【導(dǎo)讀】給水、排水等功能的重要基礎(chǔ)設(shè)施，是保證社會(huì)經(jīng)濟(jì)及人們生活順利進(jìn)行的基本條件，是城市賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，被喻為城市的“生命線”。的城市功能所形成的良好的投資環(huán)境能夠保障經(jīng)濟(jì)發(fā)展快速，加速現(xiàn)代化進(jìn)程。城市發(fā)展越快，城市功能負(fù)載也越重，對地下管線的依賴性也就越大。出了問題，后果很嚴(yán)重。然而，城市地下管網(wǎng)種類繁多，用途廣泛，數(shù)據(jù)量龐大，而。且設(shè)施埋藏于地下，給管理造成很大困難。因此，信息系統(tǒng)的建立變得非常必要了。的信息系統(tǒng)建立，系統(tǒng)的各種功能的實(shí)現(xiàn)等方法。

　　

【正文】 全的 Web 支持。 應(yīng)用及拓展應(yīng)用 地下管網(wǎng)信息系統(tǒng)用途廣泛，基本是有城市的地方就少不了其身影，將城市所有的地下管線以動(dòng)態(tài)方式管理起來，使數(shù)據(jù)始終反映最新的現(xiàn)狀，可以為城市規(guī)劃、消防、電信、供電等部門提供大量的信息，同時(shí)為政府決策提供可靠的依據(jù)。 在施工之前，將擬建建議工程與已建管線疊加，可避免占?jí)旱叵鹿芫€。 可準(zhǔn)確地查詢出管線的性質(zhì)、位置、材質(zhì)、附件名稱 （ 如閥門、消火栓等 ） 、管徑等，提供準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù)。 可輸出各種形式的綜合圖、專業(yè)圖，對圖形進(jìn)行任意比例尺的縮放；可輸出不同規(guī)格的 圖紙，將多幅圖拼接輸出，方便外業(yè)施工和管理。 可對管線進(jìn)行縱、橫剖面處理，為管線設(shè)計(jì)部門非常方便地提供各種數(shù)據(jù)。 地下管網(wǎng)綜合查詢?？砂磳傩詳?shù)據(jù)庫中的字段名作任意查詢，可統(tǒng)計(jì)任意區(qū)域內(nèi)的閥門、消火栓等管線附件的個(gè)數(shù)。這樣，可在地下管線發(fā)生事故時(shí)，提出應(yīng)急方案．劃定危險(xiǎn)區(qū)域功能可為公安消防部門結(jié)合地形圖的位置，提出最佳事故處理路線，制定最佳解決方案。 系統(tǒng)可提供與通用圖形平臺(tái)接口。為將來系統(tǒng)上升到大型地理信息系統(tǒng)提供強(qiáng)有力的保障 ， 同時(shí)，為 GIS 系統(tǒng)的全面開發(fā)打下基礎(chǔ)。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè) 論文 17 管網(wǎng)信息系統(tǒng)的發(fā)展趨 勢 城市地下管網(wǎng)信息系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用經(jīng)歷了 GIS 的地下管網(wǎng)由二維到三維 ， 由單機(jī)到基于 Web 信息系統(tǒng)的發(fā)展歷程 ， 許多實(shí)用的地下管網(wǎng)管理系統(tǒng) ， 特別是基于成熟的 GIS 技術(shù)的二維地下管網(wǎng)管理系統(tǒng)對城市的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展，對人民生活水平的提高作出了積極的貢獻(xiàn) 。 隨著三維計(jì)算機(jī)圖形和 GIS 技術(shù)的發(fā)展 ， 三維地下管網(wǎng)信息系統(tǒng)和基于 Web 技術(shù)的地下管網(wǎng)信息系統(tǒng)將會(huì)得到更大的發(fā)展， OpenGL、 VRML（ X3D） 、Java3D、 Direct 3D 等技術(shù)將會(huì)更多地應(yīng)用于三維和基于 Web 的地下管網(wǎng)信息系統(tǒng)的開發(fā)，成熟的、商品化的三維和 基于 Web 的地下管網(wǎng)信息系統(tǒng)將會(huì)隨著更多的三維 GIS和 WebGIS 系統(tǒng)的誕生而不斷涌現(xiàn) 。 隨著三維地下管網(wǎng)信息系統(tǒng)的發(fā)展，將會(huì)出現(xiàn)基于 4D—GIS 技術(shù)的四維 （ 即在三維的基礎(chǔ)上加上時(shí)間序列 ） 地下管網(wǎng)信息系統(tǒng) 。 