利用GIS進(jìn)行閥門管理-研究

1、利用GIS進(jìn)行閥門管理-研究            摘要：本文對計(jì)算機(jī)管理閥門的方法進(jìn)行了一般性的介紹，對在通用GIS平臺上，利用二次開發(fā)的方法開發(fā)爆管關(guān)閥分析系統(tǒng)進(jìn)行了重點(diǎn)論述。并在此基礎(chǔ)上，介紹了利用AUTOMAP3.0開發(fā)閥門管理系統(tǒng)的步驟、方法，重點(diǎn)論述了爆管分析功能模塊程序的開發(fā)。最后，通過一個(gè)實(shí)例說明了該系統(tǒng)在實(shí)際工作中的應(yīng)用。 關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)管理 閥門 GIS  閥門管理是給水管網(wǎng)管理的重要內(nèi)容之一，閥門的啟閉，是管網(wǎng)局部停水檢修的唯一方法，同時(shí)也對用

2、戶的水量、水壓造成直接的影響。閥門管理工作中還存在許多問題，如：閥門的位置在現(xiàn)場難以確認(rèn)；閥門的運(yùn)行狀況難以確定，不知是否能正常啟閉；管網(wǎng)中的某一點(diǎn)停水時(shí)，需關(guān)閉哪些閥門；關(guān)閉這些閥門后對哪些用戶會產(chǎn)生影響難以估計(jì)；這些問題靠人工進(jìn)行閥門管理是難以解決的。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行管網(wǎng)閥門的管理已經(jīng)成了一種必然。1. 計(jì)算機(jī)進(jìn)行閥門管理方法簡介 計(jì)算機(jī)進(jìn)行閥門管理最簡便的方法是建立閥門的數(shù)據(jù)庫，并在數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上建立MIS系統(tǒng)。這種方法是最初步的方法。其程序編制簡單，利用通用的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)如FOXPRO、ORACLE等就能達(dá)到要求。但由此建立的MIS系統(tǒng)只能對閥門的數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢

3、、統(tǒng)計(jì)等操作，而不能進(jìn)行圖形的查詢，更不能進(jìn)行爆管關(guān)閥等專業(yè)分析。 隨著GIS技術(shù)的發(fā)展，利用GIS系統(tǒng)進(jìn)行閥門的管理已成為可能。GIS系統(tǒng)將圖形數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)鏈接在一起，統(tǒng)一進(jìn)行管理。建立系統(tǒng)后使用者可以進(jìn)行由圖查數(shù)、由數(shù)查圖的雙向查詢操作，標(biāo)有閥門精確位置的圖形、閥門的屬性數(shù)據(jù)能同時(shí)顯示在同一屏幕上，方便、直觀。GIS系統(tǒng)最初是利用FORTRAN、C+等專用語言進(jìn)行開發(fā)的，由于開發(fā)的難度較大，所以系統(tǒng)的應(yīng)用一直都不很成熟。后來，出現(xiàn)了商品化的通用GIS軟件平臺，如：ARCINFO、MAPINFO、AUTOMAP等，系統(tǒng)開發(fā)人員在這些軟件平臺的基礎(chǔ)上，按照自己的需要進(jìn)行二次開發(fā)，形成專業(yè)的G

4、IS系統(tǒng)。這種方法由于開發(fā)工作量小，開發(fā)效率高而被廣泛采用。 隨著用戶要求的不斷增加，GIS系統(tǒng)功能也不斷得到完善。除了通用的圖數(shù)雙向查詢功能外，多媒體技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治黾夹g(shù)等不斷應(yīng)用于GIS系統(tǒng)。如：AUTOMAP中的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治瞿K具有最短路徑分析，洪水淹沒分析及緩沖區(qū)分析等功能，按照用戶的應(yīng)用要求不同，開發(fā)人員可以利用系統(tǒng)提供的功能函數(shù)開發(fā)自己的專業(yè)程序。 2. 爆管關(guān)閥分析系統(tǒng)的建立 深圳市自來水公司一直在進(jìn)行利用GIS系統(tǒng)管理閥門的嘗試，最后，在AUTOMAP的基礎(chǔ)上，利用二次開發(fā)的方法，我們建立了閥門管理的GIS系統(tǒng)，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)了爆管分析的子程序。該系統(tǒng)包括8000多條市政管

5、線，3000多個(gè)市政管線上的閥門，3000多個(gè)大用戶數(shù)據(jù)?，F(xiàn)將系統(tǒng)的開發(fā)方法說明如下：2.1 原始數(shù)據(jù)收集、整理 要建立閥門管理的GIS系統(tǒng)，應(yīng)首先繪制給水管網(wǎng)圖形。公司在對全市管網(wǎng)竣工圖調(diào)查的基礎(chǔ)上，繪制了全市的1：10000市政給水管網(wǎng)圖，并在圖上精確繪制了市政管線上的閥門。后經(jīng)幾年的不斷修改、完善，市政管線、閥門的位置及精度基本能滿足現(xiàn)場作業(yè)的要求。其后，我們又發(fā)動各分公司對全市的閥門情況進(jìn)行了大規(guī)模的普查，共收集了全市5000多閥門（包括市政及預(yù)留口閥門）的位置及型號等屬性數(shù)據(jù)，并對每一閥門定制了閥門卡片，編號存檔，基本查清了閥門的數(shù)據(jù)。 2.2對閥門按路名編號，將閥門基礎(chǔ)數(shù)據(jù)輸入計(jì)算

