城市三維地下管線(xiàn)管理系統(tǒng)

PAGEPAGE5城市三維地下管線(xiàn)管理系統(tǒng)一、城市地下管線(xiàn)城市管網(wǎng)是城市最重要的公共基礎(chǔ)設(shè)施之一，與城市的發(fā)展和居民的日常生活息息相關(guān)。根據(jù)不同的市政建設(shè)，管網(wǎng)分為供水、排水、通信、電力等多種類(lèi)別，其分布也遍及地下、空中、水下等。城市地下管線(xiàn)是城市建設(shè)的重要內(nèi)容和城市生存和發(fā)展的生命線(xiàn)。具有規(guī)模大、范圍廣、管線(xiàn)種類(lèi)繁多、空間分布復(fù)雜、變化大、增長(zhǎng)速度快、形成時(shí)間長(zhǎng)等特點(diǎn)。觸及城市的各個(gè)角落，與人民生活息息相關(guān)。當(dāng)今的城市中布滿(mǎn)了各種各樣的管線(xiàn)，類(lèi)似于以前手工的管理模式和管理手段已無(wú)法滿(mǎn)足“合理規(guī)劃、科學(xué)管理、優(yōu)質(zhì)服務(wù)”的要求。對(duì)于突發(fā)事故的應(yīng)變能力和處理效率難以適應(yīng)企業(yè)集團(tuán)高速發(fā)展的需求，各級(jí)管線(xiàn)管理單位需要一種更為方便、及時(shí)的方式，來(lái)管理自來(lái)水、供暖、排污、燃?xì)?、電信信?hào)等管線(xiàn)資源——管線(xiàn)系統(tǒng)，要求科學(xué)管理管網(wǎng)資源及相關(guān)的管網(wǎng)信息，實(shí)現(xiàn)整個(gè)管網(wǎng)的協(xié)調(diào)與統(tǒng)一。同時(shí)各種綜合信息，如工程報(bào)表、維修維護(hù)信息等也需要以管網(wǎng)信息為依據(jù)，要做到科學(xué)化管理。傳統(tǒng)的二維GIS方式管理管網(wǎng)，總是受到平面顯示范圍的限制，無(wú)法從縱深上直觀反映管網(wǎng)間真實(shí)的空間位置，難以對(duì)大量的管線(xiàn)信息進(jìn)行有效的描述和表達(dá)。管線(xiàn)三維模型能直觀地描述管線(xiàn)的三維特征及管線(xiàn)間的空間關(guān)系，能真實(shí)地反映地下管線(xiàn)的空間分布狀況。城市三維地下管線(xiàn)管理系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為載體，GIS軟件為平臺(tái)的應(yīng)用型技術(shù)系統(tǒng)，整合城市地下綜合管線(xiàn)數(shù)據(jù)資源，實(shí)現(xiàn)了地下管線(xiàn)的三維可視化管理、存儲(chǔ)、查詢(xún)、分析、定位等功能，形成了一套完善的城市地下綜合管線(xiàn)數(shù)據(jù)資源管理數(shù)字化、可視化的三維管線(xiàn)系統(tǒng)。管線(xiàn)采用二三維一體化的設(shè)計(jì)方式，平面視圖管線(xiàn)表現(xiàn)為二維方式，轉(zhuǎn)換視角，管線(xiàn)表現(xiàn)為三維方式，可以直觀查看管線(xiàn)與周?chē)匦?、地物、建?gòu)筑物的關(guān)系。由于其精確性、真實(shí)性和無(wú)限的可操作性，可以大大提高對(duì)管線(xiàn)信息的理解、認(rèn)識(shí)、定位、判斷、利用?？梢蕴峁┌镜目臻g查詢(xún)、屬性查詢(xún)、空間統(tǒng)計(jì)服務(wù)，基于管線(xiàn)數(shù)據(jù)的空間分析服務(wù)。三維管線(xiàn)是普通管線(xiàn)系統(tǒng)平臺(tái)的高端形式，更直觀、更立體地展現(xiàn)管線(xiàn)現(xiàn)狀?？煽焖賹?dǎo)入三維模型數(shù)據(jù)，包括基礎(chǔ)底圖的三維模型和管線(xiàn)三維模型，顯示疊加后的效果；導(dǎo)入二維矢量圖層，系統(tǒng)可自動(dòng)將二維渲染成三維模型。三維效果讓管線(xiàn)顯示更加直觀，實(shí)現(xiàn)對(duì)地下管線(xiàn)不同角度的查看。目前，許多科技型企業(yè)著力研究最新的三維GIS技術(shù)，拓展其在管網(wǎng)行業(yè)中應(yīng)用。