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沈陽市煤氣管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)技術(shù)設(shè)計方案
摘要：本文詳細(xì)介紹了沈陽市煤氣地理信息系統(tǒng)的建立方案，方案分兩期實(shí)施，一期主要完成煤氣地理數(shù)據(jù)庫的建立，單機(jī)版煤氣地理信息系統(tǒng)的建立，二期完成網(wǎng)絡(luò)工程的建立。
一、前言
沈陽市的燃?xì)馐聵I(yè)始建于1923年，是國內(nèi)最早生產(chǎn)和使用燃?xì)獾某鞘兄唬F(xiàn)擁有地下燃?xì)夤芫W(wǎng)2156公里，燃?xì)饩用裼脩?0萬戶，工業(yè)用戶3000多戶。隨著沈陽市城市建設(shè)的飛速發(fā)展，我市的燃?xì)夤艿烙脩艏肮芫W(wǎng)規(guī)模在不斷擴(kuò)大，手工的管理模式和管理手段已無法滿足“合理規(guī)劃、科學(xué)管理、安全供氣、優(yōu)質(zhì)服務(wù)”的要求，因此，尋求一種高科技、現(xiàn)代化的管理手段是當(dāng)務(wù)之急，我公司經(jīng)多方面調(diào)研分析，認(rèn)為建立地下燃?xì)夤芫W(wǎng)地理信息系統(tǒng)是解決問題的捷徑，通過地理信息系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)燃?xì)夤芫W(wǎng)的動態(tài)管理，以便為城市燃?xì)庖?guī)劃、管網(wǎng)管理、燃?xì)馐鹿暑A(yù)防及突發(fā)事故的處理等迅速、準(zhǔn)確地提供管網(wǎng)的相關(guān)數(shù)據(jù)。
該系統(tǒng)是采用先進(jìn)的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、通信技術(shù)、地理信息技術(shù)，建立在強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)平臺上，支持大型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。在這個網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)平臺上，可以實(shí)現(xiàn)燃?xì)夤芫W(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計、輸配管理、圖檔管理、搶修輔助決策、燃?xì)庥脩艄芾砑熬C合查詢、統(tǒng)計等功能，各管網(wǎng)相關(guān)部門可以實(shí)現(xiàn)在各自部門同時查閱管網(wǎng)信息，以提高管網(wǎng)信息利用的效率。該系統(tǒng)建設(shè)分兩期進(jìn)行，一期工程主要完成數(shù)據(jù)的采集、管理、更新、查詢、分析等主要功能，二期主要完成系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)工程的建設(shè)。
二、技術(shù)路線
煤氣管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)的建立是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，其建設(shè)的好壞不僅影響系統(tǒng)自身的應(yīng)用情況，也將對整個沈陽市城市地理信息系統(tǒng)的推廣產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。為此，在設(shè)計和建設(shè)中必須遵循以下原則：
規(guī)范化原則
城市建設(shè)地理信息系統(tǒng)須嚴(yán)格遵循國家、遼寧省及沈陽市有關(guān)城市規(guī)劃、建設(shè)與管理的法規(guī)。數(shù)據(jù)的分類編碼應(yīng)該嚴(yán)格遵循現(xiàn)有的國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并根據(jù)遼寧省和沈陽市的地方特色，制訂適合于本系統(tǒng)的分類編碼方案。
先進(jìn)性原則
系統(tǒng)的功能設(shè)計應(yīng)該立足于較高的起點(diǎn)，在考慮性能價格比的同時必須著重考慮系統(tǒng)的先進(jìn)性。在軟硬件平臺的選用上考察國內(nèi)外最新技術(shù)，同時也應(yīng)考慮系統(tǒng)的通用性及各部門現(xiàn)有的軟硬件平臺及應(yīng)用水平，便于該項目的成果盡早產(chǎn)生效益。本系統(tǒng)的地理信息系統(tǒng)平臺采用國際上處于領(lǐng)先水平的美國ESRI(Environmental Source Research lnstitute)的Arclnf08，使系統(tǒng)立足于高起點(diǎn)，為煤氣系統(tǒng)的開發(fā)及應(yīng)用打下良好的基礎(chǔ)。
完備性原則
系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和功能體系應(yīng)能充分滿足用戶提出的合理需求。