地下管網(wǎng)信息系統(tǒng)也必將從分散走向集成，從二維走向三維和四維，從單機(jī)走向網(wǎng)絡(luò)。并最終在現(xiàn)代化城市管理中發(fā)揮更大的作用 。 本章小結(jié) 本章通過對地下管網(wǎng)信息系統(tǒng)細(xì)致的分析，來研究地下管網(wǎng)信息系統(tǒng) 具體特性，以便更好的建立自己的系統(tǒng) 。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè) 論文 18 第 5 章 城市地下管網(wǎng)信息系統(tǒng)地建立 建立城市地下管網(wǎng)信息系統(tǒng)首先要選擇一個(gè)二次開發(fā)的平臺(tái)，在這里選擇了Mapinfo，本章從對 Mapinfo 的認(rèn)識(shí)，過渡到以 Mapinfo 為平臺(tái)進(jìn)行城市地下管網(wǎng)信息系統(tǒng)中各個(gè)功能的實(shí)現(xiàn)。 Mapinfo 簡介 Mapinfo 是目前世界上比較完備、功能強(qiáng)大、全面直觀的桌面地理信息系統(tǒng)。是一套強(qiáng)大的基于 Windows 平臺(tái)的地圖化信息解決方案。使用 Mapinfo Professional，提供地圖繪制、編輯、地理分析、網(wǎng)格影像等功能。利用 Mapinfo 提供的 最佳決策支持系統(tǒng)，商業(yè)分析專家和 GIS 專家可以方便的將數(shù)據(jù)和地理信息的關(guān)系直觀的展現(xiàn)。它復(fù)雜而深層次的可視化地理分析功能可以幫助用戶在數(shù)據(jù)庫中不同的數(shù)據(jù)之間建立關(guān)聯(lián)，在同一個(gè)環(huán)境下顯示，并迅速揭示數(shù)據(jù)之間的關(guān)系以及易被忽視的數(shù)據(jù)模式，從而作出快速有效的決策，提高運(yùn)作效率，加強(qiáng)競爭能力。 作為一項(xiàng)源于 GIS、高于 GIS、在理念、功能和應(yīng)用等方面超越傳統(tǒng) GIS 的新技術(shù)， Mapinfo 將技術(shù)、相關(guān)數(shù)據(jù)、服務(wù)與業(yè)內(nèi)專業(yè)知識(shí)結(jié)合在一起，使我們能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行測量、比較、直觀化、分析然后采取行動(dòng)，利用位置信息和外 部因素促進(jìn)業(yè)務(wù)的開展和實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。 Mapinfo 特點(diǎn)與功能 Mapinfo 的技術(shù)特點(diǎn) 地圖表達(dá)與處理功能： Mapinfo 作為一種功能強(qiáng)大的圖形軟件，提供了強(qiáng)大的圖形編輯工具箱，用戶可以對圖形元素任意進(jìn)行增加、刪除、修改等基本編輯操作。關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理功能： Mapinfo 內(nèi)置關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，支持 SQL 查詢。 Mapinfo可以運(yùn)用地理編碼的功能，根據(jù)各數(shù)據(jù)點(diǎn)的地理坐標(biāo)或空間地址，將數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)與其在地圖上相對應(yīng)的圖形元素一一對應(yīng)。通過完成數(shù)據(jù)庫與圖形的有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)在圖形的基礎(chǔ)上對 數(shù)據(jù)庫的操作。 數(shù)據(jù)查詢分析功能 ： Mapinfo 的精華是其分析查詢功能，即它能夠準(zhǔn)確地在屏幕上查詢、分析與其相應(yīng)的地理數(shù)據(jù)庫信息。