不僅實(shí)現(xiàn)了將三維可視化技術(shù)應(yīng)用到管網(wǎng)的展示中，更以創(chuàng)新的思維和手段實(shí)現(xiàn)了二維與三維聯(lián)動(dòng)展示與編輯的應(yīng)用，真正滿(mǎn)足了對(duì)管網(wǎng)真實(shí)高效地管理和直觀便捷地維護(hù)的要求。三維GIS技術(shù)已在自來(lái)水、通信行業(yè)中應(yīng)用到具體的業(yè)務(wù)部門(mén)中，為管網(wǎng)的管理應(yīng)用提供了很好的案例。表.1國(guó)內(nèi)應(yīng)用城市三維地下管線(xiàn)管理系統(tǒng)的城市信息表城市項(xiàng)目名稱(chēng)三維管網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行狀況上海市上海世博園區(qū)管網(wǎng)水質(zhì)信息化平臺(tái)將GIS、SCADA系統(tǒng)、營(yíng)業(yè)收費(fèi)系統(tǒng)、水力模型以及水質(zhì)模型集成在一起，并對(duì)管網(wǎng)進(jìn)行分析、預(yù)測(cè)，實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)水質(zhì)數(shù)字調(diào)控。提高供水水質(zhì)，優(yōu)化供水成本，改善供水服務(wù)。上海市上海市排水行業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)及其管理信息系統(tǒng)基于地理信息系統(tǒng)（GIS）平臺(tái)ArcGIS搭建而成，收錄了全市廠(chǎng)、站、網(wǎng)等所有排水設(shè)施數(shù)據(jù)，為排水主管單位提供輔助支撐，數(shù)據(jù)采集、信息共享和業(yè)務(wù)協(xié)同等技術(shù)手段和服務(wù)監(jiān)測(cè)信息準(zhǔn)確、報(bào)警及時(shí),運(yùn)行穩(wěn)定。天津市天津市防汛抗旱三維數(shù)字系統(tǒng)三維地理信息平臺(tái)（SmartEarth三維平臺(tái)）鄭州市鄭州市三維管網(wǎng)信息系統(tǒng)通過(guò)三維的方式真實(shí)反映管網(wǎng)的空間位置關(guān)系，從而構(gòu)建起來(lái)的一個(gè)集管網(wǎng)數(shù)據(jù)采集、管理分析于一體的GIS應(yīng)用系統(tǒng)。地下管線(xiàn)普查工作從2011年12月正式啟動(dòng)，目前數(shù)據(jù)庫(kù)已經(jīng)收集了該市四環(huán)以?xún)?nèi)、570平方公里范圍內(nèi)的地下管線(xiàn)數(shù)據(jù)信息，包括城市道路，以及河道兩側(cè)，普查對(duì)象為給水、雨水、污水、天然氣、熱力、電力、通信、工業(yè)管道等地下管線(xiàn)。目前，數(shù)據(jù)庫(kù)收集的地下管線(xiàn)長(zhǎng)度已達(dá)到2.3萬(wàn)余公里。地下管線(xiàn)信息管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)已經(jīng)建成，但申請(qǐng)查詢(xún)手續(xù)較麻煩。地下管線(xiàn)3D地圖的數(shù)據(jù)在國(guó)家地下管線(xiàn)普查的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)允許一定的誤差，有些過(guò)細(xì)的管網(wǎng)也沒(méi)有普查在內(nèi)；如果碰到違法建設(shè)，管線(xiàn)或者新建管線(xiàn)數(shù)據(jù)沒(méi)來(lái)得及更新，實(shí)際情況也會(huì)和地圖有差異雖然相關(guān)文件要求建設(shè)單位在報(bào)批項(xiàng)目前，必須取得項(xiàng)目附近地下管線(xiàn)現(xiàn)狀資料，但這個(gè)規(guī)定執(zhí)行得并不好，目前申請(qǐng)查詢(xún)地下管線(xiàn)的行為還全靠相關(guān)單位自覺(jué)。