【正文】 集中提供空間數(shù)據(jù)管理能力 并且 能以靈活的方式與數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)連接 在保證功能的前提下 系統(tǒng)表現(xiàn)得小巧靈活 而 其價(jià)格又是傳統(tǒng) GIS 開發(fā)工具的十分之一 甚至更少 這樣 用戶就能以較好的性價(jià) 比獲得或開發(fā) GIS 應(yīng)用系統(tǒng) 無(wú)需專門 GIS 開發(fā)語(yǔ)言 直接嵌入 MIS Manage Information System 管理信 息系統(tǒng) 開發(fā)工具 傳統(tǒng) GIS 往往需要獨(dú)立的二次開發(fā)語(yǔ)言 對(duì)用戶和應(yīng)用開發(fā)者而 言存在學(xué)習(xí)上的負(fù)擔(dān) 而且使用系統(tǒng)所提供的二次開發(fā)語(yǔ)言 開發(fā)往往受到限制 難 以處理復(fù)雜問題 而組件式 GIS 建立在嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)之上 不需要額外的 GIS 二次開發(fā) 語(yǔ)言 只需實(shí)現(xiàn) GIS 的基本功能函數(shù) 按照 Microsoft 的 ActiveX 控件標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)接口 這有利于減輕 GIS 軟件開發(fā)者的負(fù)擔(dān) 而且增強(qiáng)了 GIS 軟件的可擴(kuò)展性 GIS 應(yīng)用開 發(fā)者不必掌握額外的 GIS 開發(fā)語(yǔ)言 只需熟悉基于 Windows 平臺(tái)的通用集成開發(fā)環(huán)境 以及 GIS 各個(gè)組件的屬性 方法和事件 就可以完成應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)和集成 目前 可供選擇的集成開發(fā)環(huán)境很多 如 Visual C++ Visual Basic C Visual FoxPro Borland C++ Delphi C++ Builder 以及 Power Builder 等都可直接成為GIS 或 GMIS Geographic Manage Information System 地理管理信息系統(tǒng) 的優(yōu)秀開發(fā)工具 它們各自的優(yōu)點(diǎn)都能夠得到充分發(fā)揮 這與傳統(tǒng) GIS 專門性的開發(fā)環(huán)境相比 是一種 質(zhì)的飛躍 6 強(qiáng)大的 GIS 功能 新的 GIS 組件都是基于 32 位系統(tǒng)平臺(tái)的 采用 InProc 直接調(diào)用形式 所以無(wú) 論是管理大容量數(shù)據(jù)的能力還是處理速度方面均不比傳統(tǒng) GIS 軟件遜色 小小的 GIS 組件完全能提供拼接 裁剪 疊合 緩沖區(qū)等空間處理能力和豐富的空間查詢與分析 能力 開發(fā)簡(jiǎn)捷 由于 GIS 組件可以直接嵌入 MIS 開發(fā)工具中 這樣 廣大 開發(fā)人員就可以自由 選用他們熟悉的開發(fā)工具 而且 GIS 組件提供的 API 形式非常接近 MIS 工具的模式 開發(fā)人員可以像管理數(shù)據(jù)庫(kù)表一樣熟練地管理地圖等空間數(shù)據(jù) 無(wú)需進(jìn)行特殊的培 訓(xùn) 在 GIS 或 GMIS 的開發(fā)過程中 開發(fā)人員的素質(zhì)與熟練程度是十分重要的因素 這將使大量的 MIS 開發(fā)人員能夠較快地過渡到 GIS 或 GMIS 的開發(fā)工作中 從而大大 加速 GIS 的發(fā)展 更加大眾化 組件技術(shù)已經(jīng)成為業(yè)界標(biāo)準(zhǔn) 用戶可以像使用其他 ActiveX 控件一樣使用 GIS 組件 這樣 非專業(yè)的普通用戶也能夠開發(fā)和集成 GIS 應(yīng)用系統(tǒng) 推動(dòng)了 GIS 大眾化 進(jìn)程 組件式 GIS 的出現(xiàn)使 GIS[17] 第二種是計(jì)算機(jī)自動(dòng)化管理模式 由于技術(shù)落后的人工管理模式無(wú)法滿足日益增 大的城市供水管網(wǎng)系統(tǒng) 20 世紀(jì) 70 年代以來(lái) 各 國(guó)政府加大城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的同 時(shí) 致力于以信息技術(shù)和智能化 自動(dòng)化控制為目標(biāo) 應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行給水系統(tǒng) 信息管理和優(yōu)化自動(dòng)控制研究 [18] 城市供水系統(tǒng)軟件開發(fā)已經(jīng)歷了三十年的歷史 從 給水管網(wǎng)平差計(jì)算到給水信息自動(dòng)化 運(yùn)行與管理自動(dòng)化 形成了多種類型 