駱耀源，劉合良

(廣州市中海達測繪儀器有限公司，廣東廣州 511400）

基于ArcGIS平臺的燃氣管網地理信息系統(tǒng)實現(xiàn)方法

駱耀源，劉合良

(廣州市中海達測繪儀器有限公司，廣東廣州 511400）

一、引 言

燃氣管網是一個縱橫交錯的網絡，具有復雜的空間和非空間屬性，其圖紙和設備資料繁多。在傳統(tǒng)工作方式中，由于各種原因，圖檔的更新和歸檔不能做到迅速及時，屬性數(shù)據的采集、存儲也不能跟上發(fā)展的需要，數(shù)據無法綜合利用，導致燃氣輸配調度、指揮、決策缺乏科學、及時、有效的支持?；谝陨显?，對旨在提高管理、決策、服務水平，創(chuàng)造良好經濟效益和社會效益的燃氣公司而言，燃氣管網GIS系統(tǒng)的建設可謂勢在必行。

中海達公司結合燃氣管網輸配業(yè)務特點，通過ArcGIS二次開發(fā)平臺，基于GIS技術、計算機網絡技術、通信技術、數(shù)據庫技術構建燃氣管網GIS系統(tǒng)，提供燃氣管網數(shù)據采集、錄入、維護、業(yè)務應用、決策支持一體化平臺，具體目標如下：建立燃氣管網地理信息數(shù)據庫，含基礎地形數(shù)據、燃氣管網要素數(shù)據、管網設施屬性數(shù)據、管網設施維護數(shù)據等；可方便地對管網數(shù)據進行綜合查詢、統(tǒng)計、分析及輸出；提供管網應急搶修輔助決策支持，可生成應急預案；可與燃氣公司其他信息系統(tǒng)(SCADA、客戶服務系統(tǒng)、收費系統(tǒng)）集成應用。

二、設計方案

1.建設模式——框架為基、業(yè)務為主

系統(tǒng)平臺的建設應當采?。骸爸贫ㄒ?guī)范―――搭建框架―――業(yè)務開發(fā)―――集成”的模式，其中以“制定規(guī)范、搭建框架”最為重要。

2.系統(tǒng)總體框架

燃氣管網地理信息系統(tǒng)是一個包含多層架構的復雜系統(tǒng)，按照企業(yè)發(fā)展和管理現(xiàn)代化要求，采用先進的計算機技術和網絡通信技術，利用現(xiàn)有的網絡通信設施，初步構成系統(tǒng)的總體框架(如圖1所示）。整個框架覆蓋燃氣公司內部的各個單位和部門，成為信息資源匯集、發(fā)布、交流和共享的基礎設施和各類燃氣設施管理應用的運行平臺，為市政建設和管理提供輔助決策、咨詢服務，也為社會公眾參與提供便捷、高效的現(xiàn)代化載體。該框架參照國家傳感網絡標準工作組的建議，將整體劃分為感知層、網絡層、應用層3個層次。

1）感知層：利用RFID、傳感器、傳感網絡等技術實現(xiàn)對象的識別、數(shù)據采集、消息通信。

2）網絡層：融合現(xiàn)有互聯(lián)網、移動通信網絡、電子政務網以實現(xiàn)數(shù)據的遠距離傳輸，同時對數(shù)據進行存儲和管理。

3）應用層：利用定制的行業(yè)應用決策支持模型，以及數(shù)據挖掘、人工智能、中間件等技術，實現(xiàn)物聯(lián)網與燃氣行業(yè)的管理需求深度融合。

圖1 系統(tǒng)總體框架

三、系統(tǒng)功能模塊設計

1.空間數(shù)據庫邏輯結構設計

空間數(shù)據涉及地理基礎數(shù)據、專題數(shù)據及元數(shù)據，結合業(yè)主數(shù)據狀態(tài)及業(yè)務功能，經過綜合分析，將空間數(shù)據按照數(shù)據類型分為5大類型數(shù)據庫，每一大類型數(shù)據庫按照數(shù)據內容和數(shù)據特點組織成不同的要素集及圖層，空間數(shù)據庫的劃分如下：

1）基礎地形數(shù)據庫?；A地形數(shù)據是非常重要的基礎數(shù)據，是整個系統(tǒng)數(shù)據的基礎空間位置參照，包括居民地、工礦及附屬設施、交通及附屬設施、水系及附屬設施、地質地貌、植被、境界7大類。

