排水地理信息系統(tǒng)及其在管網(wǎng)管理中的應(yīng)用

施維

摘 要：介紹了B/S結(jié)構(gòu)的排水地理信息系統(tǒng)（GIS）的基本概念、數(shù)據(jù)模型及功能模塊。同時(shí)結(jié)合實(shí)際，介紹了該系統(tǒng)在常州市排水管網(wǎng)管理方面的應(yīng)用，以此說明了GIS對(duì)提高城市排水管網(wǎng)管理的效率和水平具有重要意義。

關(guān)鍵詞：排水 地理信息系統(tǒng)（GIS） 管網(wǎng)管理

中圖分類號(hào)：TU992.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）03（a）-0021-01

排水管網(wǎng)是城市重要的基礎(chǔ)設(shè)施，對(duì)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要的影響，而目前我國(guó)的排水管網(wǎng)信息化建設(shè)和管理體系還不完善，尤其是管網(wǎng)管理方面，仍然依靠傳統(tǒng)的人工管理方式，缺乏信息系統(tǒng)輔助，導(dǎo)致管理的效率和水平低下[1]。

近年來，集圖形管理和數(shù)據(jù)庫(kù)管理于一體的地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)，因其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理、管理、分析功能獲得了越來越多的應(yīng)用，利用GIS技術(shù)對(duì)排水管網(wǎng)進(jìn)行管理是新的發(fā)展趨勢(shì)[2]。

1 GIS的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1.1 系統(tǒng)概述

常州市排水管理處采用的GIS系統(tǒng)適用于中文WINDOWS/XP/7操作系統(tǒng)；以SQL Server作為數(shù)據(jù)庫(kù)；采用B/S（瀏覽器/服務(wù)器）結(jié)構(gòu)。

1.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

常州市排水GIS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1.3 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型

GIS的數(shù)據(jù)模型的概念分6個(gè)層次：地理數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)集、類、幾何元素、幾何實(shí)體、坐標(biāo)點(diǎn)。

模型中，非空間實(shí)體被抽象為對(duì)象；空間實(shí)體被抽象為要素；相同類型的要素構(gòu)成要素類；相同類型的對(duì)象構(gòu)成對(duì)象類；若干對(duì)象類或要素類組成要素?cái)?shù)據(jù)集；若干要素?cái)?shù)據(jù)集構(gòu)成地理數(shù)據(jù)庫(kù)。要素在某個(gè)空間參照系中的幾何特征被抽象為幾何元素，幾何元素由任意的點(diǎn)狀、線狀或面狀幾何實(shí)體組成，幾何實(shí)體通過幾何坐標(biāo)點(diǎn)表達(dá)。

GIS的空間數(shù)據(jù)模型將現(xiàn)實(shí)世界中的各種現(xiàn)象抽象為對(duì)象、關(guān)系和規(guī)則，各種行為（操作）基于對(duì)象、關(guān)系和規(guī)則，模型更接近人類面向?qū)嶓w的思維方式。該模型還綜合了面向圖形的空間數(shù)據(jù)模型的特點(diǎn)，使得模型表達(dá)能力強(qiáng)，能廣泛適應(yīng)GIS的各種應(yīng)用。

1.4 系統(tǒng)的功能模塊

GIS的主要功能模塊有以下幾種。

（1）管網(wǎng)編輯模塊：完成管網(wǎng)工程中管線的空間數(shù)據(jù)及屬性數(shù)據(jù)的輸入。

（2）查詢統(tǒng)計(jì)模塊：通過提供的查詢工具，能以各種查詢方法方便的得到想要的資料和信息。

（3）工具模塊：實(shí)現(xiàn)日常工作中的一些專業(yè)功能，如：打印、輸出、定位、量算、橫縱斷面、管道緩沖區(qū)分析、連通分析等。

2 GIS在管網(wǎng)管理中的應(yīng)用

GIS整合了排水管網(wǎng)設(shè)施的空間位置和相關(guān)屬性，為排水管網(wǎng)的運(yùn)行和管理提供了重要的支撐平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了排水管網(wǎng)數(shù)據(jù)測(cè)量、數(shù)據(jù)管理、信息應(yīng)用和發(fā)布的數(shù)字化管理流程，改變了過去以人工為主的管理模式。GIS在排水管網(wǎng)管理中主要有如下幾方面的應(yīng)用。

