有關三維管網(wǎng)信息管理論文

　　1系統(tǒng)設計目標

　　基于統(tǒng)一的空間參照，聚合城市基礎地理信息公共資源，融合管線數(shù)據(jù)的空間、屬性和時序特征，構建城市綜合管網(wǎng)三維信息管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對管線設計規(guī)劃、施工建設、運行維護的全生命周期的管理。對管線數(shù)據(jù)進行深度挖掘，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的增值。進行GIS空間分析、三維建模及宏觀的數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，為管線搶修、業(yè)務決策提供支持。聚合基礎空間信息構建的三維場景，更加具有視覺感受力與可識別度。可以方便數(shù)據(jù)查詢，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中存在的問題。對于非管線專業(yè)的人也能看懂三維管線圖中的設備設施。在展示規(guī)劃管線時，可以更直觀地了解設計數(shù)據(jù)是否合適，輔助分析功能可以更直觀地審核設施設計數(shù)據(jù)。三維管線不但具有與二維相同的查詢、分析等功能，而且具有二維不具備的三維分析功能，如立體設施量算、間距分析等，功能更加豐富。

　　2系統(tǒng)架構與關鍵技術

　　2.1系統(tǒng)體系架構

　　城市地下管線綜合管網(wǎng)三維信息管理系統(tǒng)承擔了城市綜合管線數(shù)據(jù)的實時補錄、快速更新、定期維護、各種管線信息查詢、滿足各種需求的統(tǒng)計、管線數(shù)據(jù)及給管線數(shù)據(jù)的分析和對外服務等工作，為城市建設提供一套信息豐富、現(xiàn)勢性強的地下綜合管網(wǎng)數(shù)據(jù)庫，也可為其他相關行業(yè)提供數(shù)據(jù)和應用服務

　　2.2管網(wǎng)數(shù)據(jù)分層與組織

　　基于公共地理空間框架的應用集成模式，把“數(shù)字城市”的核心技術應用于城市綜合管網(wǎng)三維信息系統(tǒng)的建設。在統(tǒng)一的空間框架內(nèi)，構建基于區(qū)域信息資源整合、交換與應用的數(shù)據(jù)分層與組織模式。

　　2.3管網(wǎng)三維數(shù)據(jù)體系構建

　　系統(tǒng)以城市綜合管線圖、各專業(yè)的管線圖及設計、規(guī)劃、竣工與運維數(shù)據(jù)為主要數(shù)據(jù)來源，以標準化的三維管網(wǎng)附屬設施庫為基礎，以管網(wǎng)數(shù)據(jù)驅(qū)動的參數(shù)化建模技術為核心，輔以管線數(shù)據(jù)的時序信息，涵蓋規(guī)劃、現(xiàn)狀與廢棄等時態(tài)特征，構建城市綜合管網(wǎng)三維數(shù)據(jù)體系。

　　3系統(tǒng)主要功能實現(xiàn)

　　3.1管線數(shù)據(jù)監(jiān)理檢查對外業(yè)探測的管線數(shù)據(jù)進行檢查分析，以保證進入城市管網(wǎng)數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)完整性和正確性。

　　3.2海量數(shù)據(jù)存儲將城市海量的空間與屬性數(shù)據(jù)的分層整合存儲在大型數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)分層和數(shù)據(jù)結構嚴格按照國家和地方標準進行設計。

　　3.3地圖快速訪問利用ESRI專業(yè)的空間數(shù)據(jù)引擎ArcSDE，實現(xiàn)城市海量的空間數(shù)據(jù)的管理。

　　3.4基本圖形功能基本的GIS功能模塊主要包含了下列功能。

　　1）方便快捷的視圖操作功能。包括放大、縮小、漫游、刷新、前視圖、后視圖、全景顯示、居中顯示、旋轉(zhuǎn)視圖、指北針、比例尺顯示等。

　　2）圖層顯示。包括標準化的管線分類顯示、圖層過濾顯示等。

　　3）工作空間管理。包括保存、打開、關閉、另存為、輸出為PDF文件等工作空間的操作。

　　4）量測工具。包括各種方式量測角度、長度、距離、面積等工具。

　　5）影像數(shù)據(jù)管理。包括DOM影像交互式加載、根據(jù)坐標文件、影像頭信息加載、柵矢數(shù)據(jù)透明疊加顯示等工具。

　　6）鷹眼導航。實現(xiàn)索引圖與具體地圖位置的快速聯(lián)動。

　　7）放大鏡。實現(xiàn)沿管線放大瀏覽的功能。

　　3.5調(diào)圖

　　調(diào)圖功能模塊主要用于快速地地圖定位，主要包括根據(jù)索引、圖幅名稱、管線工程、坐標、地物特征（如道路名稱、建筑物名稱等）等定位相應的1∶500的基礎地形和專業(yè)管網(wǎng)數(shù)據(jù)。

