地理信息系统在市政地下管线规划及管理中的应用实践

地理信息系统在市政地下管线规划及管理中的应用实践

朱永强

中国联合工程有限公司   浙江杭州  310012

浙江信安工程咨询有限公司  浙江杭州  310012

摘要:随着城市建设规模的扩大和各类管线日益增多，地下管线资料分散、不连续、不完整、管理分散等问题逐渐显现，给城市地下管线管理带来了很大的困难，影响了市政工程施工进度，也影响了城市规划的实施。为了规范市政地下管线的规划和管理工作，使市政地下管线资料能够更好地服务于城市建设，需要建立一套适合城市特点和城市规划要求的市政地下管线数据库。而GIS作为一种基于空间数据的信息系统，可以对空间数据进行管理、查询、分析和显示等操作。将GIS应用到市政地下管线规划及管理中，不仅能够实现市政地下管线的信息化管理，而且能够大大提高工作效率。因此将GIS技术引入市政地下管线规划及管理工作中具有非常重要的现实意义。

关键词:地理信息系统；市政地下管线规划；管理应用

地理信息系统（GeographicInformationSystem，简称GIS）是一种利用计算机技术和空间数据库技术，对地理空间信息进行管理和分析的系统。它能够提供各种空间数据、属性数据以及元数据等，帮助人们进行决策、规划、管理等。市政地下管线规划是城市基础设施建设的重要组成部分，涉及到城市的交通、通讯、给水、排水、燃气等基础设施的建设和管理。传统的市政地下管线规划和管理方法存在许多不足之处，例如难以及时发现管线病害、管线施工安全难以保障等。而地理信息系统具有强大的空间分析能力和可视化表达能力，可以有效地解决这些问题。因此，将地理信息系统应用到市政地下管线规划及管理中，可以提高规划和管理的效率和精度，减少城市基础设施建设中的安全风险。同时，也可以为市政地下管线相关行业提供重要的数据支持和决策依据，推动城市基础设施建设的可持续发展。

1.地下管线规划与管理的现状

目前，地下管线管理仍以传统的人工方式进行，主要是针对地下管线工程施工作业而建立起来的，主要包括管线测绘、设计、施工、竣工等环节。由于市政管线工程种类繁多，各专业工程设计标准也不尽相同，目前主要采用人工测量的方式对地下管线进行数据采集，并建立相关数据库，但这些数据仅以点、线、面等形式存在于各专业工程中，对整个城市市政管线工程数据的管理仍处于粗放式和经验式阶段。此外，由于城市道路施工多为临时性建设，对已建道路的地下管线资料维护和更新工作也显得较为被动。为保障城市道路的正常运行，对已建道路的地下管线资料进行维护和更新是必不可少的工作。因此，地下管线数据的管理和维护工作难度较大，且存在数据不连续、不完整、管理分散等问题，严重制约了地下管线规划和管理工作的开展。

2.GIS在管线数据管理中的优势

随着城市建设的飞速发展，地下管线建设项目日益增多，地下管线数据量也日益庞大，传统的二维GIS已经无法满足当前对城市地下管线数据管理的需求，采用三维GIS可以有效地解决这一问题。三维GIS在地下管线管理中的优势主要体现在以下几个方面：（1）解决了传统二维GIS所无法解决的空间关系和拓扑关系，实现了对管线数据的精准描述；（2）具有空间查询、属性查询、空间分析等强大的功能，使系统可以真正实现管线数据在三维环境下的各种应用；（3）通过建立标准的三维模型，将管线与其他要素（道路、河流等）有机地结合起来，使管线成为城市三维景观中重要的组成部分。（4）可与其他软件进行数据交换，如地理信息系统（GIS）。

3. 系统设计思路

（1）建立符合国家和行业标准的数据模型，根据市政地下管线的特点，建立符合规范要求的数据库，实现数据管理和维护。（2）将市政地下管线空间信息与属性信息相结合，以属性信息为核心，建立基于空间位置和属性的管理方式。（3）采用C/S与B/S相结合的模式，利用B/S架构与数据库进行数据交换，实现信息共享。（4）以GIS为核心技术，在数据采集、存储、管理和分析等方面进行有效集成。（5）在系统设计过程中充分考虑各种复杂因素对系统性能的影响，以提高系统运行效率和可靠性。（6）采用面向对象的程序设计方法和VB/C++语言进行系统开发，在对市政地下管线数据进行分析、处理和显示的同时，还要保证其图形、属性以及属性与图形之间的相互联系和相互转换。（7）充分利用现有资源和成熟技术，在系统开发过程中尽量采用成熟技术，保证系统的可移植性。

4.系统功能设计

根据市政地下管线管理的需求，地下管线管理系统应具备的功能包括：（1）数据浏览：实现对各类管线数据的查询、统计、浏览和输出。（2）图件管理：实现图件的入库、编辑和发布。（3）空间分析：实现对地下管线的三维建模、可视化分析、空间分析等。（4）拓扑检查：实现对各类管线点、线、面的拓扑检查和属性信息查询。（5）统计分析：实现对管线数据的统计分析，如长度、直径等指标的统计分析。（6）数据备份：实现对数据库中数据进行备份和恢复。（7）系统管理：包括系统设置和系统维护两大类功能。（8）数据输出：将编辑好的各类管线数据按照一定格式输出到输出设备，如打印机、扫描仪等。

5.应用实践

以某市某道路为例，首先对该道路地下管线的现状数据进行分析，建立数据库，然后利用GIS技术，开发了该道路地下管线管理系统。系统采用面向对象的编程技术和B/S结构模式，在Access数据库的基础上实现了对地下管线数据的录入、查询、统计分析和辅助决策等功能。通过对系统功能的详细介绍，可帮助用户理解地下管线管理系统中数据操作流程及查询功能的实现方法。在完成数据库的建立之后，用户可以通过系统提供的接口或命令与地下管线管理系统进行交互，在终端屏幕上显示出详细信息。该系统还可以根据用户需求进行数据统计和查询、输出，利用地下管线管理系统可对城市地下管线进行查询统计。

结束语:

综上所述，通过多年的实践，城市地下管线规划及管理工作已初步建立起较为完善的地下管线数据库，在此基础上实现了地下管线空间信息的动态更新，极大地提高了地下管线信息的准确性、完整性和时效性。为今后城市市政建设提供了强有力的基础数据支持。本文以某市某道路为例介绍了GIS在市政地下管线规划及管理中的应用实践，其功能包括数据查询、属性查询、统计分析等功能，极大地提高了地下管线数据的管理效率，同时也为今后其他市政地下管线管理工作提供了参考和借鉴。

参考文献:

[1]赵春梅.地理信息系统在市政地下管线规划及管理中的应用[J].中华建设,2015(07):132-133.

[2]张帆.浅谈地理信息系统在市政地下管线规划及管理中的应用[J].科技创新导报,2013(10):125.

[3]杨树丛.地理信息系统(GIS)在市政设施管理养护中的应用[J].北京建筑工程学院学报,2001(S1):81-84.