2.1 日常養(yǎng)護(hù)

通過GIS，可以對(duì)排水管網(wǎng)養(yǎng)護(hù)的日常工作進(jìn)行工作量的校核，并可對(duì)在日常養(yǎng)護(hù)中發(fā)現(xiàn)的設(shè)施缺陷及時(shí)進(jìn)行標(biāo)注，方便進(jìn)行統(tǒng)一處理和維修。同時(shí)，利用GIS，可以對(duì)日常養(yǎng)護(hù)工作進(jìn)行提前統(tǒng)一規(guī)劃，使管網(wǎng)養(yǎng)護(hù)工作科學(xué)、合理，減少重復(fù)、遺漏，從而提高了管網(wǎng)管理的水平。

2.2 緊急搶修

利用GIS，可以及時(shí)查詢排水管網(wǎng)的相關(guān)信息，從而迅速、準(zhǔn)確定位事故管道（井）的位置及與其他建筑物和排水設(shè)施的相對(duì)位置、連通關(guān)系。通過對(duì)排水管網(wǎng)事故情況的分析，可以迅速給出最優(yōu)的事故處理方案，準(zhǔn)確地知道應(yīng)該關(guān)閉的閥門和封堵的檢查井，用以指導(dǎo)搶修和維護(hù)，從而提高了城市排水部門的管理效率和服務(wù)質(zhì)量。

2.3 泵站管理

GIS提供了每個(gè)排水泵站的影響區(qū)域和泵站之間的上下級(jí)隸屬關(guān)系。在泵站故障檢修或進(jìn)行停泵操作前，通過GIS模擬操作，可直觀地顯示受影響的區(qū)域，從而協(xié)調(diào)該區(qū)域的排水大戶，暫時(shí)停止排污，待泵站正常運(yùn)行后再通知其排放污水。

2.4 防洪防汛

防洪防汛是管網(wǎng)管理的重要內(nèi)容。汛前，通過GIS，可以統(tǒng)計(jì)出所選范圍內(nèi)所有不滿足暴雨重現(xiàn)期要求的管段，依據(jù)此數(shù)據(jù)，可以提前對(duì)不滿足暴雨重現(xiàn)期要求的雨水管段進(jìn)行改造和疏浚，防止暴雨時(shí)發(fā)生滯水。

2.5 設(shè)施管理

利用GIS，可以獲得詳細(xì)的城市排水設(shè)施的空間地理及相關(guān)信息，全面掌握排水設(shè)施的基本狀況，并可對(duì)所有設(shè)施設(shè)備進(jìn)行可視化管理。同時(shí)，與日常養(yǎng)護(hù)相結(jié)合，可以得到各排水設(shè)施的動(dòng)態(tài)信息，實(shí)現(xiàn)各類排水設(shè)施的動(dòng)態(tài)管理，從而為排水設(shè)施規(guī)劃建設(shè)、運(yùn)行管理和資產(chǎn)評(píng)估提供了科學(xué)依據(jù)。

3 結(jié)語(yǔ)

通過數(shù)年的探索和實(shí)踐，常州市排水管理處在GIS的應(yīng)用上取得了一定的經(jīng)驗(yàn)，尤其在排水管網(wǎng)管理上，GIS已經(jīng)成為不可或缺的助手。實(shí)踐證明，應(yīng)用GIS能顯著提高排水管網(wǎng)管理的效率和水平，我們有理由相信，將來GIS能在排水管網(wǎng)管理中發(fā)揮更大的作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 管新崗.城市排水信息化管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].信息技術(shù)，2013（5）：173-176.

[2] 張力，耿為民，劉遂慶.地理信息系統(tǒng)在排水系統(tǒng)管理中的應(yīng)用[J].城市道橋與防洪，2002（1）：66-69.endprint