適用性原則
系統(tǒng)應(yīng)具有良好的人機(jī)交互界面，易于使用，在系統(tǒng)的設(shè)計過程中，全面考慮各種特殊情況，使系統(tǒng)具有通用性。
示范性原則
沈陽市煤氣地理信息系統(tǒng)是遼寧省第一家專業(yè)管網(wǎng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)的建立為沈陽市其它管網(wǎng)系統(tǒng)的建立積累技術(shù)經(jīng)驗，同時也可以為其它兄弟城市建立管網(wǎng)系統(tǒng)提供寶貴的技術(shù)支持。
可擴(kuò)充性原則
系統(tǒng)的要素、編碼、功能和數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)都必須易于擴(kuò)充，以滿足系統(tǒng)進(jìn)一步的發(fā)展和沈陽市城市地理信息系統(tǒng)建設(shè)的需要。
三、系統(tǒng)一期工程
目前，沈陽市煤氣總公司的管網(wǎng)資料主要以紙質(zhì)的500圖、臺帳、竣工檔案等形式存儲，無任何數(shù)字化管網(wǎng)信息，因此系統(tǒng)一期的一項主要工作是建立管網(wǎng)地理數(shù)據(jù)庫，此項工作主要由屬性錄入子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)來完成。
l、煤氣屬性數(shù)據(jù)錄入子系統(tǒng)
說明：在系統(tǒng)建立初期，為了方便用戶屬性的錄入，用VB和Access相結(jié)合開發(fā)了屬性數(shù)據(jù)錄入子系統(tǒng)，它主要應(yīng)用于系統(tǒng)建立初期屬性數(shù)據(jù)的大量錄入，系統(tǒng)建立以后，不再使用此系統(tǒng)。
錄入：通過拷貝、提供可選項等方式，提高屬性數(shù)據(jù)錄入的效率，錄入過程中可以實(shí)現(xiàn)記錄的全屏幕編輯，如：刪除、修改、存盤等操作。
查詢：通過28種查詢方式，查詢到滿足用戶條件的記錄。
修改：高級用戶可以實(shí)現(xiàn)屬性數(shù)據(jù)的批量更新、恢復(fù)。
報表：可以實(shí)現(xiàn)條件報表，動態(tài)報表
2、煤氣數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)
說明：在系統(tǒng)建立初期，為了實(shí)現(xiàn)數(shù)字化各工序的管理，圖形和屬性數(shù)據(jù)的掛接，圖幅的拼接，錯誤的檢查等工作，用VB和Maplnfo相結(jié)合開發(fā)了數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)，它主要應(yīng)用于系統(tǒng)建立初期。
管點(diǎn)分類：在拼接完成的1：5000區(qū)塊上，完成調(diào)壓站、抽水缸、節(jié)點(diǎn)、罐站、閥門井的分離
屬性掛接：在拼接完成的1：5000區(qū)塊分類表上，實(shí)施點(diǎn)屬性的掛接，全市拼接完成之后，完成點(diǎn)屬性向線屬性的抽取。
查錯：查出各種圖面錯誤(符號用錯、線端點(diǎn)無點(diǎn)符號、點(diǎn)符號不在線上、重復(fù)點(diǎn)、懸掛點(diǎn)、重復(fù)線、點(diǎn)號重復(fù)、點(diǎn)號為空)
拼圖：完成1：5000范圍內(nèi)的拼圖，全市的拼圖·轉(zhuǎn)換：利用Maplnfo的轉(zhuǎn)換工具，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成 Arclnfo的E00格式或CAD格式。
打印輸出：查詢結(jié)果報表，總表報表、標(biāo)準(zhǔn)圖幅打印
3、煤氣地理信息系統(tǒng)
說明：在ARC／INF08環(huán)境下，以VB6．0作為系統(tǒng)二次開發(fā)語言，實(shí)現(xiàn)煤氣管網(wǎng)的專業(yè)化管理。
查詢：快速查詢、組合查詢、關(guān)聯(lián)查詢、空間查詢。
統(tǒng)計：快速統(tǒng)計、組合統(tǒng)計、關(guān)聯(lián)統(tǒng)計、空間統(tǒng)計。
專題圖：以字段為依據(jù)、生成各種專題地圖。
標(biāo)注：根據(jù)標(biāo)注參數(shù)設(shè)置，完成自動標(biāo)注、扯旗標(biāo)注。
分析：垂距分析、爆管分析、橫剖面分析、縱剖面分析、兩點(diǎn)連通分析開關(guān)測試、預(yù)警分析、水力計算、動態(tài)監(jiān)控口
圖形管理：開始編輯、拴點(diǎn)上圖、捕捉設(shè)置、停止編輯、圖幅打印、沿道路打印。
屬性管理：單記錄屬性管理、多記錄屬性管理、更新維護(hù)次數(shù)、報表打印。
動態(tài)報表：查詢、統(tǒng)計、分析結(jié)果的動態(tài)報表。
圖紙輸出：標(biāo)準(zhǔn)圖紙的黑白打印、彩色打印、任意打印、沿道路打印。
數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換：與Maplnfo或AutoCAD之間的雙向轉(zhuǎn)換。
4、動態(tài)監(jiān)控子系統(tǒng)
