地下管网地理信息管理论文
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城市地下管网系统具有复杂多变性，如果只是单纯的利用传统手工作业的方式进行管网的收集，明显是不现实的，同样也很难满足城市规划管理的需要。因为往往会发生根据收集好的资料刚绘好图纸，实际情况就已经发生了改变的情况。所以将城市地下管线赋存状态进行一次性探明是实际情况的要求，想要达到这个目的，就必须借用一些科技手段，这里面有计算机网络信息系统以及大型数据库技术等。借用这些技术手段建立综合地下管网信息系统，进一步实现对地下管网全过程规划管理的操作，对地下管网实现科学化管理，在这个基础上借用它促进城市的发展。地理信息系统是以地理空间数据库为基础，采用地理模型分析方法，适时提供多种空间的和动态的地理信息，一种多学科交叉产生的地理学新技术。地下管网地理信息系统通常是由网络计算机实现信息搜集、整理、分析以及整合等，该管理系统主要由计算机软硬件系统、系统管理操作人员以及地理空间及属性数据组成。
2地下管网地理信息管理系统数据库结构的需求分析
地下信息系统的具体应用可以从地下管网空间数据库上面体现出来，整个数据库的功能可以按照GIS平台进行划分，分为录入编辑、查询统计、制图以及分析四大功能。地下管网虽说赋存于地下排列杂乱无序，但其仍然有着自己的特点：互不交叉性，也就是不同管线不会出现交集，这样我们可以根据这点按照专业管线进行划分，去管理这些数据；管线存在结点和管段，同类管线之间只有这两点的拓扑关系；地理信息系统以二维空间表示地理位置的方法将实际呈三维空间分布的管线表达出来。尽管可以有其高程属性，但大部分的GIS难以以三维方式表示空间数据。
3地下管网地理信息系统主要功能
3.1地图登录完整地图是根据整个地下管网系统的实际地图或图纸资料绘制出来的。利用计算机技术绘制完整的地图的时候，首先要做的就是计算机技术将该地图数字化、矢量化，然后整个系统以此数字化地图作为依托和框架。在使用这个系统的时候，这个数字地图作为登陆口，将管网信息叠加在上面。因为数字地图是多层次的，所以在绘制的时候根据不同的图纸资料进行分层叠加，需要在设计登陆功能时加入分层信息，最终实现使用者选择性的分层登陆和管理、动态显示。这个模块的功能主要有放大缩小以及地图漫游等功能。
3.2查询功能地理信息系统的设计，将涉及各个方面和层次的地下管网系统应当更多的特性和功能，所有有效信息记录到图库。系统可以实现用户查询网络和附属设施，选择图上的设备可以查询其属性。主要功能包括：模块数量或设备和相应的名称和属性查询，系统图和当地地图查询，用户信息查询，网络基本属性查询，查询的管道配件。
3.3统计功能为了实现系统对各类信息的统计就需植入统计功能，该功能包括：管线统计（规定范围内的）、有关管线属性动态统计、管线故障信息统计、管网节点数统计（规定范围内）、各种类型管道性能统计、管网更新情况统、用户类型统计、信息记录统计等。
3.4故障分析功能当整个地下管网系统中某个环节出现故障时，系统就能够实现故障的筛漏、定位、分析功能，通过系统分析确定故障部位，然后用设定色彩标注。故障分析系统能够根据故障的实际情况利用系统运行将这些数据显示在指定的屏幕上，例如：分析并生产故障数据，显示故障的具体部位、故障类型、检修方法等。
3.5性能维护功能当发生故障时，系统会快速确定故障位置，然后显示故障两端的设备背景图，并将这些背景图输出。系统经过修整排除故障后，就会对管网的数字地图及数据库信息进行修改、增加、删除等。
3.6测量运算功能要想计算整个管网地图的面积和长度等信息，就要根据地下管网地理信息管理系统生成的数字地图信息，调用数据库资料，以折线、圆弧、圆、多边形等形式，累加或累减的方式。因为面积和长度信息包括整体和局部两个方面。
3.7图形、数据输出功能由于系统调出资料，通过打印机或绘图仪输出的原因，用户就可通过计算机链接打印机、绘图仪等工具调出当前所需要的地下管网资料数据、统计报表等相关信息。
4地下管网地理信息系统关键技术
4.1管线纵横断面图地理信息管理系统的重要构成资料，地下管网信息的基础———地下管网的断面图：该断面图不仅方便管理，而且防止了施工的无意破坏。断面图又分为横断面和纵断面，横断面是指垂直于管线位置的一个截面，纵断面是指沿着某一管线方向的一个截面。横断面的主要作用是得出各管线的坐标然后进行标注，根据标注可得出管线间的地理位置关系。纵断面的主要作用是直观体现管线的走向与走势，体现管线的坡度和地理特征。
4.2爆管分析地下管线地理信息管理系统的重要组成部分和关键功能是爆管分析功能。当地下管网出现故障时，分析出故障点及周围设备信息，设定最优解决方案就是爆管分析功能的工作。出现故障时，首先经过分析计算出应当关闭的阀门，标示出关闭阀门后的影响范围。继而通过计算分析，选择最优的方案，即影响最小的方案。爆管分析主要又分为两个步骤：第一步，确定故障点，利用逆管追踪的方法从故障点出发沿着管线追踪，直至找到第一个阀门后停止，然后由该阀门确认其所管辖范围，及关闭后的影响范围。第二步，从查找到的阀门反向出发进行追踪，得到受影响的管线范围。
5结束语
虽然这个数据结构设计是针对城市的具体实际情况，但对于所有的管道网络构建空间数据具有普遍意义。城市地下管网类型是复杂的，一些特殊部门还需要特殊的结构，但是这些应该属于当地的细节变化，整个数据结构的框架应该是相同的。
作者：兰凯张涵单位：中国中铁二院工程集团有限责任公司西南交通大学
