王 帥 李 勝

（江西理工大學(xué)，江西 贛州 341000）

1 引言

城市地下綜合管線主要包括給水、排水、燃?xì)?、熱力、電力、電信、工業(yè)、綜合管溝八大類[1]，其擔(dān)負(fù)著能量與信息傳遞的工作，是城市賴以生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，被譽(yù)為城市的“生命線”。隨著贛州市發(fā)展步伐的不斷加快，城市管理對地下管線的依賴性也越來越強(qiáng)。但是，由于歷史和現(xiàn)實(shí)的各種原因，贛州市地下管線建設(shè)及其管理滯后于城市的發(fā)展和國內(nèi)同行業(yè)水平，其混亂無序的狀況，已成為阻礙贛州市城市建設(shè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸。從贛州城市發(fā)展進(jìn)程來看，贛州市正在按照200萬至300萬人口的特大城市目標(biāo)重新進(jìn)行城市定位，城市土地開發(fā)力度將不斷加強(qiáng)，城市地下空間利用將日益重要。然而傳統(tǒng)的城市地下管線管理辦法，效率低下，難以適應(yīng)現(xiàn)代城市發(fā)展對海量數(shù)據(jù)管理的需求，造成資源的浪費(fèi)，難以滿足數(shù)字贛州建設(shè)的要求。故針對這種現(xiàn)狀，應(yīng)組織力量，投入相應(yīng)的資金查明地下管線分布狀態(tài)，采用新技術(shù)和新方法來建設(shè)高效、動態(tài)管理的城市地下綜合管線信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)城市綜合管線管理現(xiàn)代化，以滿足管線相關(guān)部門的需要，同時為數(shù)字贛州建設(shè)和管理提供高質(zhì)量的服務(wù)。

2 系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)

根據(jù)贛州市地下管線管理現(xiàn)狀以及未來發(fā)展趨勢，我們確定該系統(tǒng)建設(shè)的總體目標(biāo)為：以地理信息系統(tǒng)為基礎(chǔ)平臺，以市規(guī)劃建設(shè)局為中心，形成市政府、市規(guī)劃建設(shè)局、建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位、管線權(quán)屬單位、數(shù)據(jù)維護(hù)機(jī)構(gòu)之間多級管理網(wǎng)絡(luò)，分階段、分區(qū)域、分內(nèi)容建立多層次的、實(shí)用的、與市規(guī)劃建設(shè)局系統(tǒng)業(yè)務(wù)緊密關(guān)聯(lián)的地理信息系統(tǒng)。建立具有權(quán)威性、現(xiàn)勢性的地下管線信息管理系統(tǒng)，將地下管線信息以數(shù)字的形式進(jìn)行獲取、存儲、管理、分析、查詢、輸出、更新，實(shí)現(xiàn)地下管線數(shù)據(jù)的動態(tài)、集中式管理與分級更新機(jī)制，提供全面的管網(wǎng)空間分析和工程輔助設(shè)計(jì)，提高城市管理效率，為社會提供多元化的服務(wù)，為城市可持續(xù)發(fā)展及防災(zāi)減災(zāi)提供決策支持[2]。系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)：(1)實(shí)現(xiàn)贛州市地下綜合管線信息計(jì)算機(jī)化、網(wǎng)絡(luò)化管理，實(shí)現(xiàn)對地下綜合管線信息的綜合管理、動態(tài)更新；(2)為贛州市城市規(guī)劃、建設(shè)、管理提供信息資源和技術(shù)平臺；(3)為贛州市政府、管線權(quán)屬單位和各級領(lǐng)導(dǎo)提供決策、指揮、管理的科學(xué)依據(jù)；(4)為社會提供多元化的服務(wù)，為贛州市可持續(xù)發(fā)展及減災(zāi)防災(zāi)提供決策支持。

