GIS技術(shù)在供水行業(yè)中的運(yùn)用及發(fā)展

艾勇

摘要：文章論述了GIS技術(shù)的組成、發(fā)展及產(chǎn)業(yè)化，講述了GIS技術(shù)在供水行業(yè)中的系統(tǒng)規(guī)劃、運(yùn)營(yíng)管理狀況及未來(lái)發(fā)展，同時(shí)對(duì)GIS的專業(yè)性開(kāi)發(fā)、提升其運(yùn)用水平方法進(jìn)行相關(guān)論述。望對(duì)同行業(yè)有一定的參考性價(jià)值。

關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng) 圖形數(shù)據(jù)管理 供水系統(tǒng)

Abstract: This paper discusses the composition of GIS technology, development and industrialization, tells the story of GIS technology in the water industry in the system planning, operations management status and future development, while the GIS professional development and enhance their level of use of methods related discussion . Hope on the same industry have a certain reference value.Keywords: GIS graphic data management of water systems

中圖分類(lèi)號(hào)：TV674文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào):

1 GIS技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r

當(dāng)下GIS技術(shù)在世界上的運(yùn)用非常廣泛，該項(xiàng)技術(shù)被成功的運(yùn)用在測(cè)繪、環(huán)境、城市規(guī)劃、公共設(shè)施管理及工程建設(shè)等領(lǐng)域當(dāng)中，除此之外，GIS技術(shù)還運(yùn)用于軍事戰(zhàn)略解析、商務(wù)決策及人們的日常生活當(dāng)中。據(jù)大概估量，人們80%的活動(dòng)都跟地理信息系統(tǒng)存在緊密的聯(lián)系，為此，GIS開(kāi)發(fā)及運(yùn)用有著無(wú)法想象的發(fā)展空間。在21世紀(jì)支柱性產(chǎn)業(yè)的今天，GIS成為信息產(chǎn)業(yè)中必不可少的關(guān)鍵構(gòu)成單元。

2 GIS在供水行業(yè)中的運(yùn)用及發(fā)展

當(dāng)下，GIS在我國(guó)供水行業(yè)中運(yùn)用集中于輸配水管網(wǎng)的日常管理當(dāng)中，譬如，上海、深圳等城市。天津大學(xué)環(huán)境工程系在依據(jù)供水企業(yè)相關(guān)要求的前提之下，與北京大學(xué)、中國(guó)地質(zhì)大學(xué)的MAPGIS為軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，創(chuàng)建出城市供水網(wǎng)管理系統(tǒng)，真正的實(shí)現(xiàn)了供水管網(wǎng)圖形數(shù)據(jù)及屬性數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)錄入及修改。針對(duì)管線及相關(guān)設(shè)施開(kāi)展屬性查詢、空間定位及定性、定量的統(tǒng)計(jì)淺析；針對(duì)圖形及統(tǒng)計(jì)淺析報(bào)表的展現(xiàn)及輸出；此外，其能夠?yàn)楸堋⒙┧鹿实膿屝?、維修提供可靠的數(shù)據(jù)信息，進(jìn)而真正實(shí)現(xiàn)了供水管網(wǎng)的信息化管理。經(jīng)過(guò)GIS集成，促使管網(wǎng)圖形庫(kù)、屬性數(shù)據(jù)庫(kù)及外部數(shù)據(jù)庫(kù)相結(jié)合，使得管網(wǎng)管理工作具備了高精準(zhǔn)度、效率高、動(dòng)態(tài)更新快、高質(zhì)量的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

固然，GIS在供水行業(yè)中運(yùn)用所產(chǎn)生的功效不只如此，就GIS技術(shù)自身來(lái)講，其對(duì)空間數(shù)據(jù)的管理僅僅是其最為基本性的功能，而其有效工程體現(xiàn)在對(duì)空間數(shù)據(jù)的分析、模型分析所形成的相關(guān)數(shù)控信息，可以很好的對(duì)相關(guān)決策開(kāi)展模擬及預(yù)測(cè)，以能夠更好的挑選最佳的方案，預(yù)防在決策及管理工作中有錯(cuò)誤情況的產(chǎn)生。

GIS技術(shù)在供水行業(yè)中的運(yùn)用，不僅以圖形庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)的狀態(tài)停滯在管網(wǎng)的日常管理當(dāng)中，還應(yīng)當(dāng)運(yùn)用GIS淺析、模擬及預(yù)測(cè)的巨大性能與有關(guān)專業(yè)知識(shí)、方法有效結(jié)合，對(duì)其進(jìn)行深入研發(fā)，為今后管網(wǎng)的設(shè)計(jì)規(guī)劃、工程施工、優(yōu)化調(diào)整及事故搶修等提供有利的技術(shù)支持。

