【正文】 成“層”。常常在地下上、下交叉多層，每層并 江蘇 大學畢業(yè)論文 9 排鋪設多根管線，各類型管線形成縱橫交錯的地下管線立體空間。 (4)三維立體的表示、實現、分析困難。在地下管網 GIS 中，它們以不同的地理特征表達，以 MapObjects 平臺為例，管線用線（ line）表示，井位用點（ Point）表示，且以不同的圖層來區(qū)別；而 ARC／ INFO 中管線可用弧表示，井位用結點表 示，以不同的編碼來區(qū)別。 (3)點線相連，有機結合。它們隸屬于不同的專業(yè)部門管理、建設和維修，但又是一個有機的整體。 (2)所需存儲、處理的數據量大，內容繁雜。 根據對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)有效地實現對空間數據（圖形數據）和非空間數據（屬性數據）這兩種不同性質數據的操作和管理。 地下管線系統(tǒng)的特點 從功能上來說，城市地下管線信息系統(tǒng)應能快速提供現勢性強、真實準確的地下管線信息，并能實現快速查詢、綜合分析、輔助設計等操作，從而為城市的發(fā)展預測、規(guī)劃決策等管理提供可靠的依據。 地下管線信息系統(tǒng)就是在 GIS 基礎上開發(fā)出來的綜合性系統(tǒng)， 它與 GIS 系統(tǒng)一樣都包含 數據采集、數據編輯、數據存儲管理 、查詢與空間分析 五個部分 [3,5,8]。 地下管線 管線的線 管線點 空間數據 屬性數據 空間數據 屬性數據 圖 地下管線的層次結構示意圖 江蘇 大學畢業(yè)論文 8 地下管線信息系統(tǒng)與 GIS 的關系 地下管線信息系統(tǒng)的實現方式之一是由城市各職能部門和各有關行業(yè)的實體以各自成熟運行的專業(yè) (或專題 )GIS 以一定方式集成為一體。以給水管網為例，它是一個由各種管道、水源、泵站、水塔、調節(jié)閥（減壓閥，止回閥等）、用戶等多種設施構成的龐大而復雜的輸水管道系統(tǒng)。 各大類仍可向下細分，各類管線又設有不同的建筑物、構筑物以及附屬設施，具體如表 所示。 要解決上述問題，就必須對信息系統(tǒng)內的每條管線給出嚴格的定義，這關系到整個地下管線信息系統(tǒng)的綜合查詢、網絡分析、斷面生成等綜合功能的實現。 地下管線 系統(tǒng) 地下管線的概念 一條管線就是由管線點按一定連接關系構成的線，代表實際管線的走向。 輸出與表示 輸出與表示是指將 GIS 內的原始數據或經過系統(tǒng)分析和轉換后重新組織的數據以某種用戶可以理解的方式提交給用戶；表示方式可以是地圖、表格、圖表、文字、數字、影像等。 查詢與空間分析 對單幅或多幅專 題圖件進行分析運算和指標量算。包括空間數據編輯和屬性數據編輯，空間數據編輯就是利用地理信息系統(tǒng)軟件工具，對現有的己采集到的空間數據進行處理和再加工的過程。數據的采集方法包括：現有地圖數字化、野外測量數據、航空攝影測量、數字式地理信息處理、屬性數據和文字信息的錄入等。 狹義的地理信息系統(tǒng)僅指計算機軟件，軟件部分由五個子系統(tǒng)組成（如圖 所示）。 地理信息系統(tǒng)的結構 廣義上講，地理信息系統(tǒng)由硬件設備、計算機軟件、數據和用戶四大要素組成。 GIS 是以計算機為基礎的新興技術，圍繞著這項技術的研究、開發(fā)和應用形成了一門交叉性、邊緣性的學科，主要涉及地理學、測量學、制圖學、攝影測量與遙感、計算機科學等領域 [11~13]。 江蘇 大學畢業(yè)論文 5 第二章 相關理論與技術基礎 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、分析和描述整個或部分地球表面（包括大氣層在內）與空間和地理分布有關的數據的空間信息系統(tǒng) [8]。 第五章設計了城市地下管線信息系統(tǒng)基于 MapObjects 的 C/S 模式體系結構，說明了構成系統(tǒng)的幾個模塊的功能；對系統(tǒng)實現中的幾個關鍵問題，給出了解決方法。 