【正文】 S 平臺(tái)（ ArcInfo、 Intergraph），有的甚至用 AutoCAD 探索開(kāi)發(fā)管線 江蘇 大學(xué)畢業(yè)論文 3 信息管理系統(tǒng)。其次，由于事先缺乏地下管線現(xiàn)狀資料，有些道路及管線工程無(wú)法按設(shè)計(jì)進(jìn)行施工，不得不在現(xiàn)場(chǎng)修改設(shè)計(jì)方案，且覆土前又未進(jìn)行竣工測(cè)量，造成管線數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)更新難以實(shí)施。這種相對(duì)獨(dú)立且分散的基于文檔的管理方法，其弊病是顯而易見(jiàn)的：首先表現(xiàn)在于表格文檔和地圖文檔的非同步更新，造成內(nèi)容上的不一致和混亂；其次，紙質(zhì)文檔有不易查詢、保存攜帶、復(fù)制和不便于保密等缺點(diǎn)?；谠?GIS二次開(kāi)發(fā)平臺(tái)開(kāi)發(fā)的地下管線管理系統(tǒng)，大多數(shù)只具有原平臺(tái)提供的常用空間分析功能，而缺少針對(duì)管線數(shù)據(jù)管理所需要的網(wǎng)絡(luò)分析功能，或者只提供了很簡(jiǎn)單 江蘇 大學(xué)畢業(yè)論文 4 的網(wǎng)絡(luò)分析功能。 （ 4） 三維圖形顯示。 第三章分析了管線數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了城市地下管網(wǎng)信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)編碼和管線數(shù)據(jù)組織模型；論述了事故分析、最短路徑分析、緩沖區(qū)分析和縱、 橫斷面分析流程；采用深度優(yōu)先遍歷方法的實(shí)現(xiàn)了 Dijkstra 算法。 江蘇 大學(xué)畢業(yè)論文 5 第二章 相關(guān)理論與技術(shù)基礎(chǔ) 地 理信息系統(tǒng) 地理信息系統(tǒng)的概念 地理信息系統(tǒng)（ GIS）是以采集、存儲(chǔ)、分析和描述整個(gè)或部分地球表面（包括大氣層在內(nèi)）與空間和地理分布有關(guān)的數(shù)據(jù)的空間信息系統(tǒng) [8]。 地理信息系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 廣義上講，地理信息系統(tǒng)由硬件設(shè)備、計(jì)算機(jī)軟件、數(shù)據(jù)和用戶四大要素組成。數(shù)據(jù)的采集方法包括：現(xiàn)有地圖數(shù)字化、野外測(cè)量數(shù)據(jù)、航空攝影測(cè)量、數(shù)字式地理信息處理、屬性數(shù)據(jù)和文字信息的錄入等。 查詢與空間分析 對(duì)單幅或多幅專 題圖件進(jìn)行分析運(yùn)算和指標(biāo)量算。 地下管線 系統(tǒng) 地下管線的概念 一條管線就是由管線點(diǎn)按一定連接關(guān)系構(gòu)成的線，代表實(shí)際管線的走向。 各大類仍可向下細(xì)分，各類管線又設(shè)有不同的建筑物、構(gòu)筑物以及附屬設(shè)施，具體如表 所示。 地下管線 管線的線 管線點(diǎn) 空間數(shù)據(jù) 屬性數(shù)據(jù) 空間數(shù)據(jù) 屬性數(shù)據(jù) 圖 地下管線的層次結(jié)構(gòu)示意圖 江蘇 大學(xué)畢業(yè)論文 8 地下管線信息系統(tǒng)與 GIS 的關(guān)系 地下管線信息系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方式之一是由城市各職能部門和各有關(guān)行業(yè)的實(shí)體以各自成熟運(yùn)行的專業(yè) (或?qū)ｎ} )GIS 以一定方式集成為一體。 地下管線系統(tǒng)的特點(diǎn) 從功能上來(lái)說(shuō)，城市地下管線信息系統(tǒng)應(yīng)能快速提供現(xiàn)勢(shì)性強(qiáng)、真實(shí)準(zhǔn)確的地下管線信息，并能實(shí)現(xiàn)快速查詢、綜合分析、輔助設(shè)計(jì)等操作，從而為城市的發(fā)展預(yù)測(cè)、規(guī)劃決策等管理提供可靠的依據(jù)。 (2)所需存儲(chǔ)、處理的數(shù)據(jù)量大，內(nèi)容繁雜。 (3)點(diǎn)線相連，有機(jī)結(jié)合。 (4)三維立體的表示、實(shí)現(xiàn)、分析困難。所有這些系統(tǒng)處理的二維平面圖形，都定位于地表，在某一位置上，形成“層”。公式 22 表達(dá)地下管網(wǎng)信息在目前階段還不成熟，而二維系統(tǒng)在對(duì)地下管網(wǎng)信息的描述和空間分析方面受到一定限制 [25~28]。這種方式的好處在于無(wú)須依賴任何商業(yè) GIS 工具軟件，減少了開(kāi)發(fā)成本， 另 一方面對(duì)于大多數(shù)開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)，能力、時(shí)間、財(cái)力方面的限制使其開(kāi)發(fā)出來(lái)的 產(chǎn)品很難在功能上與商業(yè)化 GIS 工具軟件相比，而且在購(gòu)買 GIS 工具軟件上省下的錢可能還抵不上開(kāi)發(fā)者在開(kāi)發(fā)過(guò)程中絞盡腦汁所花的代價(jià)。 江蘇 大學(xué)畢業(yè)論文 10 (3) 基于組件的二次開(kāi)發(fā) 大多數(shù) GIS 軟件商都提供商業(yè)化的 GIS 組件，如 ESRI 公司的 MapObjects、MapInfo 公司的 MapX 等，這些組件都具備 GIS 的基本功能，開(kāi)發(fā)人員可以基于通用軟件開(kāi)發(fā)工具，尤其是可視化開(kāi)發(fā)工具，如 Visual C++ 、 Delphi、 Visual Basic、Power Builder 等為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。尤其是使用 OCX 技術(shù)利用 GIS 功能組件進(jìn)行集成開(kāi)發(fā)，更能表現(xiàn)出這些優(yōu)勢(shì)。認(rèn)識(shí) ComGIS，首先要了解它所依賴的技術(shù)基礎(chǔ) —— 組件式對(duì)象模型和ActiveX控件。 ComGIS不是一種簡(jiǎn)單技術(shù)在 GIS軟件開(kāi)發(fā)中的應(yīng) 用，而是一種全新的 GIS軟件技術(shù)體系，不僅僅是 GIS，組件式軟件技術(shù)給整個(gè)軟件產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了一場(chǎng)技術(shù)革命。 ComGIS的基本思想是把 GIS的各大功能模塊劃分為幾個(gè)控件，每個(gè)控件完成不同的功能。 ComGIS不依賴于某一種開(kāi)發(fā)語(yǔ)言，可以嵌入通用的開(kāi)發(fā)環(huán)境（如： Visual Basic和 Delphi）中實(shí)現(xiàn) GIS功能，專業(yè)模型則可 以使用這些通用開(kāi)發(fā)環(huán)境來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可以插入其他的專業(yè)性模型分析控件，從而實(shí)現(xiàn)高效、無(wú)縫的系統(tǒng)集成。對(duì) ComGIS來(lái)說(shuō)， GIS應(yīng)用開(kāi)發(fā)者不必掌握額外的 GIS開(kāi)發(fā)語(yǔ)言，只需熟悉基于 Windows平臺(tái)的通用集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，以及 ComGIS的各個(gè)控件的屬性、事件和方法，就可以完成應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和集成。傳統(tǒng) GIS結(jié)構(gòu)的封閉性使不同系統(tǒng)的交互性差，系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)難度大。 ComGIS 改變了 GIS 原來(lái)過(guò)于專業(yè)化的開(kāi)發(fā)方式，可以使更多的開(kāi)發(fā)人員掌握 GIS 開(kāi)發(fā)工具，從而使其成為一個(gè)大眾化的應(yīng)用領(lǐng)域 [35~37]。組件式 GIS 本身劃分為多個(gè)組件，分別完成不同的功能，用戶可以根據(jù)自己的需要選擇組件，大大降低了使用成本。它們可以用其它語(yǔ)言編寫(xiě)，結(jié)構(gòu)可以完全不同。在一個(gè)具有上百個(gè)對(duì)象實(shí)例 的系統(tǒng)中， vtable 共享可以極大地減少內(nèi)存需求。 