現(xiàn)在，我國(guó)的大中型城市管網(wǎng)中新建改造任務(wù)逐漸增加，急切需要使用管網(wǎng)水力淺析、拓展改造優(yōu)化設(shè)計(jì)的軟件系統(tǒng)。即便最近幾年中管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)理論及有關(guān)方法探究慢慢成熟起來(lái)，但在現(xiàn)實(shí)中并沒(méi)與得到很好的有效運(yùn)用。其主要原因是，優(yōu)化模型的創(chuàng)建及解法與編程，對(duì)有關(guān)設(shè)計(jì)工作者來(lái)說(shuō)存在很大的困難，特別是對(duì)其擴(kuò)建及改造優(yōu)化，這不單單關(guān)乎著很多方面的問(wèn)題，并且通常需要大量的數(shù)據(jù)信息。解決目前難題最為有利的方法就是把管網(wǎng)設(shè)計(jì)理論、系統(tǒng)優(yōu)化理論與GIS結(jié)合，依靠GIS巨大的空間數(shù)據(jù)管理性能，運(yùn)用其在實(shí)際管網(wǎng)圖構(gòu)序，對(duì)管網(wǎng)水利情況進(jìn)行解析。而后再把GIS網(wǎng)絡(luò)淺析與模型優(yōu)化的創(chuàng)建、解析有效結(jié)合為一體，創(chuàng)建管網(wǎng)擴(kuò)建、優(yōu)化改良的輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)。此種方式能夠?qū)?yōu)化設(shè)計(jì)理念及方法與管網(wǎng)建設(shè)有效結(jié)合，同時(shí)有助于城市供水管網(wǎng)的科學(xué)布局及調(diào)整，可以為以后管網(wǎng)的優(yōu)化創(chuàng)造良好的條件，并且利用GIS技術(shù)把管網(wǎng)中的大量數(shù)據(jù)、水利進(jìn)行淺析、優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算等有利于對(duì)相關(guān)軟件進(jìn)行具體操作，保證了設(shè)計(jì)工作人員日常工作的順利進(jìn)行。

設(shè)計(jì)優(yōu)化是以運(yùn)行優(yōu)化為目標(biāo)的。大型復(fù)雜的管網(wǎng)一定要具備安全可靠及經(jīng)濟(jì)合理性，但這不是容易的一件事情。從久遠(yuǎn)目標(biāo)分析，依據(jù)真實(shí)準(zhǔn)確的管網(wǎng)運(yùn)行資料，創(chuàng)建管網(wǎng)數(shù)學(xué)模型，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)對(duì)管網(wǎng)具體運(yùn)行狀況開(kāi)展動(dòng)態(tài)模擬，這是順利實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行的主要途徑。在管網(wǎng)模型建立過(guò)程當(dāng)中，GIS憑借自身顯著的優(yōu)勢(shì)，必然會(huì)成為管網(wǎng)運(yùn)行實(shí)施信息模擬中不可或缺的技術(shù)。在GIS技術(shù)的支持下，管網(wǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)及狀態(tài)參數(shù)有效結(jié)合，運(yùn)用GIS數(shù)字高程模擬，模擬管網(wǎng)水壓的具體情況，同時(shí)以二維、三維圖形將其直觀化的展現(xiàn)出來(lái)，同時(shí)明確每一個(gè)測(cè)壓點(diǎn)相互間的聯(lián)系狀況，為今后開(kāi)展優(yōu)化調(diào)度提供了可靠的信息根據(jù)。

除此之外，GIS空間解析、網(wǎng)絡(luò)解析可以運(yùn)用在管道工程施工、管網(wǎng)維修預(yù)定及管網(wǎng)事故搶修決策當(dāng)中。譬如，在管網(wǎng)工程施工當(dāng)中，可以運(yùn)用GIS緩沖區(qū)模型，把需要鋪設(shè)的管道的緩沖區(qū)進(jìn)行有關(guān)解析，詳細(xì)的計(jì)算出準(zhǔn)確的工程土方量。比如，在今后有可能發(fā)生的管網(wǎng)事故搶修工作中，運(yùn)用GIS與GPS相結(jié)合的先進(jìn)技術(shù)，利用GOS系統(tǒng)來(lái)獲取搶修地面的具體方位及交通情況，同時(shí)把有關(guān)信息數(shù)據(jù)傳輸至GIS，技術(shù)出最為快捷的行車(chē)路線，同時(shí)運(yùn)用GIS進(jìn)行有關(guān)搜索，短時(shí)間內(nèi)找出事故發(fā)生所形成的破壞程度，模擬管網(wǎng)的一系列動(dòng)態(tài)變化，方便今后的管網(wǎng)調(diào)度，保證供水服務(wù)質(zhì)量?？梢悦黠@的看出，該項(xiàng)技術(shù)方案可以很好的展現(xiàn)出現(xiàn)代化信息技術(shù)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