第三章分析了管線數據的特點，設計了城市地下管網信息系統(tǒng)數據編碼和管線數據組織模型；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)先遍歷方法的實現了 Dijkstra 算法。 論文的結構 本文主要分為六章，其主要內容概要如下： 第一章主要介紹了課題的背景和研究意義，概述了地下管線信息系統(tǒng)應用范圍，總結了目前現有的城市地下管線信息管理系統(tǒng)中存在的不足，闡述了本文的主要研究工作。 （ 4） 三維圖形顯示。 （ 2） 討論了幾種常規(guī)空間網絡分析包括事故分析、縱橫斷面分析、緩沖區(qū)分析以及最短路徑分析問題的解決方案；采用深度優(yōu)先遍歷方法，實現了 Dijkstra算法。基于原有 GIS二次開發(fā)平臺開發(fā)的地下管線管理系統(tǒng)，大多數只具有原平臺提供的常用空間分析功能，而缺少針對管線數據管理所需要的網絡分析功能，或者只提供了很簡單 江蘇 大學畢業(yè)論文 4 的網絡分析功能。 目前大多數系統(tǒng)使用的數據格式單一，數據互操作性不強，有的系統(tǒng)雖然支持多種數據格式，但在數據格式的轉化中常常出現數據丟失、變形等問題。這種相對獨立且分散的基于文檔的管理方法，其弊病是顯而易見的：首先表現在于表格文檔和地圖文檔的非同步更新，造成內容上的不一致和混亂；其次，紙質文檔有不易查詢、保存攜帶、復制和不便于保密等缺點。所以要實現城市管理的科學化、現代化，就必須實現管線資料的數字化 管理，對城市內的管線進行普查，并對管線資料的管理做出長遠規(guī)劃。其次，由于事先缺乏地下管線現狀資料，有些道路及管線工程無法按設計進行施工，不得不在現場修改設計方案，且覆土前又未進行竣工測量，造成管線數據的動態(tài)更新難以實施。 但是由于種種原因，目前城 市地下管線的管理存在若干問題。我國于 90 年代初相繼使用國外的 GIS 平臺（ ArcInfo、 Intergraph），有的甚至用 AutoCAD 探索開發(fā)管線 江蘇 大學畢業(yè)論文 3 信息管理系統(tǒng)。由于管線的空間信息和屬性信息分別存貯于不同的介質，很難統(tǒng)一利用和管理，也難以進行信息的更新。 地下管線信息系統(tǒng)的現狀 城市地下管線是城市經濟活動和人民生活的命脈，任何時期，城市都極為重視地下管線信息的管理 [7]，但是不同時期 地下 管線信息的管理有其身特點： （ 1） 80 年代前，所有管線 的權屬部門和城建部門都建有完備的檔案室，以保存管線的竣工圖和各種管線的屬性卡片、表冊，但隨著城市的發(fā)展，這種手工管理方式遠遠跟不上城市發(fā)展的需求，矛盾日益尖銳。 （ 3） 借助于地下管 線信息管理系統(tǒng)的網絡運行功能和三維顯示功能，使一個城市的建設部門和管線權屬機構，一個企業(yè)的各個管理部門，能充分實現管線信息的共享并進行各自的管理功能；能遠距離瀏覽查詢和形象地觀測地下管線的復雜分布和相應的空間關系。因此，基于鎮(zhèn)江管線信息系統(tǒng)進行相關的技術研究，為城市建設和管理提供決策支持工具，將有助城市管理水平， 主要體現在如下幾方面： （ 1） 借助于地下管線信息管理系統(tǒng)強大的空間數據庫已能很可靠、很完美地將一個城市的基礎地理信息、各種管線、管件空間信息及它們復雜的屬性信息一體化存儲、分類、分層地進行存儲管理。 江蘇 大學畢業(yè)論文 2 建立地下管線地理信息系統(tǒng)還有很多方面的應用，如自來水管道、煤氣天然氣管道突發(fā)事故的應急 處理 系統(tǒng)、在管線地理信息系統(tǒng)基礎上進行漏水調查等。建立地下管線地理信息系統(tǒng)可以使地下管線變暗為明，利用過去的資料和先進的儀器搞清楚地下管線的確切位置、埋深、走向、埋設方式、方圓直徑、材質等，建立起地下管線地理信息系統(tǒng)，為規(guī)劃設計部門提供確實可靠的數據，從而在建設施工中避免了重大事故的發(fā)生 [6,7]。由于管線處在地下暗處，看不見摸不著，對管線的走向、相互間距、埋設深度無法直接了解。 地下管線管理信息系統(tǒng)在規(guī)劃、石化企業(yè)、自來水公司、消防、煤氣、天然氣等部門有著廣闊的應用 [3~5]。 