利用煤氣總公司已建成的動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)(存儲在SQL SERVER數(shù)據(jù)庫中)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測點(diǎn)數(shù)據(jù)在電子地圖上的動態(tài)顯示。
四、系統(tǒng)二期網(wǎng)絡(luò)工程
煤氣二期網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是在煤氣一期工程系統(tǒng)(單機(jī)版)的基礎(chǔ)上擴(kuò)充了網(wǎng)絡(luò)功能。二期工程的建立可以更好地發(fā)揮煤氣數(shù)據(jù)資源的價值，煤氣數(shù)據(jù)資源是煤氣公司寶貴財富，是近，百年來，幾代煤氣人辛勤勞動的結(jié)晶，
它的數(shù)字化、錯誤的糾正更是耗費(fèi)了大量的人力、物力，網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)可以使煤氣總公司這一寶貴的財富發(fā)揮其應(yīng)有的作用和功能。二期網(wǎng)絡(luò)工程的建設(shè)與施，使各管網(wǎng)相關(guān)的部門可以及時了解最新的管網(wǎng)信息，為管網(wǎng)的設(shè)計、運(yùn)行、維護(hù)、更新、管理提供高效、準(zhǔn)確、及時的管網(wǎng)信息，加強(qiáng)管網(wǎng)科學(xué)化、自動化管理，為沈陽煤氣事業(yè)的騰飛，打下堅實(shí)的基礎(chǔ)，造福子孫后代。系統(tǒng)二期網(wǎng)絡(luò)工程的建設(shè)，使得煤氣公司的管網(wǎng)系統(tǒng)采用了客戶朋艮務(wù)器(C／S)方式，成為了真正的企業(yè)級的地理信息系統(tǒng)構(gòu)架，使得各管網(wǎng)相關(guān)部門，可以做到足不出產(chǎn)，便可以了解到最新的管網(wǎng)信息，使得煤氣公司在全國范圍內(nèi)處于技術(shù)領(lǐng)先地位。
1、網(wǎng)絡(luò)工程目標(biāo)
提供沈陽市煤氣管網(wǎng)設(shè)計、管理一體化的解決方案，完成沈陽市煤氣總公司企業(yè)級GIS體系，強(qiáng)化煤氣管網(wǎng)管理。
采用當(dāng)今世界最先進(jìn)的企業(yè)級GIS應(yīng)用構(gòu)架，采用符合技術(shù)發(fā)展和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的Oracle數(shù)據(jù)庫作為系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理平臺，構(gòu)架先進(jìn)的企業(yè)級應(yīng)用系統(tǒng)，使得系統(tǒng)的投資能夠長期為用戶服務(wù)。實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)數(shù)據(jù)資源最大程度的共享，實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)規(guī)劃、設(shè)計、管理、維護(hù)一體化。
提高管網(wǎng)信息的使用價值，使一期的投資達(dá)到更好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益
提高沈陽市煤氣總公司的企業(yè)形象，為IS09000的認(rèn)證準(zhǔn)備雄厚的技術(shù)儲備。
2、 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
該系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用標(biāo)準(zhǔn)的快速以太網(wǎng)，傳輸介質(zhì)采用100M的非屏蔽雙絞線，服務(wù)器及客戶端計算機(jī)通過中心的100M高性能交換機(jī)連接，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示：
沈陽市煤氣管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)二期工程
該網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單明確，使用很少的投資實(shí)現(xiàn)完全的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，同時便于系統(tǒng)的升級與擴(kuò)充。如果建立了相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)中心，不僅可以控制、維護(hù)各工作站數(shù)據(jù)的使用，還可以作為展示中心，如果與遙調(diào)、遙測系統(tǒng)相聯(lián)，還可以在投影上動態(tài)顯示各監(jiān)測點(diǎn)的數(shù)據(jù)�？紤]網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和應(yīng)用軟件系統(tǒng)的具體要求，系統(tǒng)使用高性能的服務(wù)器系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)。