3 地下管線信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

贛州市綜合地下管線地理信息系統(tǒng)采用三層結(jié)構(gòu)：表示層、邏輯層和數(shù)據(jù)層，如圖3-1所示。系統(tǒng)采用C/S和B/S混合模式，內(nèi)部業(yè)務(wù)系統(tǒng)采用C/S模式，對外開放的公眾服務(wù)系統(tǒng)采用B/S模式?？蛻舳瞬捎米烂媾c瀏覽器相結(jié)合的方式，采用ArcGIS10.0產(chǎn)品作為應(yīng)用服務(wù)器，采用Oracle 11g大型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，構(gòu)建以管理式服務(wù)為數(shù)據(jù)中心，和管線權(quán)屬單位、相關(guān)政府部門等進(jìn)行互相連接的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)，形成了集中管理與分布式應(yīng)用相結(jié)合的地下管線信息系統(tǒng)。

圖3-1 贛州市綜合地下管線地理信息系統(tǒng)三層體系架構(gòu)

⑴數(shù)據(jù)層：數(shù)據(jù)層用來管理系統(tǒng)涉及到的相關(guān)數(shù)據(jù)，管理的數(shù)據(jù)包括基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、管線數(shù)據(jù)、其他一些數(shù)據(jù)等，通過空間數(shù)據(jù)引擎ArcSDE來集成異構(gòu)數(shù)據(jù)源操作，數(shù)據(jù)存儲在Oracle數(shù)據(jù)庫中，把相應(yīng)的數(shù)據(jù)存儲在Oracle數(shù)據(jù)庫中，并對其數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、更新等操作。

⑵業(yè)務(wù)邏輯層：業(yè)務(wù)邏輯層是數(shù)據(jù)層與表示層的一個接口，這個接口里主要包含了一些應(yīng)用開發(fā)組件，如管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)用到的ArcEngine、ArcServer組件及必要的.NET組件。

⑶表示層：表示層是呈現(xiàn)在客戶端的地理信息系統(tǒng)用戶界面操作，表示層通過底層的數(shù)據(jù)層、中間層的業(yè)務(wù)邏輯層 操作進(jìn)而升級到表示層，客戶端只需和該系統(tǒng)交互，無需管其他。

3.2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

管線數(shù)據(jù)庫是對管線空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)存放的一個集合，數(shù)據(jù)庫的建立不僅僅是為了保存數(shù)據(jù)，更主要的是為用戶提供對數(shù)據(jù)高效的管理和控制，因此數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的好壞將直接影響到數(shù)據(jù)管理效率的高低。數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)過程中，在充分考慮數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的普遍性和數(shù)據(jù)的多樣性、準(zhǔn)確性的同時，力求建立一個開放的、靈活的空間和屬性數(shù)據(jù)一體化的數(shù)據(jù)庫，以保證系統(tǒng)正常有效運(yùn)行[3]。采用Oracle 11g作為該系統(tǒng)后臺數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，因?yàn)樗菢I(yè)界公認(rèn)的最高效、最穩(wěn)定的大型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)之一，能管理大量的空間和非空間信息數(shù)據(jù)，且具有非常強(qiáng)大的應(yīng)用開發(fā)能力[4]。

該系統(tǒng)數(shù)據(jù)可以進(jìn)行如下分類：

(1)地形圖庫：贛州市1：500分幅地形圖和條帶地形圖。

(2)管線數(shù)據(jù)庫：管線歷史數(shù)據(jù)、管線現(xiàn)狀數(shù)據(jù)及輔助要素等信息。

(3)規(guī)劃審批庫：道路中心線、用地紅線、建筑線、規(guī)劃管線紅線。

(4)航片衛(wèi)片庫：航飛和衛(wèi)星拍攝的現(xiàn)狀柵格圖。

(5)檔案數(shù)據(jù)庫：包括檔案信息數(shù)據(jù)、文檔、圖紙等。

3.3 系統(tǒng)主要功能模塊

該系統(tǒng)按功能劃分為：數(shù)據(jù)采集與建庫子系統(tǒng)、綜合應(yīng)用子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)動態(tài)更新與管理子系統(tǒng)、地下管線檔案管理子系統(tǒng)。各子系統(tǒng)的功能為：

