唯一標(biāo)識符同圖形建立聯(lián)系。這樣可以將工業(yè)企業(yè)中的改擴建、建構(gòu)筑物的平面或者豎向改動、工業(yè)企業(yè)用地的改動、企業(yè)內(nèi)各種設(shè)備、材料、原料、燃料的堆放位置的變動及時的反映在給水管網(wǎng)管理系統(tǒng)中。

（2）圖檔管理模塊

圖檔管理模塊與數(shù)據(jù)編輯模塊相對應(yīng)、通過GIS軟件中對地圖的分檔管理，實現(xiàn)對由數(shù)據(jù)編輯模塊轉(zhuǎn)換的GIS數(shù)字化空間圖形信息的調(diào)閱、拼接、剪取，并可以對圖檔的繪制時間、繪制人等進行管理。

圖4.1 數(shù)字給水管網(wǎng)管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

（3）數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計模塊

數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計模塊主要功能是對數(shù)據(jù)庫中的記錄按照屬性信息或者圖形信息等要求進行查詢，并可以對查詢記錄進行分類、統(tǒng)計。

（4）數(shù)據(jù)輸出模塊

數(shù)據(jù)輸出模塊的主要功能是按用戶的各種要求，顯示和輸出空間信息或者屬性信息，并且可以將查詢結(jié)果打印輸出，實現(xiàn)與各種主流GIS軟件數(shù)據(jù)格式互通以及輸出各種常用數(shù)據(jù)格式。

圖4.1為GIS技術(shù)建立的數(shù)字給水管網(wǎng)管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。

4.2 利用GIS技術(shù)建立數(shù)字給水管網(wǎng)管理系統(tǒng)的技術(shù)路線

系統(tǒng)利用Arcview3.2 桌面GIS軟件為主要建立平臺，以SQL Server2000 為后臺數(shù)據(jù)庫，采用VisualBasic6.0作為二次開發(fā)的語言環(huán)境。分為以下幾個方面：

（1）利用Arcview3.2平臺的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能將DWG、DXF格式圖形數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為SHP、SHX格式的圖形文件。

（2）在Visual Basic 6.0 開發(fā)環(huán)境下，將DOC、XLS格式的數(shù)據(jù)錄入SQL Server2000 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，實現(xiàn)該系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)。

（3）在VisualBasic6.0 開發(fā)環(huán)境下，調(diào)用Arcview3.2 開發(fā)平臺提供的組件，運用Arcview3.2對象和其它VB對象的方法和屬性完成GIS基本功能，形成數(shù)據(jù)編輯模塊。

（4）利用Arcview3.2 提供的組件，實現(xiàn)圖檔管理、數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)輸出模塊功能。

5 結(jié)論

給水管網(wǎng)業(yè)務(wù)是長久影響企業(yè)效益及其發(fā)展?jié)摿Φ幕A(chǔ)管理工作之一，建設(shè)以現(xiàn)代信息技術(shù)為支撐的給水管網(wǎng)系統(tǒng)是必要的、迫切的。GIS突破傳統(tǒng)的信息技術(shù)，實現(xiàn)了信息的可視化。利用GIS及其技術(shù)建設(shè)給水管網(wǎng)管理系統(tǒng)，技術(shù)可行、投資節(jié)省、效益明顯，符合適用、經(jīng)濟、合理的原則。