3 供水管網(wǎng)GIS系統(tǒng)的方案

因供水行業(yè)GIS系統(tǒng)是面對(duì)生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)，供水企業(yè)運(yùn)用GIS的最終目的是來(lái)有效的提升其決策及具體操作的速度，滿足有關(guān)數(shù)據(jù)信息的更新和具體操作，確保達(dá)到相關(guān)技術(shù)方面的要求。供水GIS系統(tǒng)主體工作對(duì)象參數(shù)及主體圖形元素的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等數(shù)據(jù)，在這一系統(tǒng)當(dāng)中處于實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)更新的狀況之下，系統(tǒng)主體工作的對(duì)象數(shù)據(jù)一直處于不斷更改的情況中，是在多個(gè)子系統(tǒng)中同一時(shí)間形成的。

為此，大中型供水企業(yè)需要兼顧到公司的運(yùn)營(yíng)模式及未來(lái)發(fā)展方向，本文認(rèn)為管網(wǎng)GIS系統(tǒng)可以選擇使用ArcEditor +MapObjects+ ArcSDE+ ArcIMS的配置模式，這種模式可以支持諸多桌面端和無(wú)限量瀏覽器端，可以滿足當(dāng)下企業(yè)的各方面需求，其配置方案如下圖1：

4 GIS技術(shù)在供水行業(yè)中有著廣闊的發(fā)展前景

對(duì)廣大用戶來(lái)講，有效運(yùn)用GIS技術(shù)需要挑選一個(gè)更加優(yōu)秀成熟的GIS平臺(tái)是非常關(guān)鍵的。當(dāng)下，縱使在世界上已經(jīng)研發(fā)出很多優(yōu)秀的GIS軟件，但使用我國(guó)自己研發(fā)的GIS軟件卻有著顯著的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，不單單有非常高的性價(jià)比、漢字性能，同時(shí)有利于進(jìn)行系統(tǒng)的維護(hù)升級(jí)。最近今年在我國(guó)生產(chǎn)的GIS軟件當(dāng)中，較為出名的有北京大學(xué)的Citystar和中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)的MAPGIS，北大的Citystar成果的實(shí)現(xiàn)了3S技術(shù)(GIS、RS、GPS)的一體化；中國(guó)地質(zhì)大學(xué)則在對(duì)圖形處理、空間淺析及用戶界面上做的更加出色。兩種GIS技術(shù)被不少的用戶作為基礎(chǔ)平臺(tái)進(jìn)行了二次研發(fā)，目前，這兩項(xiàng)GIS技術(shù)逐漸趨于完善。

上述介紹的僅僅是GIS技術(shù)在供水行業(yè)的輸配水系統(tǒng)中的部分運(yùn)用，其實(shí)，GIS技術(shù)在供水行業(yè)中還能夠使用在水資源規(guī)劃及管理、地面水質(zhì)模型及GIS結(jié)合專家系統(tǒng)來(lái)成果的實(shí)現(xiàn)對(duì)水系統(tǒng)的優(yōu)化等很多空間當(dāng)中，可見(jiàn)，GIS有著非常大的‘用武之地。

結(jié)束語(yǔ)

GIS技術(shù)目前已經(jīng)發(fā)展成世界性的高科技體系在各行業(yè)中得到廣泛的運(yùn)用。之后所創(chuàng)建的各類(lèi)專業(yè)性質(zhì)的GIS軟件在解決問(wèn)題上存在專業(yè)性能低的劣點(diǎn)，特別是高層次的運(yùn)用模型非常少，而這一問(wèn)題將在很大程度上關(guān)乎著GIS實(shí)用性的成功與否。固然，GIS的有效運(yùn)用，是由地理信息建模系統(tǒng)的完善程度所決定的，但這項(xiàng)工作的開(kāi)展離不開(kāi)專業(yè)工作人員的參與，特別是對(duì)新一代組件式GIS系統(tǒng)的研發(fā)當(dāng)中，只有具備了專業(yè)性的技術(shù)人員才能夠提升GIS在各行業(yè)中的大范圍運(yùn)用，才能夠促使GIS運(yùn)用水平得以很好的提升，推動(dòng)其逐漸發(fā)展為具備強(qiáng)大性能的決策支持系統(tǒng)，在未來(lái)的高科技信息化時(shí)代中展現(xiàn)其最大的技術(shù)作用，成功實(shí)現(xiàn)供水行業(yè)中管網(wǎng)信息管理的自動(dòng)化、科學(xué)化和規(guī)范化

參考文獻(xiàn)：

[ 1 ] daene C麥金尼，戴維R梅德門(mén)特，穆斯塔法tanriverdi。地理信息系統(tǒng)專家型德克薩斯水利規(guī)劃[J]。水資源規(guī)劃與管理雜志，1993119(2)。

[ 2 ]卡羅爾P貝克，瑪格麗特鄧恩布拉德利，索非亞M kaczor bobiak。水源保護(hù)區(qū)劃分：連接流模型與GIS [J]。水資源規(guī)劃與管理雜志，1993119(2)。