1）數(shù)據(jù)采集與建庫子系統(tǒng)。外業(yè)探測的管線數(shù)據(jù)需要按要求轉(zhuǎn)換為管線數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。本子系統(tǒng)的構(gòu)建是基于數(shù)字地形圖數(shù)據(jù)、地下管線圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)庫，由計(jì)算機(jī)（包括PDA與PC）軟件按規(guī)定采集的外業(yè)管線數(shù)據(jù)（包括空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)）轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)要求的格式數(shù)據(jù)，將探測處理后的數(shù)據(jù)經(jīng)邏輯查錯送入地下管線數(shù)據(jù)庫，具體包括管線空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)檢查及預(yù)處理、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、監(jiān)理查錯、數(shù)據(jù)入庫等工作。

2）綜合應(yīng)用子系統(tǒng)。綜合應(yīng)用子系統(tǒng)的構(gòu)建是基于數(shù)字地形圖數(shù)據(jù)、地下管線的矢量數(shù)據(jù)庫，主要功能包括：對管線及相關(guān)數(shù)據(jù)的管理、地圖符號化，查詢顯示、統(tǒng)計(jì)報表、制圖輸出、剖面圖生成、空間分析計(jì)算、管線工程輔助設(shè)計(jì)、歷史數(shù)據(jù)追溯、三維管線瀏覽、輔助決策等。

3）數(shù)據(jù)動態(tài)更新管理子系統(tǒng)。城市建設(shè)的迅速發(fā)展帶來地下管線不斷變化，地下管線不同于地面建筑，敷設(shè)覆土后就難以直接了解其詳細(xì)情況，為此只有切實(shí)執(zhí)行管線竣工測量，實(shí)現(xiàn)管線動態(tài)管理，才能保證管線數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢性和準(zhǔn)確性。地下管線數(shù)據(jù)的動態(tài)更新主要是指對城市地下管線探測和新敷設(shè)管線竣工測量的計(jì)算機(jī)成果提交與入庫。

4）地下管線檔案管理子系統(tǒng)。地下管線檔案是城市規(guī)劃、建設(shè)、管理的重要依據(jù)，必須建立嚴(yán)格的信息更新和檔案歸檔制度，實(shí)現(xiàn)地下管線動態(tài)管理。建立起有法規(guī)約束的地下管線數(shù)據(jù)更新機(jī)制，及時采集新建的地下管線數(shù)據(jù)并更新管線數(shù)據(jù)庫。地下管線檔案管理子系統(tǒng)涵蓋地下管線檔案從接收、審核、移交、整理、入庫到查詢利用以及統(tǒng)計(jì)分析的管理。檔案信息中包含地下管線工程的文件材料、圖紙、聲像和電子文件，實(shí)現(xiàn)檔案信息全面有效的管理和利用。

4 結(jié)論

本文針對目前贛州市地下管線管理的現(xiàn)狀，確定系統(tǒng)的建設(shè)目標(biāo)，對系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)，以C#作為開發(fā)語言，ArcGIS作為軟件平臺，通過ArcSDE將其與Oracle數(shù)據(jù)庫連接，開發(fā)出贛州市地下綜合管網(wǎng)信息系統(tǒng)。贛州市地下綜合管線管理信息系統(tǒng)的建設(shè)，為城市地下管線的信息管理、檔案管理及地下管線規(guī)劃信息管理提供了平臺，也為地下管線信息的動態(tài)更新與維護(hù)提供了一個平臺。該系統(tǒng)的開發(fā)建設(shè)，有效地推動贛州市的地下管線動態(tài)管理和信息化建設(shè)工作，為贛州市城市管線規(guī)劃、建設(shè)和管理提供依據(jù)，大大提高政府辦公效率，為政府決策和緊急事故處理提供依據(jù)，其空間信息也將成為“數(shù)字贛州”的重要組成部分。

[1]CJJ61-2003，城市地下管線探測技術(shù)規(guī)程[S].中國建筑工業(yè)出版社，2003；

[2]韋斌基于ArcGIS城市地下管線信息系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[J]測繪與空間地理信息2011(02);

[3]董紹環(huán)城市地下綜合管線管理信息系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)[D]中國石油大學(xué)2011;

[4]蔡岷GIS技術(shù)在地下綜合管線系統(tǒng)中的應(yīng)用[D]大連：大連理工大學(xué)，2005.