張志遠(yuǎn) 張翔 王潔 朱臻濤 上海城建信息科技有限公司

近年來，人們?yōu)榱俗非蠼?jīng)濟(jì)社會的飛速發(fā)展以及現(xiàn)代城市的智能發(fā)展，對水管網(wǎng)建設(shè)給與了一定程度的重視，為了提高水管網(wǎng)的可靠性、穩(wěn)定性和運行效率，確保能夠及時發(fā)現(xiàn)水管網(wǎng)系統(tǒng)中發(fā)生的故障，利用GIS等相關(guān)虛仿真技術(shù)建立起水管網(wǎng)的可視化系統(tǒng)。可視化水管網(wǎng)的建設(shè)大大提高了水管網(wǎng)的運行效率，將運行過程中的各項數(shù)據(jù)以更加直觀、清晰的方式呈現(xiàn)出來，減少了傳統(tǒng)模式下人們在信息收集等方面的人力成本。但為了進(jìn)一步實現(xiàn)可視化水管網(wǎng)高效化、智能化、經(jīng)濟(jì)化的運行目標(biāo)，我們就要重視對系統(tǒng)工程中的關(guān)鍵信息的利用，以構(gòu)建信息交互系統(tǒng)為途徑，切實提高可視化水管網(wǎng)的運行管理質(zhì)量。

1.可視化水管網(wǎng)的簡要概述

1.1 GIS技術(shù)的應(yīng)用

GIS 技術(shù)(Geographic Information Systems,地理信息系統(tǒng))是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的典型范例，對于水管網(wǎng)的建設(shè)運行來說GIS技術(shù)能夠利用相關(guān)設(shè)備對水管網(wǎng)的地里信息、環(huán)境特點進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和存儲。目前GIS技術(shù)已經(jīng)在國外得到了普遍應(yīng)用，在地理信息測繪、城市管理規(guī)劃等方面都發(fā)揮出了巨大的價值，在國內(nèi)水管網(wǎng)建設(shè)過程中，主要是利用GIS技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)的運行管理，對水管網(wǎng)的地理建設(shè)概況、環(huán)境信息特點以及對各項設(shè)施的查詢管理等。在水管網(wǎng)建設(shè)過程中有效結(jié)合GIS技術(shù)，是對傳統(tǒng)水管網(wǎng)系統(tǒng)的改革創(chuàng)新，打破了過去紙質(zhì)資料存儲不便、信息收集復(fù)雜困難等局限，讓水管網(wǎng)的運行管理更加便利，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的實時管理，能夠及時排查、發(fā)現(xiàn)運行過程中的事故問題，并且通過數(shù)據(jù)分析、建立模型等技術(shù)能夠為管網(wǎng)管理人員提供有效的決策信息，提高了各項管理方案、決策方案的科學(xué)性、合理性，在一定程度上還能提供經(jīng)濟(jì)性最高、實施難度最小的管網(wǎng)建設(shè)方案，實現(xiàn)了管網(wǎng)運行管理的可視化、信息化，對于生產(chǎn)發(fā)展來說具有重要的積極意義。

1.2 三維可視化技術(shù)的應(yīng)用

在過去的生產(chǎn)生活中人們發(fā)現(xiàn)了諸多二維可視化技術(shù)無法突破的困境，使得人們的生產(chǎn)生活效率低下，在對地下或地面各種信息的收集分析過程中充滿了阻礙，常常需要投入大量的人力物力，甚至最終還是無法取得理想中的成效。為了突破二維技術(shù)的局限性，人們研究出了三維可視化技術(shù)，它能夠根據(jù)數(shù)據(jù)主體的特點建立可視的三維模型，每個數(shù)據(jù)點都能夠在三維模型中得到體現(xiàn)。相比于其他技術(shù)，三維可視化能夠讓海量數(shù)據(jù)有一個更加直觀的展現(xiàn)，事實情況的變化發(fā)展都能在三維可視化中得到動態(tài)的呈現(xiàn)。在水管網(wǎng)的建設(shè)運行中，三維可視化技術(shù)是不可或缺的一部分，但在當(dāng)前情況下還有部分水管網(wǎng)的建設(shè)依靠二維可視化技術(shù)，這對于水管網(wǎng)的高效運行來說有一定的局限性，不能夠?qū)λ畨汉退|(zhì)等重要信息進(jìn)行立體展示，給建設(shè)人員的管理工作帶來了一定阻礙。除此之外，水管網(wǎng)的運行管理中涉及到的數(shù)據(jù)量較大，數(shù)據(jù)的動態(tài)變化過程也相對較為復(fù)雜和頻繁，二維可視化技術(shù)不能將其進(jìn)行全面、及時的呈現(xiàn)，隨著OpenGL等三維可視化技術(shù)軟件的開發(fā)應(yīng)用，可視化水管網(wǎng)將有巨大的發(fā)展空間，在今后的工作過程中就可以充分利用三維可視化，讓水管網(wǎng)的運行工作情況轉(zhuǎn)變?yōu)榍逦髁说?D圖像。

