高精度手持定位終端在水務(wù)系統(tǒng)中的應(yīng)用

摘 要： 城市供水是城市發(fā)展的命脈產(chǎn)業(yè)，是保證人民生活、發(fā)展生產(chǎn)建設(shè)必不可少的物質(zhì)基礎(chǔ)。本文對(duì)某市水務(wù)集團(tuán)地理信息平臺(tái)需要采集的地理信息數(shù)據(jù)要素做一統(tǒng)計(jì)、歸類，提出利用高精度手持定位終端進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的必要性。

關(guān)鍵詞：手持定位終端 GIStar 數(shù)據(jù)采集

中圖分類號(hào)：TP1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-9082（2016）03-0012-02

全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)發(fā)展至今，給測(cè)量行業(yè)帶來(lái)了革命性的變化，現(xiàn)階段基于衛(wèi)星定位的各種測(cè)量設(shè)備玲瑯滿目，各大測(cè)量裝備企業(yè)百家爭(zhēng)鳴，高精度手持定位終端依靠移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和專業(yè)定制的掌上GIS軟件，在國(guó)土、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、燃?xì)狻⑺畡?wù)等各大行業(yè)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，本文以某市水務(wù)集團(tuán)二次供水地理信息平臺(tái)的建設(shè)為背景，著重闡述高精度手持定位終端在水務(wù)系統(tǒng)中的應(yīng)用。

一、城市供水問(wèn)題

城市供水是城市發(fā)展的命脈產(chǎn)業(yè)，是保證人民生活、發(fā)展生產(chǎn)建設(shè)必不可少的物質(zhì)基礎(chǔ)。由于水資源的不可替代性，供水問(wèn)題往往會(huì)成為一個(gè)城市發(fā)展的根本性制約因素，城市自來(lái)水供應(yīng)作為現(xiàn)代城市的重要基礎(chǔ)設(shè)施，對(duì)各行各業(yè)的發(fā)展都起著舉足輕重的作用，同時(shí)也是對(duì)外開(kāi)放的重要的硬投資環(huán)境之一，對(duì)整個(gè)城市的發(fā)展有著至關(guān)重要的意義。城市供水問(wèn)題一般體現(xiàn)如下：

1.供水管網(wǎng)資料不能及時(shí)更新，大多數(shù)管線走向憑經(jīng)驗(yàn)豐富的老員工現(xiàn)場(chǎng)指認(rèn)；

2.供水管網(wǎng)的布局錯(cuò)綜復(fù)雜，和現(xiàn)有的燃?xì)?、天然氣、通信、供暖、電力等線路相互交錯(cuò)，發(fā)現(xiàn)事故后再搶修的同時(shí)容易引起次生事故；

3.沒(méi)有完善的管理巡檢系統(tǒng)，對(duì)管線巡檢人員的監(jiān)督管理不到位；

4.城市供水管網(wǎng)的老化現(xiàn)象嚴(yán)重，造成了老城區(qū)的給水管網(wǎng)存在著嚴(yán)重的跑、冒、滴、漏等現(xiàn)象，對(duì)漏水點(diǎn)等檢測(cè)、定位還存在一些問(wèn)題；

5.管網(wǎng)系統(tǒng)和營(yíng)收系統(tǒng)欠缺關(guān)聯(lián)。

針對(duì)以上問(wèn)題，水務(wù)系統(tǒng)有必要建立自己的管網(wǎng)地理信息平臺(tái)，通過(guò)“一張圖”將基礎(chǔ)電子地圖數(shù)據(jù)、正射影像數(shù)據(jù)、管網(wǎng)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)、運(yùn)行數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的整合集中展示，并提供豐富的數(shù)據(jù)挖掘及數(shù)據(jù)分析應(yīng)用，為管理工作服務(wù)，并且與原有的Scada系統(tǒng)（數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)）相關(guān)聯(lián)，采用當(dāng)今先進(jìn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、通信技術(shù)、地理信息技術(shù)，建立供水管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)供水管網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)、輸配管理、圖檔管理、搶修輔助決策及綜合查詢、統(tǒng)計(jì)等功能，各管網(wǎng)相關(guān)部門(mén)，可以實(shí)現(xiàn)在各自部門(mén)同時(shí)查閱、更新管網(wǎng)信息，提高管網(wǎng)信息利用的效率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)辦公自動(dòng)化。系統(tǒng)建成之后應(yīng)全面提高市水務(wù)集團(tuán)的自動(dòng)化、數(shù)字化水平，使某市水務(wù)集團(tuán)成為給水行業(yè)的標(biāo)兵，滿足城市建設(shè)對(duì)供水管網(wǎng)信息提出的高效、準(zhǔn)確、及時(shí)的需求，徹底改變供水管網(wǎng)管理的落后面貌，提高某市水務(wù)集團(tuán)有限公司改革的新形象，為某市水務(wù)集團(tuán)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