城市地下管線信息系統(tǒng)在這種背景下應建設和應用的需要而研制開發(fā)。隨著時代和科學技術的發(fā)展，城市的現代化步伐日趨加快，城市建設、管理、發(fā)展的矛盾日益突出。但由于多方面的原因，鎮(zhèn)江市現有地下各類專業(yè)管線的資料殘缺不全， 且有關 資料精度不高或與現狀不符，造成在建設施工中時常發(fā)生挖斷或挖壞地下管線，造成停氣、停水、停暖、通信中斷、污水 四溢等嚴重事故，并且因為缺乏相應的事故分析能力，對事故響應時間不夠及時 。 (4) 采 用 C/S 模式，設計和實現了城市地下管網信息系統(tǒng)，并對系統(tǒng)實現中的幾個關鍵問題，給出了解決方法。 (3)分析和提出了地下管線的信息編碼和屬性數據庫的設計方案，對管線信息的空間分析手段作了深入的探討；在此基礎上，運用 MapObjects 作為二次開發(fā)控件，以 ComGIS 為基礎對地下管線信息系統(tǒng)項目進行了詳盡的方案設計，實現數據輸入、屬性查詢、空間分析、圖形輸出、系統(tǒng)維護等多方面功能。本文的主要工作包括： (1)分析了地下管線信息系統(tǒng)的特點以及與地理信息系統(tǒng)的關系，在比較分析三種開發(fā)模式和兩種流行的 GIS 開發(fā)平臺的基礎上，結合 ComGIS 的特點和原理，基于 MapObjects 進行二次開發(fā)形成了一套拓展的 GIS 控件。J I A N G S U U N I V E R S I T Y 本 科 畢 業(yè) 論 文 地下管線管理信息系統(tǒng)設計與實現 Design and Implementation for the Underground Pipeline Information System 學院名稱： 專業(yè)班級： 學生姓名： 指導教師姓名： 指導教師職稱： 2020 年 05 月 江蘇 大學畢業(yè)論文 2 地下管線管理信息系統(tǒng)設計與實現 專業(yè)班級： 學生姓名： 指導教師： 職稱： 摘要 隨著現代城市的發(fā)展 ，地下管線 已成為 人民生活和經濟活動的命脈，也成為城市賴以生存和發(fā)展的物質基礎。本文對國內外地理信息系統(tǒng)技術和管線信息系統(tǒng)的特點進行了綜述，分析了系統(tǒng)的開發(fā)模式和實現技術，確定 了二次開發(fā)的控件和算法，并設計實現了城市地下管線信息系統(tǒng)。 (2)分析了管線數據的特點，設計了城市地下管網信息 系統(tǒng)數據編碼和管線數據組織的模型；闡述了地理信息系統(tǒng)中網絡分析的概念及常規(guī)網絡分析的解決方案，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)先遍歷方法實現 Dijkstra 算法。系統(tǒng)在一定程度上解決了目前大多數系統(tǒng)的數據格式單一、數據互操作性不強，或在數據格式轉化中常常出現數據丟失、錯誤改變等問題，實現了比較完備的管線空間數據與屬性數據編輯及維護功能。 關鍵詞 ：地下管線，地理信息系統(tǒng)，數據庫，三維可視化， C/S 模式 江蘇 大學畢業(yè)論文 3 Design and Implementation for the Underground Pipeline Information System Abstract Along with the urban development, underground pipeline has bee the live vein of the people and the economic activities, also bee the material base of urban survival and development. This paper gives a review on the development of GIS and an analysis on the characteristics of currently popular