AddRef 和 Release 是簡(jiǎn)單的參考計(jì)數(shù)方法，當(dāng)另外構(gòu)件對(duì)象正在使用該接口時(shí)，調(diào)用一個(gè)構(gòu)件對(duì)象的 AddRef方法，當(dāng)不再使用時(shí)調(diào)用接口的 Release 方法。 迄今為止， COM/DCOM 的最佳環(huán)境，仍然是 Microsoft windows 操作系統(tǒng)。隨著地理學(xué)的發(fā)展和 GIS 的美好前景，許多頗有實(shí)力的軟件公司紛紛推出自己的 GIS 平臺(tái)，并相當(dāng)程度地融入了本公司先導(dǎo)產(chǎn)品的特色。它建立在微軟的對(duì)象聯(lián)接和嵌入（ ActiveX）基礎(chǔ)之上的，是一組供應(yīng)用開(kāi)發(fā)人員使用的制圖與 GIS 功能組件 [17]。 （ 3）地圖顯示對(duì)象 (Map Display Objects)：包括符號(hào)分級(jí)對(duì)象、點(diǎn)密度對(duì)象、地理事件對(duì)象、柵格圖層對(duì)象、標(biāo)注分級(jí)對(duì)象、圖層集對(duì)象、矢量圖層對(duì)象、圖層集合對(duì)象、符號(hào)對(duì)象、文本符號(hào)對(duì)象、跟蹤圖層對(duì)象和值分級(jí)對(duì)象。各圖層的比例尺由圖層的世界坐標(biāo)來(lái)確定 (高斯一克呂格投影 )。 （ 4）顯示標(biāo)注字符。 （ 9）對(duì)選擇的特征進(jìn)行基本的統(tǒng)計(jì)。 （ 13）顯示多種格式的柵格圖像文件。桌面地圖化可幫助用戶整理信息，使數(shù)據(jù)中的大量成分顯示在地圖上。 ● 無(wú)縫地圖圖層，使用戶象處理一個(gè)圖層一樣處理多個(gè)地圖圖層。 ● 運(yùn)用 OLE 可把地圖窗口嵌入其他應(yīng)用程序。每張表是個(gè)獨(dú)立的圖層，計(jì)算機(jī) 以圖層組織地圖。 （ 2）支持 ESRI 的 Shape 文件格式， SDE（空間數(shù)據(jù)庫(kù)引擎）圖層（ Layer）以及大量柵格圖像格式，如 BMP、 TIFF 等。 （ 6）文字注記和放置。 （ 10）地址匹配（地理編碼）。 MapObjects 建立在微軟的對(duì)象聯(lián)接和嵌入（ ACtiveX）基礎(chǔ)之上，在 Windows開(kāi)發(fā)環(huán)境中（如 Visual C++開(kāi)發(fā)環(huán)境等）可以方便地調(diào)用該控件 [14,33]。 江蘇 大學(xué)畢業(yè)論文 17 第三章 地下管線信息系統(tǒng)分析 地下管線數(shù)據(jù)組織 數(shù)據(jù)分層、分幅管理 1 管點(diǎn)、線數(shù)據(jù)模型 地下管線信息系統(tǒng)的管線種類多達(dá)八種，包括 電力、通訊、燃?xì)?、熱力、上水、雨水、污水?工業(yè)及各種其它管道。 3 分幅 整個(gè)一個(gè)城市的地下管線空間信息和屬性信息是非常巨大的，如果只用一個(gè)巨大的圖層來(lái)存儲(chǔ)，將嚴(yán)重的影響整個(gè)系統(tǒng)性能，而且不便于多用戶同時(shí)對(duì)圖層進(jìn)行編輯。 2 編碼方法 在 GIS中無(wú)論是空間數(shù)據(jù)，還是屬性數(shù)據(jù)，其編碼方法都應(yīng)遵循：唯一性原則，即在眾多的獨(dú)立數(shù)據(jù)的基本單元中，一個(gè)單元必須而且只能有一個(gè)唯一的代碼；特征性原則，即在編碼中的每一個(gè)碼位或碼段對(duì)描述該單元的數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)具有一定的意義，如它的分類、區(qū)位、時(shí)間及順序等；靈活性原則，也就是在編碼 江蘇 大學(xué)畢業(yè)論文 18 中增加，刪除或插入一個(gè)或一類單元的編碼時(shí)，不應(yīng)影響其余單元的編碼或?qū)е抡麄€(gè)體系的混亂與破壞。 地下管線信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 屬性數(shù)據(jù)庫(kù)主要存儲(chǔ)與空間信息密切相關(guān)的地理特性信息和描述信息，通過(guò)多種途徑 (如調(diào)查、功能分析等 )識(shí)別出地下管線基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，進(jìn)一步分類、抽象，形成與系統(tǒng)功能相對(duì)應(yīng)的屬性數(shù)據(jù)，如表 。 