多種版 本 各具特色的軟件系列 SynerGEE Stoner EPANET 8M 等國(guó)外品牌軟件在國(guó)內(nèi) 已得到了一定的應(yīng)用市場(chǎng) 具有管網(wǎng)平差 運(yùn)行模擬 信息管理 運(yùn)行管理等方面的 較完整功能 我國(guó)著名給排水專家楊欽教授早在 1970 年就編寫了 749 7512 767 784 等一系列管網(wǎng)平差計(jì)算和優(yōu)化設(shè)計(jì)程序 開辟了國(guó)內(nèi)給水排水領(lǐng)域中 計(jì) 算 機(jī) 應(yīng) 用 的 先 河 將 計(jì) 算 機(jī) 與 PLC 程 序 邏 輯 控 制 系 統(tǒng) SCADA 控制檢測(cè)系統(tǒng) 等 技術(shù)相結(jié)合 利用程序軟件控制管網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行可切實(shí)提高管網(wǎng)管理水平 早期的系統(tǒng) 軟件主要缺陷在于其表格式的數(shù)據(jù)顯示輸出方式 管理人員 通過手動(dòng)輸入或 SCADA 7 [19] 監(jiān)測(cè)結(jié)果批輸入的方法獲取系統(tǒng)輸出 再將輸出對(duì)照管網(wǎng)竣工圖確定管理決策 這 種非對(duì)話框的軟件運(yùn)行方式給管網(wǎng)管理工作帶來(lái)諸多不便 隨著軟件工程的發(fā)展和 Windows 操作系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用 早期的軟件逐漸被淘汰 供水管網(wǎng)管理進(jìn)入了 GIS 系 統(tǒng)結(jié)合 PLC SCADA 的階段 第三種是將 GIS 用于供水管網(wǎng)管理模式 隨著計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展 以及 GIS 技術(shù)的不斷完善 使得 GIS 應(yīng)用于供水管網(wǎng)管理成為可能 國(guó)外在這方面的應(yīng)用 比較普及 早在 1993 年 美國(guó)的 Dnney 就已經(jīng)在他的文章中提出了將地 理信息系統(tǒng)與城市供水管網(wǎng)相結(jié)合以建立供水管網(wǎng)信息系統(tǒng)的概念 [20] 2020 年 Director of M amp。 IS Market Segment Ron Booth 發(fā)表的文章中認(rèn)為應(yīng)該使用 GIS 管 理 系 統(tǒng) 管 理 地 下 管 線 并 認(rèn) 為 這 樣 可 以 減 少 風(fēng) 險(xiǎn) 和 投 資 [21] 2020 年 11 月英國(guó)的 博士在 供水管網(wǎng)計(jì)劃管理的研究和技術(shù) 一文中詳細(xì)講述了 GIS 在英國(guó) 供水管網(wǎng)管理和事故預(yù)測(cè)方面的貢獻(xiàn) [22] 我國(guó) GIS 的發(fā)展較歐美國(guó)家晚了 15 年左右 但其發(fā)展速度較快 根據(jù)考察得知 目前北京 上海 深圳 廣州 南京 成都 沈 陽(yáng) 武漢等多個(gè)大城市均已建成了基于 GIS 的供水管網(wǎng)管理系統(tǒng) 由于建立系統(tǒng)的時(shí) 間 方式 使用軟件各異 導(dǎo)致了實(shí)現(xiàn)的功能各有不同 也存在著這樣那樣的問題 總體上都能實(shí)現(xiàn)供水管網(wǎng)圖形編輯 查詢統(tǒng)計(jì) 事故處理 輔助規(guī)劃設(shè)計(jì)等功能 但 其供水專業(yè)的實(shí)用性還有待加強(qiáng) 尤其是與 GIS1990 年和 1994 年全國(guó) 各大城市都相繼進(jìn)行了兩次全面的供水管網(wǎng)普查 更新了城市管網(wǎng)資料 隨著我國(guó)經(jīng) 濟(jì)的發(fā)展 城市規(guī)模的擴(kuò)大和現(xiàn)代化程度的不斷提高 城市的供 水管網(wǎng)系統(tǒng)也越來(lái)越 龐大 許多供水管線的填埋情況復(fù)雜 資料不清 有些管線甚至僅憑當(dāng)時(shí)施工工人記 憶去尋找 造成諸多設(shè)計(jì)上的失誤和施工中的事故 特別是出現(xiàn)爆 漏管的突發(fā)事故 時(shí) 不能及時(shí)做出處理方案 以至造成大量水資源浪費(fèi) 給市民日常生活帶來(lái)了極大 的不便 同時(shí)也給企業(yè)本身造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失 許多城市由于自來(lái)水管道破損造成 的水泄漏損失已達(dá)其輸送量的四分之一 由此可見采用人工方法 借助圖紙 各類卡 8 片來(lái)管理城市供水管網(wǎng)系統(tǒng) 已越來(lái)越難以滿足實(shí)際需要 使用計(jì)算機(jī) 借助地理信 息系統(tǒng)技術(shù)來(lái)進(jìn)行供水管網(wǎng)的管理 管網(wǎng)設(shè)計(jì)及事故處理 