2.可視化水管網(wǎng)關(guān)鍵信息交互系統(tǒng)建構(gòu)設(shè)計

2.1 可視化水管網(wǎng)信息數(shù)據(jù)庫的建立

要想建立、運行關(guān)鍵信息的交互系統(tǒng)，首先就必須要保證信息庫的基本建設(shè)，就目前來看，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)足夠成熟，在各行各業(yè)都有成功建立數(shù)據(jù)庫從而推動生產(chǎn)的范例，要推動水管網(wǎng)的高效運行，就不能忽視建立數(shù)據(jù)庫的重要意義。首先，我們要實現(xiàn)水管網(wǎng)地理信息的收集，并將水管網(wǎng)的各項數(shù)據(jù)以可視化圖層的形式進(jìn)行存儲，需要注意的是我們要對信息圖層進(jìn)行分類管理，并且及時更新數(shù)據(jù)庫中的各項信息，既能夠采用數(shù)據(jù)導(dǎo)入的方式也可以采用地理掃描的方式，通過多樣途徑實現(xiàn)海量空間信息數(shù)據(jù)的檢索和編輯。其次，在數(shù)據(jù)庫中還要加入水管網(wǎng)本身建設(shè)過程中涉及到的工程數(shù)據(jù)，對于城市地形、管網(wǎng)規(guī)模、各項設(shè)備的使用情況、檢測點的具體位置等大小細(xì)節(jié)都要在數(shù)據(jù)庫中有所體現(xiàn)。這樣的信息錄入方便了對水管網(wǎng)的管理工作，能夠在數(shù)據(jù)庫中及時查找到和管網(wǎng)有關(guān)的各項信息，對于水管網(wǎng)的運行工作能夠進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)管，推動工作的智能化。最后，要在數(shù)據(jù)庫中的各項信息數(shù)據(jù)之間建立起密切聯(lián)系，對各個圖表的互相影響作用進(jìn)行備注說明，以便在問題排查時縮小排查范圍，便于信息數(shù)據(jù)的查找。

2.2 建立可視化水管網(wǎng)的數(shù)據(jù)連接

數(shù)據(jù)庫的建設(shè)工作完成后，我們就要充分發(fā)揮出數(shù)據(jù)庫的巨大作用，實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的高效利用，建立可視化水管網(wǎng)的數(shù)據(jù)連接能夠有效保障這一目標(biāo)的實現(xiàn)，數(shù)據(jù)連接的建立能夠提高數(shù)據(jù)庫的調(diào)用效率，方便對各項數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問應(yīng)用。對于可視化水管網(wǎng)關(guān)鍵信息的建運交互系統(tǒng)的構(gòu)架設(shè)計來說是不可缺少的一部分，關(guān)于這部分的建設(shè)工作，當(dāng)前也已經(jīng)有了成熟的技術(shù)支持。Microsoft公司在數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序的訪問中開發(fā)出了ADO技術(shù)，作為數(shù)據(jù)訪問技術(shù)它具有一定的創(chuàng)新性，相較于其他的訪問技術(shù)它更對各項數(shù)據(jù)信息的訪問能力更高，靈活性更強，并且它占用的空間和資源也要更少，是一項經(jīng)濟(jì)性較高的訪問技術(shù)。所以，筆者認(rèn)為可以在可視化水管網(wǎng)系統(tǒng)中加入ADO技術(shù)的應(yīng)用，在系統(tǒng)工程設(shè)計中加入ADO程序，在設(shè)置成功后，我們還要選擇合適的數(shù)據(jù)連接載體，設(shè)置合理的數(shù)據(jù)環(huán)境設(shè)計器。成功實現(xiàn)數(shù)據(jù)連接之后，我們就可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的直接調(diào)用，對于管網(wǎng)的地形、水量、壓力面等重要信息可以直接實現(xiàn)可視化顯示，對于水管網(wǎng)的關(guān)鍵信息我們都能夠及時了解并管理。

2.3 信息建運交互系統(tǒng)功能構(gòu)想

在進(jìn)行了上述工程建設(shè)之后，可視化水管網(wǎng)已經(jīng)采用了最新的信息技術(shù)，并且具有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫來配合日常管理工作，通過可視化展現(xiàn)和數(shù)據(jù)庫分析功能，我們可以利用計算機(jī)對水管網(wǎng)的建設(shè)規(guī)劃、事故分析、搶修方案等方面進(jìn)行科學(xué)的計算分析，提供具有可行性的建議策略，不僅僅節(jié)省過去部分資源的投入，并且對于水管網(wǎng)的科學(xué)建設(shè)來說也有著巨大的現(xiàn)實價值。就筆者看來，信息建運交互系統(tǒng)首先要在地理信息的管理上實現(xiàn)地圖的編輯、圖層的管理、可視化的表達(dá)，用戶可以自主選擇地理圖層的導(dǎo)航、飛行、動態(tài)模式，在數(shù)據(jù)查找時只需要在系統(tǒng)中輸入關(guān)鍵信息數(shù)據(jù)名稱并選擇查找，就可以得到全面的信息圖表，并且對各項數(shù)據(jù)圖表用戶可以點擊進(jìn)行詳細(xì)查看，或者獲取權(quán)限進(jìn)行編輯或刪減。最重要的是，關(guān)鍵信息交互系統(tǒng)要具有信息報告的功能，操作人員可以在系統(tǒng)中輸入自己想要的信息數(shù)據(jù)并選擇生成報表，就可以得到一定時間內(nèi)的報告圖表，并在報表中對系統(tǒng)運行情況進(jìn)行大概的數(shù)據(jù)分析，為系統(tǒng)的運行管理提供科學(xué)依據(jù)。

3.結(jié)語

可視化水管網(wǎng)的系統(tǒng)建設(shè)是符合當(dāng)代社會發(fā)展需求的，也是我們現(xiàn)代生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。為了推動可視化水管網(wǎng)作用的進(jìn)一步發(fā)揮，我們不能不重視各項信息數(shù)據(jù)的交互建運，本文對可視化技術(shù)和信息交互系統(tǒng)進(jìn)行了簡要的概述，對于論述過程中存在的不足，筆者將通過今后的工作研究不斷進(jìn)行優(yōu)化和完善。