2）燃氣管網數(shù)據庫。燃氣管網數(shù)據是整個系統(tǒng)的核心數(shù)據圖層之一。它們不僅要體現(xiàn)各種空間要素的空間位置信息，而且要可以查詢到某一個空間對象的對應屬性信息，包括：高壓A管、高壓B管、次高壓A管、次高壓B管、中壓A管、中壓B管、低壓管、引入管、閥門、檢查井、調壓站、凝水缸、調壓設備、立管點、陰極保護站、犧牲陽極、戶表、套管、瓶裝罐站、氣源、節(jié)點(鋼塑轉換、絕緣接頭、三通等）。

3）元數(shù)據庫。元數(shù)據是用來描述數(shù)據的數(shù)據，主要包括對數(shù)據集的描述，對各項數(shù)據來源、數(shù)據所有者及數(shù)據序代(數(shù)據生產歷史）等的說明。通過元數(shù)據可以檢索訪問數(shù)據庫，可以有效地利用計算機的系統(tǒng)資源，提高系統(tǒng)的效率。因此，建立有效的元數(shù)據存儲體系在整個數(shù)據庫建設中占有重要的位置。

2.燃氣GIS成圖子系統(tǒng)

系統(tǒng)為C/S模式，即桌面系統(tǒng)，主要功能為燃氣管網設施的成圖、出圖及輔助設計方面的應用。該系統(tǒng)通過計算機對燃氣設施普查結果的圖形數(shù)據和屬性數(shù)據快速入庫，實現(xiàn)城市燃氣管網數(shù)據分層、分區(qū)顯示、輸出、查詢、編輯，并具備空間數(shù)據的多版本管理及多用戶并發(fā)地圖維護操作等功能；建立統(tǒng)一的數(shù)據庫，在業(yè)務管理系統(tǒng)間實現(xiàn)數(shù)據共享，為應用部門提供及時、準確、全面的有關燃氣設施信息；可以定制用戶應用子系統(tǒng)及地圖圖層的展現(xiàn)樣式，并可以對地圖區(qū)域、系統(tǒng)菜單及窗口按鍵進行權限控制，實現(xiàn)多種方式進行統(tǒng)計分析，并輸出報表和專題地圖；實現(xiàn)對城市燃氣設施的計算機輔助管理，為相關部門提供管理和決策依據及輔助手段；為城市燃氣管網規(guī)劃、運行管理、實時監(jiān)測等提供先進的信息化平臺，使城市燃氣管網設施規(guī)劃、建設與管理實現(xiàn)一個質的飛躍，如圖2所示。

圖2 燃氣GIS成圖子系統(tǒng)功能模塊

3.燃氣GIS綜合管理子系統(tǒng)

系統(tǒng)為B/S模式，主要功能為WebGIS方面的GIS應用、業(yè)務操作及已建系統(tǒng)信息的集成應用。

燃氣GIS綜合管理子系統(tǒng)是由各種數(shù)據服務、功能服務集成的WebGIS應用系統(tǒng)，實現(xiàn)了各種WebGIS專題的展示、查詢、分析、統(tǒng)計等功能，并且能夠以多種方式實現(xiàn)與業(yè)務系統(tǒng)的無縫集成展示。系統(tǒng)支持各種OGC標準服務，支持多點節(jié)點地圖服務，基于動態(tài)地圖和靜態(tài)地圖服務設計，能夠實現(xiàn)快速瀏覽，簡單易用，有良好的用戶體驗效果；能夠實現(xiàn)基于GIS系統(tǒng)的燃氣設施的展示、燃氣設施的在線監(jiān)控、監(jiān)控預警、動態(tài)監(jiān)管以及服務評價等功能，如圖3所示。

圖3 燃氣GIS綜合管理子系統(tǒng)功能模塊

4.燃氣移動GIS子系統(tǒng)

系統(tǒng)為M/S模式，適用于作業(yè)現(xiàn)場及移動辦公使用，應用人員可通過3G網絡連接公司服務器，進行在線燃氣管網設施信息的查詢及相關業(yè)務應用，實現(xiàn)燃氣管線巡檢、隱患現(xiàn)場實時上報、施工監(jiān)護、設備檢查維護等功能。

四、結束語

中海達基于ArcGIS平臺的燃氣管網地理信息系統(tǒng)，使得各業(yè)務系統(tǒng)打破以往“各自為政”的運行模式，將以往的一座座“信息孤島”有機地組合起來，從數(shù)據到功能實現(xiàn)了完全的資源共享和應用集成，加強了GIS在燃氣管網科學管理中的作用，實現(xiàn)了GIS“四化”的建設：專業(yè)化、集成化、Web化、移動化，從而達到燃氣管網精細化管理的目標。

(本專欄由中海達和本刊編輯部共同主辦）