二、數(shù)據(jù)采集處理

地理信息平臺(tái)固為重要，但是其數(shù)據(jù)的可靠性、準(zhǔn)確性卻取決于外業(yè)的數(shù)據(jù)采集。因此，利用高精度手持定位終端對(duì)水務(wù)相關(guān)的地理信息數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、加工、分析、應(yīng)用顯得尤為重要。下面先將某市水務(wù)集團(tuán)地理信息平臺(tái)需要采集的地理信息數(shù)據(jù)要素做一統(tǒng)計(jì)、歸類。

1.地形數(shù)據(jù)

地形數(shù)據(jù)包含行政區(qū)劃、道路中線、道路邊線、鐵路中線、軌道交通、軌道交通站點(diǎn)、河流、公園綠地、房屋建筑、房屋附屬、門(mén)牌注記、興趣點(diǎn)（包含小區(qū)公寓，大廈，餐飲，學(xué)校，醫(yī)院，銀行，地名等）、高程點(diǎn)、植被特征等等。

2.管網(wǎng)數(shù)據(jù)

管網(wǎng)數(shù)據(jù)包含的要素較多，也是水務(wù)系統(tǒng)重點(diǎn)要采集的地理信息數(shù)據(jù)，除了坐標(biāo)之外，現(xiàn)場(chǎng)需錄入的信息細(xì)化如下：

2.1管線，包含管段編號(hào)，長(zhǎng)度，口徑，材質(zhì)，埋深，埋設(shè)日期，所在道路等。

2.2閥門(mén)，閥門(mén)有排泥閥，排氣閥，排水閥，止回閥，減壓閥等分類，需要采集閥門(mén)編號(hào)，口徑，樣式，埋深，安裝日期，生產(chǎn)廠家，所在道路等。

2.3消火栓，包含消火栓編號(hào)，口徑，安裝日期，生產(chǎn)廠家，所在道路等。

2.4水表，包含水表編號(hào)，水表口徑，安裝日期，戶號(hào)，戶名，用戶水量，安裝地址，生產(chǎn)廠家，所在道路等。

2.5節(jié)點(diǎn)，包含節(jié)點(diǎn)編號(hào)，口徑，安裝日期，生產(chǎn)廠家，所在道路等。

2.6測(cè)壓點(diǎn)，包含測(cè)壓點(diǎn)編號(hào)，安裝日期，生產(chǎn)廠家，所在道路，tagname，scada名稱等。

2.7流量計(jì)，包含流量計(jì)編號(hào)，安裝日期，生產(chǎn)廠家，所在道路，tagname，scada名稱等。

2.8水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，包含監(jiān)測(cè)點(diǎn)編號(hào)，安裝日期，生產(chǎn)廠家，所在道路，tagname，scada名稱等。

2.9泵房，包含設(shè)施編碼，引入干管編號(hào)，進(jìn)水口徑，水泵臺(tái)數(shù)，泵房地址，建造日期，泵房水池容量等。

2.10泵站，包含泵站編號(hào)，泵站名稱，泵站地址，泵站類型（水泵，增壓泵站），水庫(kù)泵數(shù)等。

2.11水廠，包含設(shè)施編碼， 水廠名，地址，生產(chǎn)能力，清水庫(kù)容量等。

2.12水表，包含監(jiān)測(cè)表，總表，遠(yuǎn)傳表，戶表等。

3.數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)體現(xiàn)在對(duì)自來(lái)水相關(guān)的硬件設(shè)施維護(hù)方面，包含以下內(nèi)容：

