孫茂存

（楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 楊凌 712100）

楊凌示范區(qū)地下管線信息化管理系統(tǒng)研究

孫茂存

（楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 楊凌 712100）

本文按軟件開發(fā)流程，通過需求分析、總體設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)等，以城市地下管線信息化管理為目標(biāo)，開發(fā)基于ArcGIS Engine的楊凌示范區(qū)地下管線信息化系統(tǒng)，建立了簡單的楊凌示范區(qū)地下管線信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。通過運(yùn)行，證明該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)地下管線的信息化管理，具有一定的實(shí)用性。

ArcGIS；地下管線；空間數(shù)據(jù)庫；三維模型

一、前言

城市地下各類管線是一個(gè)城市重要的基礎(chǔ)設(shè)施，隨著時(shí)代和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，城市的現(xiàn)代化步伐日趨加快，城市建設(shè)、管理、發(fā)展的矛盾日益突出。采用高新技術(shù)和方法來高效管理地下各類專業(yè)管線，滿足決策、管理部門和施工單位的需要已成為當(dāng)務(wù)之急。

二、楊凌示范區(qū)地下管線信息化管理系統(tǒng)的功能目標(biāo)

本系統(tǒng)為設(shè)計(jì)楊凌示范區(qū)城市綜合管線信息系統(tǒng)。主要研究內(nèi)容是利用美國ESRI公司的嵌入式ArcGIS Engine和VisualC# 2008平臺(tái)，采用COM組件技術(shù)，進(jìn)行組件式GIS楊凌示范區(qū)地下管線信息系統(tǒng)的開發(fā)實(shí)現(xiàn)。主要實(shí)現(xiàn)以下幾項(xiàng)功能：基本的圖形操作；信息查詢；信息統(tǒng)計(jì)；空間分析；三維信息顯示。

三、地下管線信息化管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

楊凌示范區(qū)地下管線信息系統(tǒng)采用三層結(jié)構(gòu)，劃分為應(yīng)用層、中間層和數(shù)據(jù)層，為C/S模式，系統(tǒng)的總體框架結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖

2、系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)

在詳細(xì)分析系統(tǒng)需求和總體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，將系統(tǒng)進(jìn)行功能模塊設(shè)計(jì)。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了文件(管理)、圖形編輯、圖形操作、信息查詢、圖層管理、圖表統(tǒng)計(jì)、空間分析、打印輸出、工具應(yīng)用及查看等十大功能模塊。

圖2系統(tǒng)的功能模塊圖

3、系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

建立地下管線綜合應(yīng)用系統(tǒng)理所當(dāng)然要管理地下管線的線與點(diǎn)，除此之外還需要有道路、基礎(chǔ)地形、規(guī)劃信息、其他系統(tǒng)信息等輔助要素。管線數(shù)據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 管線數(shù)據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

4、地下管線數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)

楊凌示范區(qū)地下管線種類主要有交通、廣電、污水、燃?xì)?、電信、電力、移?dòng)、給水、網(wǎng)通、聯(lián)通、路燈、雨水共12種。每種管線的數(shù)據(jù)表都包含有相同的字段，但根據(jù)管線種類的不同它們的數(shù)據(jù)表還包含有不同的字段。

5、地下管線數(shù)據(jù)庫建立

楊凌示范區(qū)地下管線信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫采用面向?qū)ο蟮目臻g數(shù)據(jù)模型（GeoDataBase），通過 ArcSDE應(yīng)用服務(wù)器建立客戶端與數(shù)據(jù)庫的連接。RDBMS在用戶與物理數(shù)據(jù)存儲(chǔ)之間建立了一個(gè)抽象層，這樣允許用戶在邏輯層面上與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行交互，而由數(shù)據(jù)庫來管理數(shù)據(jù)的物理存儲(chǔ)問題。與空間數(shù)據(jù)相對應(yīng)，ArcSDE也有一個(gè)抽象層，即要素類，這是一個(gè)邏輯上的實(shí)體，用戶所體會(huì)的一條記錄，可能是由若干RDBMS表組成的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。要素類是海量的，但用戶看到的是一個(gè)完整的、無縫的要素類。

