【正文】 、雨水、污水、 工業(yè)及各種其它管道。 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(lèi)、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(lèi)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。 管點(diǎn)屬性表（ 表 ） 對(duì)應(yīng)的字段意義與管線屬性表類(lèi)似。 表 編碼方法 管線（點(diǎn) ）類(lèi)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(lèi)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。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。 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)。 （ 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。 ● 可方便地定制地圖。 作為一類(lèi)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。 （ 11 ） 用 特 定 的 方 法 對(duì) 特 征 進(jìn) 行 著 色 處 理 ClassBreakRender ， DotDensityRender。 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。 Mapobjects 中的對(duì)象組成可劃分為五類(lèi)： （ 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。 DCOM（分布式組件對(duì)象模型）擴(kuò)充了 COM 體系結(jié)構(gòu)，為使用兼容 COM的操作系統(tǒng)并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接的計(jì)算機(jī)在二進(jìn)制級(jí)別上提供對(duì)象通信服務(wù) [12]。 COM 定義了一個(gè)特別的接口 (IUnknown)來(lái)實(shí)現(xiàn)一些基本功能，這個(gè)接口是其它對(duì)象的主接口。 COM 是形成更高級(jí)軟件服務(wù)基礎(chǔ)的底層框架，它為不同軟件廠商提供的二進(jìn)制軟件構(gòu)件以 一種良好的方式進(jìn)行連接和通信，提供了以下機(jī)制： ● 定義一個(gè)構(gòu)件交互操作的二進(jìn)制標(biāo)準(zhǔn)并與編程語(yǔ)言獨(dú)立 ● 多個(gè)平臺(tái)可用 (Microsoft windows、 Apple Macintosh、 UNIX) ● 提供基于構(gòu)件的應(yīng)用程序和系統(tǒng)的穩(wěn)健升級(jí) ● 具有可擴(kuò)展性 ● 構(gòu)件之間的通信，包括跨進(jìn)程和網(wǎng)絡(luò) ● 構(gòu)件之間共享內(nèi)存管理 ● 錯(cuò)誤和狀態(tài)報(bào)告 ● 動(dòng)態(tài)裝入構(gòu)件 ● COM 的二進(jìn)制支持機(jī)制 COM 不是一種面向?qū)ο笳Z(yǔ)言，而是一種標(biāo)準(zhǔn)，它也沒(méi)有指定應(yīng)用程序如何組織，而把語(yǔ)言、結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)留給程序員自己完成 [14]。另外， ComGIS本身又可以劃分為多個(gè)控件，分別完成不同的功能，用戶(hù)可根據(jù)實(shí)際需要選擇所需控件，最大限度地降低了用戶(hù)的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。傳統(tǒng) GIS往往有獨(dú)立的二次開(kāi)發(fā)語(yǔ)言，如 Arc/info的 AML、 Mapinfo的 MapBasic等。 ComGIS不僅可以成功地解決傳統(tǒng) GIS在軟件開(kāi)發(fā)、應(yīng)用系統(tǒng)集成和用戶(hù)學(xué)習(xí)使用等方面面臨的困難，而且有利于降低成本，具有無(wú)限擴(kuò)展性等特點(diǎn)。 目前許多軟件公司都開(kāi)發(fā)了很多 ActiveX 控件，合理選擇和運(yùn)用現(xiàn)成的控件，減少了開(kāi)發(fā)者的 編程工作量，使開(kāi)發(fā)者避開(kāi)某些應(yīng)用的具體編程，直接調(diào)用控件，以實(shí)現(xiàn)各種具體應(yīng)用功能，不僅可以縮短程序開(kāi)發(fā)周期，使編程過(guò)程更簡(jiǎn)潔，用戶(hù)界面更友好，而且可以使程序更加靈活、簡(jiǎn)便，系統(tǒng)維護(hù)更容易，應(yīng)用系統(tǒng)間也能更容易地進(jìn)行無(wú)縫集成 [29~31]。