本系統(tǒng)米用ESRI公司企業(yè)級GIS解決方案，實(shí)現(xiàn)大規(guī)�；A(chǔ)空間數(shù)據(jù)的管理。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示，采用三層結(jié)構(gòu)體系，底層為空間與屬性統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(數(shù)據(jù)庫采用 ”O(jiān)racle8i)；中間層為應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)器，應(yīng)用系統(tǒng)為ARCINFO與ARC—SDE，具有強(qiáng)大的空間分析能力，及空間數(shù)據(jù)管理能力，并支持3維地形圖分析；上層(客戶端)基于UapObject組件開發(fā)基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，支持管網(wǎng)數(shù)據(jù)的查詢、統(tǒng)計、圖形打印、動態(tài)報表、數(shù)據(jù)輸出或轉(zhuǎn)出等基本功能。 系統(tǒng)采用ESRI公司的網(wǎng)絡(luò)平臺ARCSDE、Mapobjects，不僅考慮到與一期軟件平臺(ESRI
公司的Arclnf08)的兼容性，主要是考慮系統(tǒng)整體構(gòu)架的先進(jìn)性、可擴(kuò)充性和企業(yè)級應(yīng)用。
系統(tǒng)采用大型數(shù)據(jù)庫0racle8i，主要是用于管線數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)地形圖海量數(shù)據(jù)的管理。Oracle8i是當(dāng)今先進(jìn)的地理數(shù)據(jù)庫，它可以同時存儲圖形信息和屬性信息，同時，它與ESRI公司的ArcsDE8的兼容性最好，可以保證系統(tǒng)能夠發(fā)揮最高的效率，同時也保證了方案的最優(yōu)性，保證系統(tǒng)在相當(dāng)長的時間內(nèi)不會落后。
3、 方案特點(diǎn)
應(yīng)用當(dāng)今世界最為先進(jìn)的企業(yè)級GIS應(yīng)用框架，為煤氣工程提供了靈活、高效的企業(yè)級應(yīng)用解決方案，系統(tǒng)的運(yùn)行實(shí)施，將使沈陽市煤氣管網(wǎng)的管理達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平，并接近國際同期水平。
系統(tǒng)是采用真正的客戶朋艮務(wù)器結(jié)構(gòu)的GIS系統(tǒng)，是在企業(yè)范圍內(nèi)高效、安全
地共享煤氣管網(wǎng)數(shù)據(jù)的必然選擇。
采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，同時存儲空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)的安全性、一致性。
系統(tǒng)方案符合當(dāng)前煤氣管網(wǎng)管理和GIS技術(shù)發(fā)展趨勢，特別是采用的GIS技術(shù)解決方案目前處于絕對領(lǐng)先的優(yōu)勢，通過系統(tǒng)運(yùn)行期間的升級、維護(hù)，能夠保證在相當(dāng)長的時間內(nèi)不會落后。
合理的軟件配置，具有較好的性價比。
保證了煤氣一期工程的投資利用，最大程度地重用了一期工程的資源，保護(hù)了前期投資，避免資源浪費(fèi)。
五、結(jié)語
沈陽市煤氣總公司從2000年6月開始至今已順利地完成了一期工程。使我公司的燃?xì)夤芫W(wǎng)管理登上了新的臺階，但由于我市燃?xì)馐聵I(yè)起步較早，歷史原因造成燃?xì)夤芫�的部分?jǐn)?shù)據(jù)不詳，因此，管網(wǎng)資料需要進(jìn)一步完善，同時，今年啟動二期工程的建設(shè)，力爭在最短的時間內(nèi)完成，使得該系統(tǒng)能夠近早地為沈陽市煤氣總公司服務(wù)。
參考文獻(xiàn)：
l、 ESRI公司系列產(chǎn)品簡介，富融科技有限公司，1999、10
2、 Modeling Our World,The ESRI Guide to Geodatabase Design ，MichaelZeiler，ESRI PreSS
3、 沈陽市煤氣管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)調(diào)研報告，沈陽金建數(shù)字城市軟件有限公司，2000
4、 沈陽市煤氣管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)設(shè)計報告，沈陽金建數(shù)字城市軟件有限公司，2000
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