管點(diǎn)屬性表（ 表 ） 對(duì)應(yīng)的字段意義與管線屬性表類似。 序號(hào)“ 18”指 GUID（全球唯一標(biāo)識(shí)號(hào)）：此字段用于唯一標(biāo)識(shí)一個(gè)線對(duì)象，當(dāng)一個(gè)圖層進(jìn)行分幅時(shí)，一根管線可能跨越了兩個(gè)分幅圖，此時(shí)這根管線分幅后 江蘇 大學(xué)畢業(yè)論文 19 就要被剪成兩段，但是分開(kāi)后的兩根管線具有和原來(lái)一樣的 GUID 值，當(dāng)合幅時(shí)原先被裁剪開(kāi)的兩條線段通過(guò)比較 GUID 值進(jìn)行重新合并。 表 編碼方法 管線（點(diǎn) ）類型 管線（點(diǎn)）性質(zhì) 管點(diǎn)附屬設(shè)施（只在管線性質(zhì)最大值時(shí)有意義） （ 1位） （ 1位） （ 2位） 表中如： 1801，其中 1表示管線類型為電力線， 8表示為管線附屬物， 01表示此附屬物為變電站。 屬性數(shù)據(jù)編碼 1 編碼目的 為了便于識(shí)別管線種類和數(shù)據(jù)分層處理，也為了使數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)具有較高的靈活性，使數(shù)據(jù)的查詢和計(jì)算簡(jiǎn)便，對(duì)管線數(shù)據(jù)需要設(shè)計(jì)編碼。這樣方便了整個(gè)地下管線信息的管理，簡(jiǎn)化了數(shù)據(jù)組織的復(fù)雜度。 如圖 所示： 圖 VC++中調(diào)用 MapObjects 控件 如圖選擇 ESRI MapControl 后按“確定”鍵，控件欄中將增加一個(gè)名叫Map 的控件，在控件欄中選擇 Map 控件，然后把光標(biāo)移入需要增加 Map 控件的窗體中，拖放該圖框至所需大小，窗體上就有了一塊空白色區(qū)域，這樣 Map控件就被嵌入到程序中了。 MapObjects 的這些特點(diǎn)完全能夠滿足地下管線信息系統(tǒng)二次開(kāi)發(fā)的需要，因此被選為開(kāi)發(fā)鎮(zhèn)江管線信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)平臺(tái)。 （ 8）用標(biāo)準(zhǔn) SQL 表達(dá)式進(jìn)行特征選擇和查詢。 （ 4）把數(shù)據(jù)作為多個(gè)圖層在一張圖中進(jìn)行 顯示，圖幅可以進(jìn)行變化。 ● 內(nèi)掛的開(kāi)發(fā)語(yǔ)言 MapBasic 使用戶可定制自己的界面。 ● 可方便地定制地圖。 ● 可從多個(gè)文件查詢。 作為一類特殊的地理信息系統(tǒng)平臺(tái)軟件， MapInfo 有它自己的特色，其主要功能有： ● MapInfo 可直接打開(kāi)以 DBF 文件、分界 ASCII 和 Microsoft Excel 轉(zhuǎn)入的多種格式的圖形文件，也可以在在 MapInfo 內(nèi)創(chuàng)建數(shù)據(jù)文件。 （ 15）輸出地理匹配的地理位置。 （ 11 ） 用 特 定 的 方 法 對(duì) 特 征 進(jìn) 行 著 色 處 理 ClassBreakRender ， DotDensityRender。 （ 6）選擇沿線的特征和在矩形、區(qū)域、多邊形和圓內(nèi)的特征 （ 7）選擇在己知特征附近規(guī)定的距離內(nèi)的特征。 應(yīng)用 Mapobjects 可以實(shí)現(xiàn)如下功能： （ 1）顯示具有多個(gè)地圖層的地圖，如道路、河流和邊界圖等 （ 2）放大、縮小和漫游整個(gè)地圖。 （ 5）實(shí)用對(duì)象 (Utility Objects)：包括特定的字符串集合對(duì)象。 Mapobjects 中的對(duì)象組成可劃分為五類： （ 1）地理匹配對(duì)象 (Address Matching Objects)：包括標(biāo)準(zhǔn)的地址對(duì)象、地址匹配的結(jié)果對(duì)象、獨(dú)立的地址或街道交又口或地址匹配的街道網(wǎng)絡(luò)對(duì)象和自定義 江蘇 大學(xué)畢業(yè)論文 14 的地名表。應(yīng)當(dāng) 承認(rèn)，以 ARC／ INFO， MAPINFO， INTERGRAPH GEOMED