對于相對比較簡單的分析查詢， Mapinfo提供了對象查詢工具、區(qū)域查詢工具、緩沖區(qū)查詢以及一些常用的邏輯與數(shù)據(jù)的分析查詢函數(shù)，用戶可以隨時(shí)運(yùn)用靈活的查詢工具或運(yùn)用函授建立表達(dá)式的方式完成；而對較復(fù)雜的分析查詢，則可通過 MapBasic 編寫的查詢程序來實(shí)現(xiàn)。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè) 論文 19 數(shù)據(jù)的可視表達(dá)方式： Mapinfo 采用了地圖（ Map）、瀏覽表格（ Browser）和圖表（ Graph）等三種不同的 方式對數(shù)據(jù)庫內(nèi)容進(jìn)行描述，這三種視圖均可動(dòng)態(tài)鏈接。當(dāng)用戶改變某一張視圖的數(shù)據(jù)時(shí)，其他視圖會(huì)實(shí)時(shí)自動(dòng)地作相應(yīng)變化。 對于屬性數(shù)據(jù)和查詢分析的結(jié)果， Mapinfo 還可以采用專題圖（ Thematic Map）的顯示方式，它以條形圖（ Bar Chart）、餅圖（ Pie Chart）、點(diǎn)密度圖（ Dotdensity）、區(qū)塊圖（ Ranges）、數(shù)量分級(jí)圖（ Graduated）等多種顯示模式，運(yùn)用用戶自定義的顏色、填充模式、圖形圖例等圖形顯示類型，直觀、生動(dòng)地把數(shù)據(jù)和分析查詢結(jié)果顯示在屏幕上，便于用戶迅速了解和判斷有 關(guān)的屬性數(shù)據(jù)和查詢結(jié)果。 系統(tǒng)開發(fā)工具： Mapinfo 提供 MapBasic 作為與 Mapinfo 配套的用戶開發(fā)工具。用戶使用 MapBasic 可以設(shè)計(jì)、建立符合自己特點(diǎn)和要求的純用戶化的應(yīng)用系統(tǒng)。 優(yōu)秀的輸出能力： MapBasic 具有靈活的輸出方式，支持圖表混合輸出。 Mapinfo 的數(shù)據(jù)組織 屬性數(shù)據(jù)的表結(jié)構(gòu)文件 .TAB 屬性數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)文件定義了地圖屬性數(shù)據(jù)的表結(jié)構(gòu)，包括字段數(shù)、字段名稱、字段類型和字段寬度、索引字段及相應(yīng)圖層的一些關(guān)鍵空間信息描述。 TAB 文件實(shí)際上是一個(gè)文 本文件，可以在寫字板中打開觀察其內(nèi)容。 屬性數(shù)據(jù)文件 .DAT 屬性數(shù)據(jù)文件中存放完整的地圖屬性數(shù)據(jù)。在文件頭之后，為表結(jié)構(gòu)描述，其后首尾相接地緊跟著各條具體地屬性數(shù)據(jù)記錄。 交叉索引文件 .ID 交叉索引文件記錄了地圖中每一個(gè)空間對象在空間數(shù)據(jù)文件（ .MAP）中的位置指針。每四個(gè)字節(jié)構(gòu)成一個(gè)指針。指針排列的順序與屬性數(shù)據(jù)文件（ .DAT）中屬性數(shù)據(jù)記錄存放的順序一致。交叉索引文件實(shí)際上是一個(gè)空間對象的定位表。 空間數(shù)據(jù)文件 .MAP 具體包含 了各地圖對象的空間數(shù)據(jù)?？臻g數(shù)據(jù)包括空間對象的幾何類型、坐標(biāo)信息和顏色信息等。另外還描述了與該空間對象對應(yīng)的屬性數(shù)據(jù)記錄在屬性數(shù)據(jù)文件（ .DAT）中的記錄號(hào)。這樣，當(dāng)用戶從地圖上查詢某一地圖對象時(shí)，就能夠方便地查到與之相關(guān)的屬性信息。 索引文件 .IND 索引文件并不是必須的，只有當(dāng)用戶規(guī)定了數(shù)據(jù)庫的索引字段后 Mapinfo 才會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生索引文件。索引文件中對應(yīng)于每個(gè)索引字段都有一個(gè)索引表。在每個(gè)索引表中，先給出總的數(shù)據(jù)庫記錄數(shù)目，然后按照索引順序給出每條屬性數(shù)據(jù)記錄在對應(yīng)的索引黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè) 論文 20 字段處的 具體屬性數(shù)據(jù)和該記錄在屬性文件（ .DAT）及交叉索引文件（ .ID）中的記錄號(hào)。 