徐州市徐州市城市三維地下管線(xiàn)規(guī)劃管理信息系統(tǒng)主要使用Java技術(shù)、Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、ArcGIS技術(shù)、Apache服務(wù)以及Liunux服務(wù)操作環(huán)境。徐州綜合地下管線(xiàn)第二階段普查通過(guò)專(zhuān)家組的驗(yàn)收，普查的地下管線(xiàn)總長(zhǎng)度近7000公里，是京滬高鐵長(zhǎng)度的5倍。據(jù)了解，根據(jù)普查繪制的綜合地下管線(xiàn)三維圖已經(jīng)非常詳細(xì)，凡是6米寬以上街巷的地下管線(xiàn)全部納入其中。Esri中國(guó)信息技術(shù)有限公司管網(wǎng)管理三維GIS技術(shù)技術(shù)應(yīng)用：1.地表三維可視化分析，對(duì)生成的三維場(chǎng)景進(jìn)行交互式透視觀察，包括平移和縮放、旋轉(zhuǎn)、傾斜，以及模擬飛行，實(shí)現(xiàn)從多個(gè)觀點(diǎn)觀察一個(gè)表面的影像效果；2.地下三維可視化分析，可在二維地圖上選擇任意管網(wǎng)段，自動(dòng)生成管段的可任意旋轉(zhuǎn)的三維圖形。同時(shí)顯示其縱斷面、橫斷面以及自動(dòng)標(biāo)注管段的相關(guān)屬性；3.二維與三維聯(lián)動(dòng)展示分析，解決了傳統(tǒng)的將二維與三維管網(wǎng)數(shù)據(jù)獨(dú)立顯示的弊端。它支持在一個(gè)系統(tǒng)界面中同時(shí)展示管網(wǎng)的二維矢量和三維模型數(shù)據(jù)，并且支持兩者的地圖漫游操作。同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了兩者的數(shù)據(jù)查詢(xún)；4.二維與三維聯(lián)動(dòng)編輯功能，可根據(jù)二維數(shù)據(jù)的變更實(shí)時(shí)更新其對(duì)應(yīng)的三維數(shù)據(jù)；北京睿城傳奇科技有限公司地下管線(xiàn)三維地理信息系統(tǒng)技術(shù)功能：1.管線(xiàn)統(tǒng)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)管徑、深埋、特征、附屬物、材質(zhì)、建設(shè)年代、廢氣時(shí)間等進(jìn)行分段、分類(lèi)統(tǒng)計(jì)；2.管線(xiàn)查詢(xún)，系統(tǒng)可提供三維管線(xiàn)的屬性查詢(xún)、管線(xiàn)查詢(xún)、特征查詢(xún)、附屬物查詢(xún)、廢棄查詢(xún)、緩沖區(qū)查詢(xún)；3.管線(xiàn)標(biāo)注，支持對(duì)三維管線(xiàn)進(jìn)行標(biāo)高、管直、深埋、坐標(biāo)、坡度、彎頭角度、插旗、栓點(diǎn)和自定義標(biāo)注與管理；4.重點(diǎn)管線(xiàn)保護(hù)，通過(guò)設(shè)定重點(diǎn)管線(xiàn)的管理區(qū)域范圍和保護(hù)區(qū)域范圍，對(duì)范圍內(nèi)的管線(xiàn)按照一定的規(guī)則進(jìn)行管理；5.管線(xiàn)規(guī)劃審批，可對(duì)管線(xiàn)規(guī)劃、管線(xiàn)竣工進(jìn)行審批，并具備平面位置對(duì)比、三維位置對(duì)比、井室位置比對(duì)、三維撞管檢查、三維凈距分析；6.生命周期管理，支持對(duì)管線(xiàn)生命周期的管理，可實(shí)現(xiàn)預(yù)警分析、一鍵提醒、廢棄管理等功能；7.關(guān)閥分析，系統(tǒng)可模擬某根管線(xiàn)發(fā)生爆管后，對(duì)事故發(fā)生點(diǎn)進(jìn)行關(guān)閥搜索，搜索出影響的管線(xiàn)及需關(guān)閉的閥門(mén)；8.碰撞分析，對(duì)管線(xiàn)進(jìn)行水平或垂直分析，檢查管線(xiàn)間是否發(fā)生碰撞或最小凈距是否符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；9.