用戶(hù)可以利用這些腳本語(yǔ)言，以原 GIS 軟件為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，開(kāi)發(fā)出自己的針對(duì)不同應(yīng)用對(duì)象的應(yīng)用程序。對(duì)于三維系統(tǒng)，可擴(kuò)展為公式 22，其中（ x， y， z）是表示空間真實(shí)坐標(biāo)，它在三維空間連續(xù)、自由變化， V是表示該點(diǎn)的屬性值，有相對(duì)唯一性。在地下管網(wǎng) GIS 中，它們以不同的地理特征表達(dá)，以 MapObjects 平臺(tái)為例，管線用線（ line）表示，井位用點(diǎn)（ Point）表示，且以不同的圖層來(lái)區(qū)別；而 ARC／ INFO 中管線可用弧表示，井位用結(jié)點(diǎn)表 示，以不同的編碼來(lái)區(qū)別。 根據(jù)對(duì)城市地下管線信息系統(tǒng)的功能要求，可歸納出該系統(tǒng)的如下特征： (1)有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)空間數(shù)據(jù)（圖形數(shù)據(jù)）和非空間數(shù)據(jù)（屬性數(shù)據(jù)）這兩種不同性質(zhì)數(shù)據(jù)的操作和管理。以給水管網(wǎng)為例，它是一個(gè)由各種管道、水源、泵站、水塔、調(diào)節(jié)閥（減壓閥，止回閥等）、用戶(hù)等多種設(shè)施構(gòu)成的龐大而復(fù)雜的輸水管道系統(tǒng)。 輸出與表示 輸出與表示是指將 GIS 內(nèi)的原始數(shù)據(jù)或經(jīng)過(guò)系統(tǒng)分析和轉(zhuǎn)換后重新組織的數(shù)據(jù)以某種用戶(hù)可以理解的方式提交給用戶(hù)；表示方式可以是地圖、表格、圖表、文字、數(shù)字、影像等。 狹義的地理信息系統(tǒng)僅指計(jì)算機(jī)軟件，軟件部分由五個(gè)子系統(tǒng)組成（如圖 所示）。 第五章設(shè)計(jì)了城市地下管線信息系統(tǒng)基于 MapObjects 的 C/S 模式體系結(jié)構(gòu)，說(shuō)明了構(gòu)成系統(tǒng)的幾個(gè)模塊的功能；對(duì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)中的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，給出了解決方法。 （ 2） 討論了幾種常規(guī)空間網(wǎng)絡(luò)分析包括事故分析、縱橫斷面分析、緩沖區(qū)分析以及最短路徑分析問(wèn)題的解決方案；采用深度優(yōu)先遍歷方法，實(shí)現(xiàn)了 Dijkstra算法。所以要實(shí)現(xiàn)城市管理的科學(xué)化、現(xiàn)代化，就必須實(shí)現(xiàn)管線資料的數(shù)字化 管理，對(duì)城市內(nèi)的管線進(jìn)行普查，并對(duì)管線資料的管理做出長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃。由于管線的空間信息和屬性信息分別存貯于不同的介質(zhì)，很難統(tǒng)一利用和管理，也難以進(jìn)行信息的更新。 江蘇 大學(xué)畢業(yè)論文 2 建立地下管線地理信息系統(tǒng)還有很多方面的應(yīng)用，如自來(lái)水管道、煤氣天然氣管道突發(fā)事故的應(yīng)急 處理 系統(tǒng)、在管線地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)上進(jìn)行漏水調(diào)查等。 城市地下管線信息系統(tǒng)在這種背景下應(yīng)建設(shè)和應(yīng)用的需要而研制開(kāi)發(fā)。 (3)分析和提出了地下管線的信息編碼和屬性數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)方案，對(duì)管線信息的空間分析手段作了深入的探討；在此基礎(chǔ)上，運(yùn)用 MapObjects 作為二次開(kāi)發(fā)控件，以 ComGIS 為基礎(chǔ)對(duì)地下管線信息系統(tǒng)項(xiàng)目進(jìn)行了詳盡的方案設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)輸入、屬性查詢(xún)、空間分析、圖形輸出、系統(tǒng)維護(hù)等多方面功能。 (2)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)組織的模型；闡述了地理信息系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)分析的概念及常規(guī)網(wǎng)絡(luò)分析的解決方案，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的方法，采用深度 優(yōu)先遍歷方法實(shí)現(xiàn) Dijkstra 算法。