系統(tǒng)技術(shù)要求 地下管網(wǎng)數(shù)據(jù)庫有空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù) 2 類數(shù)據(jù)構(gòu)成的 空間數(shù)據(jù) 空間數(shù)據(jù)為城市地下管網(wǎng)的形狀、走向及位置。 屬性數(shù)據(jù) 屬性數(shù)據(jù)就是地下管網(wǎng)的信息、例如管線典型號(hào)、大小，各種管線位置、與相鄰建筑物的位置、長度、埋深、材質(zhì)、建成年限、施工單位等。 數(shù)據(jù)庫的建立 空間數(shù)據(jù)庫 ① 地下管線探測是獲取數(shù)據(jù)主要手段，是一切后期處理的基礎(chǔ)，此過程在戶外完成。 ② CAD 成圖是把從戶外收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算機(jī)軟件 處理，使數(shù)據(jù)變成帶有數(shù)據(jù)屬性的圖像文件。不僅使成果變得直觀，還為下一步數(shù)據(jù)庫的建立打好基礎(chǔ)。 ③ CAD 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成 Mapinfo 數(shù)據(jù)格式是計(jì)算機(jī)完成的，對操作者沒什么要求，只要把輸出格式和輸出路徑設(shè)置好就可以。 ④ Mapinfo 符號(hào)庫地建立，必須根據(jù)建立符號(hào)的規(guī)范建立。 ⑤ 圖形編輯，建立好 Mapinfo 符號(hào)庫以后，把轉(zhuǎn)換好的 MAPINFO 文件導(dǎo)入，即可編輯圖形。 ⑥ 把編輯好的圖形導(dǎo)入到 SQL 關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中，地下管線信息系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)庫就完成了。 在空間數(shù)據(jù)庫建立過程中，還需要考慮數(shù)據(jù)的使用權(quán)限、數(shù)據(jù)更新的質(zhì)量問 題和安全性、數(shù)據(jù)庫的恢復(fù)能力、數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)?[11]。 屬性數(shù)據(jù)庫 在整個(gè)系統(tǒng)中屬性數(shù)據(jù)是非常龐大復(fù)雜的，為了便于系統(tǒng)的查詢和統(tǒng)計(jì)，我們把屬性數(shù)據(jù)分成 2 個(gè)部分：管線點(diǎn)數(shù)據(jù)、管線數(shù)據(jù)。其中，管線點(diǎn)和線屬性數(shù)據(jù)在圖形編輯室同時(shí)錄入，并把屬性表單獨(dú)存放在 SQL 數(shù)據(jù)庫中如圖 51。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè) 論文 21 圖庫 圖層 屬性庫 圖 51 地下管線數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 屬性數(shù)據(jù)庫包括管線段 數(shù)據(jù)癢、管線點(diǎn)數(shù)據(jù)庫和其他數(shù)據(jù)庫。 管線段文件 管線段文件為共性文件，即各種管線采用同一個(gè)管線段文件，以變徑點(diǎn)、坡點(diǎn)、交叉點(diǎn)作為管線段的結(jié)點(diǎn)，其結(jié)構(gòu)見表 52 表 52 管線段文件結(jié)構(gòu)表 字段名稱 字段類型 字段寬度 管線段號(hào) Ch. 6 隸屬街道 Ch. 4 流向 Ch. 1 壓力 Ch. 1 管線類型 Ch. 2 管線材料 Ch. 4 斷面 Ch. 8 竣工時(shí)間 Ch. 7 埋設(shè)單位 Ch. 10 例如： “管線段號(hào) ”用 6 位字符編碼，前兩位為管線類型碼，后 4 位為同類型管線基本地形圖圖庫 居民地道路 點(diǎn)要素?cái)?shù)據(jù)庫 線要素?cái)?shù)據(jù)庫 面要素?cái)?shù)據(jù)庫 地下管線圖庫 排水管線； 地下網(wǎng)線 管線點(diǎn)數(shù)據(jù)庫 管線線數(shù)據(jù)庫 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè) 論文 22 的段號(hào)。 “隸屬街道 ”用 4 位字母，取漢語拼音的第一個(gè)字母。 “斷面 ”用 8 位數(shù)字組成，前 4 位為寬， 4 位為管高或管徑，以 mm 為單位。 管線點(diǎn)文件為個(gè)性文件，即每種管線都設(shè)一個(gè)點(diǎn)文件，其結(jié)構(gòu)見表 53 表 53 管線點(diǎn)文件結(jié)構(gòu)表 字段名稱 字段類型 字段寬度 小數(shù)位數(shù) 管線點(diǎn)號(hào) N. 4 X 坐標(biāo) .N 10 3 Y 坐標(biāo) N. 10 3 管底高程 N. 7 3 地面高程 N. 7 3 高程來源 Ch. 1 —— 管線段號(hào) Ch. 6 —— 管線類型 Ch. 2 —— 該點(diǎn)設(shè)施 Ch. 2 —— 受控 閥門 Ch. 4 —— 維修井號(hào) Ch. 4 —— 所在圖幅 Ch. 2 —— 管偏 Ch. 10 —— 指針 Ch. 4 —— 例如：一個(gè)管線點(diǎn)的完全編碼為：隸屬街道 (4 位 )+管線段號(hào) (6 位 )+管線點(diǎn)名 (4)，即一個(gè) 14 位的字母、數(shù)字混合編碼。將其分解為 3 個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)，是為了清晰和便于檢索。受控閥門和檢修井號(hào)則按整個(gè)管線進(jìn)行編號(hào)。最后的一個(gè)數(shù)據(jù)頊 “指針 ”，是記錄繪圖時(shí)下一個(gè)點(diǎn)的點(diǎn)號(hào)。 其他數(shù)據(jù)庫文件（平面和高程控制文件） 平面和高程控制文件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相似，含點(diǎn)名、點(diǎn)號(hào)、等級(jí)、 XY、坐標(biāo)、高程、精 度、標(biāo)石、標(biāo)志、狀態(tài)、施測單位和時(shí)間等數(shù)據(jù)項(xiàng)。對于平面控制點(diǎn)，高程取近似高程；對于高程控制點(diǎn)， XY 坐標(biāo)為近似坐標(biāo)。精度 欄為相應(yīng)的點(diǎn)位精度或高程精度。 系統(tǒng)模塊劃分和功能設(shè)計(jì) 地下管線管理信息系統(tǒng)由 4 大模塊構(gòu)成，即外業(yè)數(shù)據(jù)采集與處理模塊、圖庫管理模塊、用戶管理模塊和管理決策模塊。外業(yè)數(shù)據(jù)采集與處理模塊是實(shí)現(xiàn)對外業(yè)數(shù)據(jù)采黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè) 論文 23 集的自動(dòng)化處理；圖庫管理模塊是實(shí)現(xiàn)對管線數(shù)據(jù)和基本地形圖數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)管理；用戶管理模塊是利用管線空間信息和屬性信息進(jìn)行查詢、統(tǒng)計(jì)和空間分析；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 51 所示。 圖 51 城市地下管線信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)的輸入與編輯 本項(xiàng)功能主要提供對各管線圖的編輯以及部分管線屬性信息的輸入功能。對于任意的管線及管點(diǎn)對象可進(jìn)行修改、刪除及添加等操作，還可進(jìn)行節(jié)點(diǎn)移動(dòng)與匹配，對象合并與分割等操作，同時(shí)還包括對管線及管點(diǎn)各表結(jié)構(gòu)的維護(hù)功能。部分屬性數(shù)據(jù)可利用編輯 )屬性輸入功能實(shí)現(xiàn)，在此還可對各屬性進(jìn)行修改。 地下管網(wǎng)數(shù)據(jù)包括兩種基本類型：樹狀網(wǎng)和環(huán)狀管網(wǎng)。樹狀管網(wǎng)大多是重力管網(wǎng)，其弧都是單向弧段，方向取決于起始節(jié)點(diǎn)的高程值，如水管網(wǎng)