連通分析，可判斷兩根管段的連通性。如果連通，則左側(cè)連通分析面板中顯示連通路徑中的管點(diǎn)和管段。10.流向分析，針對(duì)重力管線(xiàn)或具有流向字段的管線(xiàn)（自來(lái)水、污水等）用移動(dòng)動(dòng)畫(huà)提供流向顯示；11.工程施工分析，針對(duì)用戶(hù)指定的某一范圍生成隧道，系統(tǒng)自動(dòng)分析隧道與管線(xiàn)是否發(fā)生碰撞，對(duì)發(fā)生碰撞的管線(xiàn)予以警示，并提供與之發(fā)生碰撞的管線(xiàn)詳細(xì)信息輔助決策。12.斷面分析，根據(jù)用戶(hù)自定義的任意橫剖線(xiàn)，分析切割區(qū)域的斷面情況，或?qū)χ付ü芫€(xiàn)進(jìn)行縱向斷面分析。北京圖眾科技有限公司\o"三維地下管線(xiàn)管理與應(yīng)用系統(tǒng)"三維地下管線(xiàn)管理與應(yīng)用系統(tǒng)系統(tǒng)基于MAPZONEGlobe三維引擎技術(shù)搭建，系統(tǒng)采用SOA體系架構(gòu)，綜合運(yùn)用自動(dòng)化建模技術(shù)、空間數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、三維可視化等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了地下管線(xiàn)的三維可視化管理。三、我司需推出的新系統(tǒng)功能綜合上述企業(yè)已有技術(shù)情況并根據(jù)我司實(shí)際情況和實(shí)際管理需要，總結(jié)我司建設(shè)城市三維地下管網(wǎng)信息化平臺(tái)需要推出的新系統(tǒng)功能如下：1.管網(wǎng)統(tǒng)計(jì)①管線(xiàn)長(zhǎng)度統(tǒng)計(jì)，系統(tǒng)具備管線(xiàn)長(zhǎng)度自動(dòng)統(tǒng)計(jì)的功能，即系統(tǒng)可對(duì)指定區(qū)域內(nèi)滿(mǎn)足管線(xiàn)長(zhǎng)度范圍內(nèi)的管線(xiàn)個(gè)數(shù)、總長(zhǎng)度自動(dòng)做出準(zhǔn)確的系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)，并可將所統(tǒng)計(jì)出的結(jié)果直接生成圖表或?qū)С鯡xcel格式文件，大大降低了業(yè)務(wù)人員的工作強(qiáng)度。②區(qū)域統(tǒng)計(jì)，系統(tǒng)可根據(jù)用戶(hù)自己設(shè)置必要的查詢(xún)條件，對(duì)任意指定的某一區(qū)域內(nèi)管網(wǎng)的所有管線(xiàn)數(shù)量、管線(xiàn)長(zhǎng)度、管點(diǎn)數(shù)量進(jìn)行詳細(xì)的區(qū)域管網(wǎng)信息綜合統(tǒng)計(jì)功能，并可將統(tǒng)計(jì)結(jié)果直接生成圖表或?qū)С鯡xcel格式文件。2.管網(wǎng)查詢(xún)系統(tǒng)具備強(qiáng)大的屬性查詢(xún)、區(qū)域查詢(xún)、條件查詢(xún)、圖形查詢(xún)、管線(xiàn)檢測(cè)等查詢(xún)功能。3.管網(wǎng)標(biāo)注管線(xiàn)標(biāo)注主要包括：坐標(biāo)標(biāo)注、屬性標(biāo)注、流向標(biāo)注、管線(xiàn)長(zhǎng)度統(tǒng)計(jì)等功能。①坐標(biāo)標(biāo)注，可在管網(wǎng)任意節(jié)點(diǎn)位置上進(jìn)行坐標(biāo)信息標(biāo)注，也可對(duì)所選定的實(shí)體節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)信息進(jìn)行標(biāo)注。②屬性標(biāo)注，在設(shè)定管線(xiàn)或管點(diǎn)標(biāo)注屬性?xún)?nèi)容后，可對(duì)管線(xiàn)或管點(diǎn)的屬性進(jìn)行標(biāo)注?？