6、機(jī)，建立閥門數(shù)據(jù)庫，同時(shí)建立用戶及管線數(shù)據(jù)庫 為了查詢、統(tǒng)計(jì)及現(xiàn)場查找的方便，閥門的編號是按各條道路進(jìn)行的，對于每條路，按從東至西或從南至北的方向?qū)﹂y門按順序依次進(jìn)行編號。這樣編號便于現(xiàn)場的查找，也便于按道路進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。閥門編號并整理成卡片后，輸入計(jì)算機(jī)，考慮到數(shù)據(jù)庫的通用性及AUTOMAP外掛數(shù)據(jù)庫的能力，我們選用FOXPRO的數(shù)據(jù)庫格式建立了有5000多條紀(jì)錄的閥門屬性數(shù)據(jù)庫。 為了能分析爆管時(shí)所影響的管段、用戶等數(shù)據(jù)，必須將管線及用戶的屬性數(shù)據(jù)建立數(shù)據(jù)庫。我們同樣利用FOXPRO的數(shù)據(jù)格式，建立了8000多條管線，3000多個(gè)大用戶的屬性數(shù)據(jù)庫。 2.3 利用AUTOMAP提供的整飾功能，

7、對圖形進(jìn)行整飾，建立正確的拓?fù)潢P(guān)系 AUTOMAP是通用的GIS開發(fā)平臺，其具有圖形整飾的功能。圖形整飾是將AUTOCAD等格式的電子地圖，整理成為具有正確拓?fù)潢P(guān)系的地圖。具體在閥門管理系統(tǒng)中，就是要建立正確的節(jié)點(diǎn)、管線、閥門的連接關(guān)系。如：在繪制電子圖形中，管線在節(jié)點(diǎn)或閥門處有時(shí)沒有斷開，系統(tǒng)自動生成拓?fù)潢P(guān)系時(shí)就會出現(xiàn)管線與節(jié)點(diǎn)的錯(cuò)誤連接，要避免此種錯(cuò)誤，在建立拓?fù)潢P(guān)系前就必須用圖形整飾的功能，手動或自動地將管線在該節(jié)點(diǎn)處斷開。類似的，在電子圖形中還存在偽節(jié)點(diǎn)、重復(fù)管線、節(jié)點(diǎn)，懸掛節(jié)點(diǎn)等錯(cuò)誤，這些錯(cuò)誤都要利用圖形整飾功能一一進(jìn)行消除。在消除這些錯(cuò)誤后，利用系統(tǒng)的自動生成拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的功能自動生成

8、表示管段、閥門、節(jié)點(diǎn)正確拓?fù)潢P(guān)系的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。 2.4 將管網(wǎng)圖形上的閥門、管線等圖形與數(shù)據(jù)庫中的閥門數(shù)據(jù)、用戶數(shù)據(jù)建立鏈接關(guān)系 該步驟的工作是建立圖形中的管線、閥門與外部數(shù)據(jù)庫中的閥門、管線及用戶數(shù)據(jù)的鏈接關(guān)系，以便進(jìn)行圖數(shù)的雙向查詢或進(jìn)行爆管關(guān)閥分析時(shí)，搜索相關(guān)的閥門、管段用戶等屬性信息。技術(shù)中圖形與屬性數(shù)據(jù)的鏈接方法有許多種，一種方法是將鏈接的屬性數(shù)據(jù)保存在圖形中，圖形與屬性的鏈接關(guān)系也保存在圖形中。一種方法是將屬性數(shù)據(jù)保存在外部數(shù)據(jù)庫，而鏈接關(guān)系保存在圖形中。還有一種方法是屬性數(shù)據(jù)保存于外部數(shù)據(jù)庫中，鏈接關(guān)系也保存于外部數(shù)據(jù)庫中。這三種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，AUTOMAP中提供了前兩種鏈接方法?？紤]到圖形鏈接的屬性數(shù)據(jù)較多，如果屬性數(shù)據(jù)按第一種方法存取，將會使圖形文件過于龐大，因此，閥門等屬性數(shù)據(jù)的存取是按第二種方法進(jìn)行的，即屬性數(shù)據(jù)存儲于外部數(shù)據(jù)庫，而圖形與屬性的鏈接關(guān)系存儲于圖形中。 2.5 利用拓?fù)浞治龉δ芎瘮?shù)編制關(guān)閥分析程序 上述的四步都是進(jìn)行的圖形和數(shù)據(jù)的整理，完畢后就要進(jìn)行爆管關(guān)閥分析系統(tǒng)的二次