采用高新技術(shù)和方法來(lái)高效管理地下各類(lèi)專(zhuān)業(yè)管線，滿足決策、管理部門(mén)和施工單位的需要已成為鎮(zhèn)江市信息管理當(dāng)務(wù)之急。 在建立地下管線地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)后，應(yīng)用地理信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)分析和各種專(zhuān)業(yè)算法，可動(dòng)態(tài)模擬出管道內(nèi)各種參數(shù)，如溫度、壓力、密度、流量，做出這些物料的流動(dòng)狀態(tài)波動(dòng)曲線圖， 據(jù)此 判斷管線上各裝置的運(yùn)行情況，發(fā)出停、 開(kāi)、升、降等各種指令，何時(shí)需開(kāi)足馬力，何時(shí)需關(guān)閉閥門(mén)，合理調(diào)控，以維持管線網(wǎng)的最佳運(yùn)行狀態(tài) [7,8]。 （ 2） 80 年代后期至 90 年代，為摸清城市地下管網(wǎng)情況，我國(guó)開(kāi)展了大規(guī)模的城市地下管網(wǎng)普查，并率先使用計(jì)算機(jī)輔助制圖技術(shù)（ AutoCAD）繪制管線分布圖；使用 DBASE、 FOXPRO 等數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)存貯管理管線和管件的屬性信息。此外，城市管線資料來(lái)源不明確，精度不可靠，且在傳統(tǒng)的管線資料管理模式下，圖文表格不統(tǒng)一，分類(lèi)統(tǒng)計(jì)、檢索速度慢，不利綜合分析，存在較多弊端。 本文通過(guò)廣泛 查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，開(kāi)發(fā)并實(shí)現(xiàn)了地下管線信息系統(tǒng)，主要工作包括： （ 1） 設(shè)計(jì)了適于管網(wǎng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的柵格矢量一體化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，采用這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)管網(wǎng)數(shù)據(jù)，在保證管線數(shù)據(jù)全面、準(zhǔn)確的同時(shí)，簡(jiǎn)化了存儲(chǔ)操作，提高了管網(wǎng)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)效率。 第四章對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了需求分析，并根據(jù)需求分析明確了系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本原則，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能模塊和數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)字典。硬件設(shè)備包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備、輸入設(shè)備 (如數(shù)字化儀、掃描儀、全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站等 )、輸出設(shè)備（如矢量繪圖儀、柵格式繪圖設(shè)備等）；數(shù)據(jù)包括與地理實(shí)體相 關(guān)的各種定量數(shù)據(jù)和定性數(shù)據(jù)：用戶(hù)則是地理信息系統(tǒng)服務(wù)的對(duì)象[16~20]。地理信息系統(tǒng)的查詢(xún)與空間分析功能是 GIS 的主要特色功能，是區(qū)別于一般地圖制作系統(tǒng)的主要特點(diǎn)。 表 地下管線的分類(lèi) 專(zhuān)業(yè) 建（構(gòu)）筑物 附屬設(shè)施 給水 水源井、給水泵站、水塔、清水池、凈化池 閥門(mén)、水表、消火栓、排水閥、排泥閥、預(yù)留接頭、各種窨井 排水 排水泵站、沉淀池、化糞池、凈化構(gòu)筑物、暗溝、地面出口 檢查井、跌水井、水封井、仲洗井、沉泥井、排污裝置 燃?xì)狻崃?、工業(yè) 抽水井、調(diào)壓房、煤氣站、鍋爐房、動(dòng)力站、儲(chǔ)氣罐、冷氣塔 濃縮器、排氣 (排水、排污 )裝置、凝水缸、各種窨井 電力 變電所、配電室、電纜檢修井、各種塔（桿） 桿上變壓器、露天地面變壓器 通訊 電纜檢修井、控制室、變換站、塔、桿、增音站、差轉(zhuǎn)臺(tái) 交接箱、分線箱、各種窨井 這 些建、構(gòu)筑物和附屬設(shè)施按照其本身的運(yùn)轉(zhuǎn)特性有機(jī)結(jié)合，構(gòu)成城市的生命線工程。