四、系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)

楊凌示范區(qū)地下管線信息系統(tǒng)是以地理信息系統(tǒng)軟ArcGIS Desktop為平臺(tái)，采用面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語言 C#和 ArcEngine為二次開發(fā)平臺(tái)，基于 Client/Server的體系結(jié)構(gòu)聯(lián)合開發(fā)，主要是面向與管網(wǎng)有直接關(guān)系的楊凌示范區(qū)規(guī)劃建設(shè)局的相關(guān)業(yè)務(wù)部門與，以及系統(tǒng)管理人員。

系統(tǒng)整體界面如圖 4示，窗口主要由菜單欄、標(biāo)準(zhǔn)工具欄、內(nèi)容表、顯示窗口以及圖形編輯、空間分析功能欄，三維數(shù)據(jù)顯示、加載、漫游等功能組成。

圖4 系統(tǒng)全局圖

當(dāng)系統(tǒng)需要與三維數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)時(shí)，進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)從數(shù)據(jù)庫加載一個(gè)小區(qū)域的三維模型。

系統(tǒng)文件菜單主要有登錄數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、打開地圖、打開管線圖層、打開DWG文件以及加載 shapefile文件及柵格圖層作為底圖等功能。系統(tǒng)編輯菜單包括開始編輯、結(jié)束編輯、保存數(shù)據(jù)以及管線、管點(diǎn)繪制、撤銷恢復(fù)前面的操作步驟等系統(tǒng)功能。圖形控制菜單包括單選、圈選、相交選擇、刷新、平移以及視圖的放大、縮小、全圖顯示等圖形簡單控制操作功能。系統(tǒng)查詢菜單包括按條件查詢關(guān)心和制定點(diǎn)管線查詢等功能。圖層操作菜單包括圖層顯示控制、圖層標(biāo)注、標(biāo)注字段和值、圖層顯示條件設(shè)置及三維數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)等高級功能。數(shù)據(jù)分析菜單包括橫斷面分析、縱斷面分析、緩沖分析、三維分析等基本功能。

五、總結(jié)

楊凌示范區(qū)地下管線信息化管理的主要工作是收集各類地下管線系統(tǒng)的相關(guān)信息，錄入到數(shù)據(jù)庫中，然后通過系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的操作，結(jié)合實(shí)際工作，讓地下管線信息化管理系統(tǒng)對決策和其它相關(guān)工作提供強(qiáng)大的支撐力，為“數(shù)字楊凌”的建設(shè)做了一個(gè)鋪墊。數(shù)據(jù)庫采用Oracle10g為存儲(chǔ)對象，采用ArcSDE為連接橋梁，保證了數(shù)據(jù)的安全性和穩(wěn)定性，同時(shí)大大提升了數(shù)據(jù)操作的效率。采用C#和ArcEngine相結(jié)合的二次開發(fā)平臺(tái)，大大降低了開發(fā)難度和開發(fā)成本，實(shí)現(xiàn)了地下管線信息化管理的基本功能，在此基礎(chǔ)上，對系統(tǒng)進(jìn)行了相應(yīng)的功能測試，基本能滿足地下管線信息化管理的工作需求。

[1]郝力等編著.《城市地理信息系統(tǒng)及應(yīng)用》.北京:電子工業(yè)出版社，2002.7

[2]陳述彭主編.《城市化與城市地理信息系統(tǒng)》.科學(xué)出版社，1999

[3]葛文蘭.發(fā)展中的城市地下管線信息系統(tǒng).地下管線管理，1999. 02

[4]丁美青.基于 GIS的湖南省衡南縣地下綜合管網(wǎng)信息系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn).[碩士學(xué)位論文]長沙：中南大學(xué)，2004

[5]陸定安.城市規(guī)劃管理信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].華中科技大學(xué).2006年05月

G322

B

1007-6344（2015）09-0050-01

孫茂存（1982-），男，漢族，江蘇鹽城人，講師，工程碩士，主要從事測繪、地信等相關(guān)專業(yè)教學(xué)研究工作。