赏ㄟ^(guò)標(biāo)注字段選擇對(duì)話(huà)框?qū)λx擇的某個(gè)實(shí)體進(jìn)行單個(gè)自行選擇標(biāo)注，也可實(shí)現(xiàn)對(duì)所選實(shí)體的多個(gè)字段信息進(jìn)行組合標(biāo)注。③流向標(biāo)注，可根據(jù)管網(wǎng)中各設(shè)施的開(kāi)閉情況以及管線(xiàn)的拓?fù)湫畔?，由管網(wǎng)系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算出每根管線(xiàn)中的介質(zhì)流向，并將流向標(biāo)注在三維場(chǎng)景中。4.管網(wǎng)綜合分析①橫斷面分析。在無(wú)需實(shí)地開(kāi)挖管道的條件下，系統(tǒng)可根據(jù)任意選取的兩點(diǎn)上直接生成地下管線(xiàn)橫斷面分析圖，并從主視圖中查看到該位置上的管道材質(zhì)、埋深、管徑、長(zhǎng)度、歷史年代信息及管線(xiàn)間距等信息，且支持圖層、數(shù)據(jù)的EXCEL文件導(dǎo)出和打印等功能。②縱斷面分析?？v斷面分析與橫斷面分析的目的一樣都是用于對(duì)管線(xiàn)、管點(diǎn)的分析，系統(tǒng)也可在任意指定的位置上直接生成縱斷面剖視圖，并從視圖中查看到管道材質(zhì)、埋深、管徑、歷史年代信息、間距等信息。同時(shí)，在主視圖中高亮顯示所選管線(xiàn)。③覆土深度分析。由于地下管線(xiàn)在各地都會(huì)受到氣候、土壤等環(huán)境因素的影響，因而系統(tǒng)除對(duì)此項(xiàng)功能做了嚴(yán)格、深度開(kāi)發(fā)之外，并將國(guó)家和行業(yè)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)納入系統(tǒng)之中，使系統(tǒng)不僅能夠快速查詢(xún)分析出所選區(qū)域內(nèi)各類(lèi)管線(xiàn)的覆土深度，而且還能夠?qū)Ω餐辽疃炔粷M(mǎn)足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)規(guī)定的管線(xiàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行紅色顯示。此外，系統(tǒng)還支持調(diào)閱相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)并與所查詢(xún)出的違規(guī)管線(xiàn)鋪設(shè)數(shù)值進(jìn)行比對(duì)，且系統(tǒng)還支持覆土深度分析圖層、數(shù)據(jù)的EXCEL文件導(dǎo)出和打印等功能。④爆管分析。城市壓力管線(xiàn)發(fā)生爆管現(xiàn)象是一個(gè)時(shí)常發(fā)生的災(zāi)害性事故，如若處置不及時(shí)或出現(xiàn)過(guò)失時(shí)，將會(huì)給城市帶來(lái)重大經(jīng)濟(jì)損失和給社會(huì)造成極大的負(fù)面影響。因此，系統(tǒng)充分考慮管線(xiàn)設(shè)計(jì)與道路設(shè)計(jì)、總圖設(shè)計(jì)之間的密切關(guān)系，借助道總圖的設(shè)計(jì)成果和管線(xiàn)拓?fù)湫畔⒓夹g(shù)以及爆管的具體點(diǎn)位，自動(dòng)快速分析和識(shí)別出受影響的管段和地區(qū)，并顯示出受到影響的用戶(hù)情況和需要進(jìn)行調(diào)壓的片區(qū)，同時(shí)顯示受影響的管線(xiàn)/關(guān)閉受影響的管線(xiàn)/關(guān)閉需要關(guān)閉的閥門(mén)等整體處置方案⑤水平垂直凈距分析。管線(xiàn)的合理間距是根據(jù)施工、檢修、防壓、避免相互干擾及管道表井、檢查井大小等因素而決定的。統(tǒng)籌安排好各自的合理空間，解決諸管線(xiàn)之間或與建筑物、道路和綠化之間的矛盾，又可為各管線(xiàn)的分析、設(shè)計(jì)、施工及管理提供準(zhǔn)確的輔助決策支持。⑥開(kāi)挖分析。在管