已是勢(shì)在必行 在供水管網(wǎng)管理系統(tǒng)中 資料普查的工作耗費(fèi)了巨大的人力 物力 財(cái)力 但由 于數(shù)據(jù)不能動(dòng)態(tài)更新 導(dǎo)致普查的數(shù)據(jù)很快就過時(shí)了 目前 已經(jīng)擁有 3S RS GIS GPS 的技術(shù) 使得獲取精確的數(shù)據(jù)成為可能 GPS 可在瞬間產(chǎn)生目標(biāo)定位坐標(biāo) 但 不能給出定位點(diǎn)的地理屬性 RS 可快速獲取區(qū)域地物信息 但無(wú)法進(jìn)行隱含地理信 息的提取 GIS 具有較好的查詢 檢索 分析計(jì)算和綜合處理能力 但數(shù)據(jù)獲取和錄 入始終是個(gè) 瓶頸 [7] 依靠 RS 和 GPS 獲取準(zhǔn)確的管網(wǎng)數(shù)據(jù) 利用 GIS 進(jìn)行動(dòng)態(tài)的 管理和更新 供水管網(wǎng)管理系統(tǒng)才能夠更好地服務(wù)于生產(chǎn) 不再是紙上談兵 GIS 在供水系統(tǒng)中的應(yīng)用 不能僅僅作為一個(gè)圖形庫(kù)和數(shù)據(jù)庫(kù)只是停留在管網(wǎng)日 常管理的水平上 還應(yīng)該利用 GIS 分析 模擬與預(yù)測(cè)的強(qiáng)大功能 與專業(yè)理論 方法 相結(jié)合 進(jìn)行 深度開發(fā) 為管網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì) 建設(shè)施工 各種運(yùn)行狀態(tài)下的優(yōu)化調(diào)度以 及事故搶修等提供決策支持 [23] 課題的意義 在供水行業(yè)中 無(wú)論是靜態(tài)信息還是動(dòng)態(tài)信息 都和管線所在的地理位置密切相 關(guān) 而且供水管網(wǎng)信息存在位置固定 區(qū)域性強(qiáng) 隱蔽 復(fù)雜 動(dòng)態(tài) 數(shù)據(jù)量大等特 點(diǎn) 在 傳 統(tǒng) 的 供 水 管 網(wǎng) 管 理 系 統(tǒng) MIS 或 決 策 支 持 系 統(tǒng) DSS 中很難高效地進(jìn)行處 理 這種系統(tǒng)對(duì)于供水信息的處理 局限于枯燥無(wú)味的數(shù)據(jù)處理和表現(xiàn) 缺乏直觀性 構(gòu)建以 GIS 為平臺(tái)的信息綜合 分析和決策的供水管網(wǎng)管理系統(tǒng) 把供水管網(wǎng)的 圖形和屬性數(shù)據(jù)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行可視化管理 不僅圖文并茂 準(zhǔn)確高效 而且易于動(dòng)態(tài) 更新 從而大大提高了管網(wǎng)管理工作的效率和質(zhì)量 更重要的是 利用 GIS 的空間分 析和模型分析功能 可對(duì)管網(wǎng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì) 在發(fā)生故障時(shí) 可以自動(dòng)制 定相應(yīng)的搶修方案 從而達(dá)到智能化管理的目標(biāo) 系統(tǒng)采用當(dāng)今 GIS 的熱點(diǎn)之一 ComGIS 進(jìn)行開發(fā) 使 MIS 和 GIS 更好地結(jié)合 摒棄了由于傳統(tǒng) GIS 結(jié)構(gòu)的封閉性導(dǎo) 致 的軟件本身越來(lái)越龐大 不同系統(tǒng)的交互性差 系統(tǒng)開發(fā)難度大等諸多問題 本文一改傳統(tǒng)的 GIS 結(jié)構(gòu)化編程思路 采用面向?qū)ο蟮臉?biāo)準(zhǔn)建模方法 UML 統(tǒng)一 建模語(yǔ)言 將 GIS 中的屬性和方法包裝成對(duì)象 實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的可視化建 模 保證系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的合理性 易于系統(tǒng)將來(lái)的擴(kuò)展 設(shè)計(jì)了爆管事故時(shí)的最小停水范圍的關(guān)閥方案 并對(duì)因爆管關(guān)閥后有可能引起的 連續(xù)爆管現(xiàn)象進(jìn)行了分析和處理 將事故造成的經(jīng)濟(jì)損失降為最低 為企業(yè)創(chuàng)造了經(jīng) 濟(jì)效益 產(chǎn)生了良好的社會(huì)效益 本文 的研究填補(bǔ)了煙臺(tái)市供水行業(yè)的空白 為企業(yè)擺脫傳統(tǒng) 落后的管理方式 走向科學(xué)的管理和決策提供了技術(shù)保障 本文主要研究?jī)?nèi)容 本文在對(duì) GIS 的功能 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了概述的基礎(chǔ)上 闡述 了基于 GIS 開發(fā)供水