　　3.6管線信息查詢方便、多樣化的管網(wǎng)信息查詢功能，足不出戶即可詳細了解實地埋藏與地下的管線空間、屬性以及聲像檔案等信息。

　　3.7管網(wǎng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計

　　1）將統(tǒng)計與制圖功能結合，既能生成統(tǒng)計報表，又能生成專題圖。

　　2）系統(tǒng)支持條件統(tǒng)計。對各種專題數(shù)據(jù)，根據(jù)屬性字段進行簡單條件統(tǒng)計、復雜條件統(tǒng)計和模糊條件統(tǒng)計等。如針對城市管線數(shù)據(jù)，可以統(tǒng)計全部或符合給定條件管線的長度，并能夠以表格、直方圖、餅圖、折線圖等表示并輸出。

　　3.8管網(wǎng)分析

　　管網(wǎng)分析功能模塊主要用于深層次地挖掘地下管線的信息數(shù)據(jù)，為管線規(guī)劃、城市減災容災等決策分析提供合理性的建議數(shù)據(jù)。

　　1）管線的縱橫斷面分析。用于了解地下管線相對于地面的敷設狀態(tài)。選擇相應的斷面線，可以自動繪制出符合規(guī)范的縱斷面圖，并可在縱斷面圖與管線地圖之間進行聯(lián)動操作，并可以查詢管線和剖點處的屬性信息。

　　2）管線路徑分析�？梢愿鶕�(jù)行業(yè)的要求（如電信、電力、燃氣、給水等行業(yè)）建立管網(wǎng)的網(wǎng)絡拓撲結構，計算從指定的起始管點到終止管點的最短路徑，給出路由及其相關的設施、影響區(qū)域等。例如，給水、燃氣發(fā)生爆管事故時，可以通過管網(wǎng)的路徑分析功能，從事故點處追溯到控制此事故發(fā)生管段的閥門設施，并可進一步追蹤這些閥門設施所控制的影響區(qū)域，為其業(yè)務提供決策支持。

　　3）緩沖區(qū)分析。通過在要分析的要素上設置一定距離的緩沖區(qū)，可以進行各種分析運算。例如，道路改擴建或拆遷分析，通過以道路改擴建或拆遷區(qū)域作為緩沖區(qū)進行分析計算，可以得出其影響的地上地物及地下管線的情況。

　　4）管線三維分析。利用管線普查的空間和屬性數(shù)據(jù)，三維模擬顯示選中范圍內(nèi)的所有管線、附屬物、建筑物以及地面地物。能夠進行放大、縮小、漫游、旋轉(zhuǎn)等飛行模擬顯示，能夠選擇三維管線瀏覽其屬性，根據(jù)屬性定位管線的位置，并可進行管線凈距分析，在三維分析圖上能直觀地反映出管線穿管（碰撞）情況。

　　3.9管網(wǎng)規(guī)劃輔助審批

　　管網(wǎng)規(guī)劃輔助審批功能模塊主要用于提供一些用于輔助管網(wǎng)規(guī)劃審批和設計的工具。

　　1）垂直凈距分析�？梢詫θ我夥秶鷥�(nèi)的相交管線進行垂直凈距分析，并將分析的結果與國家管網(wǎng)設計規(guī)范值進行比較，給出比對結果。

　　2）水平凈距分析�？梢詫θ我鈨蓷l管線之間的水平距離進行分析，并將分析的結果與國家管網(wǎng)設計規(guī)范值進行比較，給出比對結果。

　　3）覆土埋深分析。可以通過在進行覆土埋深分析的位置劃一條線，分析與這條線相交的所有管線的覆土埋深情況，并與國家管網(wǎng)設計規(guī)范值進行比較，給出比對結果。

　　4）輔助設計功能。根據(jù)國家規(guī)范和其他標準、現(xiàn)狀管線之間的關系，限定規(guī)劃管線的布設界限，能夠自動生成一個管線埋設的建議方案。

　　5）其他管線設計工具。包括智能的節(jié)點捕捉工具、坐標展點工具、電桿自動布設工具等。

　　3.10動態(tài)更新

　　動態(tài)更新模塊完成竣工資料的入庫功能，對竣工管線數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)檢查，檢查通過后導入數(shù)據(jù)庫，并將原始數(shù)據(jù)存入歷史數(shù)據(jù)庫。實現(xiàn)模式為：劃定施工范圍，將該范圍內(nèi)的管線數(shù)據(jù)裁剪轉(zhuǎn)出，生成施工參考圖，由施工單位根據(jù)此圖形進行開挖鋪設管線，竣工測量后，將管線變化反映在施工參考圖上，形成最終的竣工圖，然后將此圖提交管線主管部門，由數(shù)據(jù)維護人員對數(shù)據(jù)進行檢查，檢查通過后，將竣工數(shù)據(jù)導入系統(tǒng)，系統(tǒng)將新增管線寫入現(xiàn)狀數(shù)據(jù)庫，并將廢棄的管線存入歷史數(shù)據(jù)庫。

　　4結束語

　　本文主要針對城市地下綜合管網(wǎng)信息的管理系統(tǒng)實現(xiàn)進行了研究與探討。目前系統(tǒng)已研制完成并得到應用，對城市地下綜合管網(wǎng)信息實現(xiàn)了有效的組織管理、專題生產(chǎn)的自動化、可視化的查詢及統(tǒng)計分析，提高了城市地下綜合管網(wǎng)信息管理的效率和水平。

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