同時(shí)，它不同于一個(gè)單純的 MIS（信息管理系統(tǒng)）、 DSS（決策支持系統(tǒng)）、 OA（辦公自動(dòng)化系統(tǒng)）等，它是在某種條件下各系統(tǒng)的綜合運(yùn)用，不 僅應(yīng)用于城市管線的日常管理工作，還可以進(jìn)行城市規(guī)劃的輔助設(shè)計(jì)等管理方面 [6,8]。各種地下管線不同的井位與地面建立聯(lián)系，如給水管道通過(guò)檢修井、各種水表、閥門(mén)與地面建立關(guān)聯(lián)。對(duì)于這樣的二維系統(tǒng)，可以用公式 21表達(dá)： V=f（ x, y） (21) V＝ f（ x， y， z） (22) 其中公式 21 中（ x， y）是平面坐標(biāo)， V是對(duì)應(yīng)于此點(diǎn)的屬性數(shù)據(jù)，對(duì)子不同的層， V表示不同的含義。 (2) 基于應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā) 指基于 GIS 平臺(tái)軟件上進(jìn)行應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，大多數(shù) GIS 平臺(tái)軟件都提供了可供用戶(hù)進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)的的腳本語(yǔ)言，如 ESRI 的 ArcView 提供了 Avenue 語(yǔ)言，MapInfo 公司的 MapInfo Professional 提供了 MapBasic 語(yǔ)言等等。 集成二次開(kāi)發(fā)方法唯一的缺點(diǎn)是前期投入比較大，需要同時(shí)購(gòu)買(mǎi) GIS 工具軟件和可視化編程軟件，但 “工欲善其事，必先利其器 ”，這種開(kāi) 發(fā) 方式高效而且實(shí)用。 ComGIS基于組件對(duì)象平臺(tái)，具有標(biāo)準(zhǔn)的接口，允許跨語(yǔ)言應(yīng)用，因而使 GIS軟件的可配置性、可擴(kuò)展性和開(kāi)放性更強(qiáng)，使用更靈活，二次開(kāi)發(fā)更方便。 （ 2）無(wú)須專(zhuān)門(mén)的 GIS開(kāi)發(fā)語(yǔ)言。 ComGIS提供實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)的采集、儲(chǔ)存、管理、分析和模擬等功能，其它非 GIS功能可以使用專(zhuān)業(yè)廠商提供的專(zhuān)門(mén)組件，有利于降低 GIS軟件開(kāi)發(fā)成本。 組件式 GIS 的實(shí)現(xiàn)技術(shù) Microsoft 給出的 COM 定義是：面向?qū)ο蟮木幊棠Ｐ?，它定義了對(duì)象在一個(gè)進(jìn)程內(nèi)或進(jìn)程間如何交互，在 COM 中，客戶(hù)應(yīng)用程序可以通過(guò)對(duì)象提供的接口來(lái)對(duì)其進(jìn)行訪問(wèn) [28,38]。 訪問(wèn)接口函數(shù)的實(shí)現(xiàn)是通過(guò)接口指針來(lái)完成的。Microsoft 目前迫切需要 COM、 DCOM 以及 AciveX 技術(shù)也能在其它的 OS 上使用。它有一個(gè)叫 Map 的 ActiveX 控件和 30 多個(gè)可編程的 ActiveX 對(duì)象組成，它們可以應(yīng)用于符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的Windows 開(kāi)發(fā)環(huán)境，可由 Visual Basic、 Visual C＋＋、 Delphi、 Access 等編程語(yǔ)言直接調(diào)用，在應(yīng)用程序中添加制圖和 GIS 功能 [18,39,40]。通過(guò)控制顯示區(qū)域的中心位置、鼠標(biāo)確定的矩形大小、比例尺控制顯示區(qū)域內(nèi)容。 （ 10）查詢(xún)和更新選擇的特征的屬性數(shù)據(jù)（ shape 格式）。這樣，用戶(hù)可迅捷地在大量信息中查看其模式和關(guān)系，而不用不斷地訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)。 ● 有豐富的地圖投影供用戶(hù)選擇。 （ 3）支持通過(guò)微軟 ODBC 規(guī)范進(jìn)行的外部數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)。 （ 11）強(qiáng)大而出色的對(duì)象模型。 各種管線規(guī)格、大小互不相同，而且在管線上還分布有大量的建（構(gòu)）筑物、附屬設(shè)施、探測(cè)點(diǎn)和窨井等管點(diǎn)，但都可抽象的用線段和點(diǎn)表示，其它差異可以通過(guò)屬性來(lái)加以區(qū)分。根據(jù)屬性數(shù)據(jù)編碼原則對(duì)地下管線信息系統(tǒng)的屬性數(shù)據(jù)編碼規(guī)則和編碼方法如表 。 表 管線屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 序號(hào) 數(shù)據(jù)項(xiàng) 寬度 數(shù)