3.1管線維修記錄，漏水地址，報(bào)漏日期，漏水類型，漏水原因，修復(fù)時(shí)間，修理方式，管段編號(hào)，口徑，材質(zhì)，埋設(shè)日期，埋深等。

3.2閥門(mén)維修記錄，閥門(mén)編號(hào)，故障類型， 維修日期， 維修人， 備注等。

3.3消火栓維修記錄，消火栓編號(hào)，故障類型， 維修日期， 維修人， 備注等。

針對(duì)以上需要采集的地理信息數(shù)據(jù)，我們利用GIStar數(shù)據(jù)采集軟件配合專業(yè)的水務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)字典，可以在現(xiàn)場(chǎng)有條不紊地對(duì)特征點(diǎn)、線、面進(jìn)行坐標(biāo)采集，同時(shí)還可以將錄入字段屬性，方便內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)匯總整理。首先將水務(wù)系統(tǒng)需要采集的地理信息數(shù)據(jù)要素以數(shù)據(jù)字典的形式完善。如圖1

然后將水務(wù)系統(tǒng)專用的數(shù)據(jù)字典導(dǎo)入到GIStar數(shù)據(jù)采集軟件里面，在軟件的圖層里面可以看到各要素，如下圖2、3；

在對(duì)各要素進(jìn)行坐標(biāo)數(shù)據(jù)采集時(shí)，可直接選擇要素，也可以現(xiàn)場(chǎng)錄入各要素的相關(guān)信息，如地址、編號(hào)、類型以及水務(wù)系統(tǒng)相關(guān)的信息。有個(gè)別的要素需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)拍照并將位置信息附在照片上，通過(guò)數(shù)據(jù)字典功能也能實(shí)現(xiàn)。

水務(wù)集團(tuán)原有的數(shù)據(jù)底圖可以通過(guò)SHP文件或者DXF文件的形式導(dǎo)入到手持終端里面，方便工作人員現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)管線走向或者閥門(mén)等重要管網(wǎng)設(shè)施的位置，如下圖4。

現(xiàn)場(chǎng)采集的管網(wǎng)設(shè)施信息可以通過(guò)各種形式批量導(dǎo)出，無(wú)需在內(nèi)業(yè)花大量的時(shí)間去錄入，如下圖5 CSV格式：

有的線狀地物或者面狀地物（如管線走向、水廠位置）可以導(dǎo)出DXF文件，通過(guò)CAD或者南方CASS軟件轉(zhuǎn)換成DWG圖形文件，避免了內(nèi)業(yè)再手動(dòng)繪圖，也可以無(wú)需第三方軟件的轉(zhuǎn)換，直接導(dǎo)出業(yè)界最常用的SHP文件，如下圖6。

高精度手持定位終端還可以搭配一維碼掃描、RFID電子標(biāo)簽掃描功能，由于水表一般都在樓宇之內(nèi)，手持定位中端在樓宇單元門(mén)口對(duì)整個(gè)單元定位后，還要錄入水表的表號(hào)，傳統(tǒng)的水表表號(hào)是懸掛的不銹鋼檔案號(hào)牌，這種號(hào)牌安裝繁瑣、易丟失，生產(chǎn)成本也高，憑肉眼看還會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。針對(duì)這些問(wèn)題，水務(wù)集團(tuán)在新用戶中啟用了條形碼檔案號(hào)牌。在查表時(shí)，工作人員只需用掃描手持機(jī)一掃，就可準(zhǔn)確無(wú)誤地讀出號(hào)碼。而RFID電子標(biāo)簽技術(shù)是一種更先進(jìn)、更智能的產(chǎn)物，高精度手持定位終端可結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)的RFID電子標(biāo)簽技術(shù)，將電子標(biāo)簽信息與巡線必檢點(diǎn)信息進(jìn)行一一綁定，當(dāng)巡檢人員經(jīng)過(guò)巡檢點(diǎn)時(shí)，喚醒電子標(biāo)簽，讀取相關(guān)信息，同時(shí)，通過(guò)智能手持終端設(shè)備的拍照功能，巡檢人員可以在現(xiàn)場(chǎng)直接拍攝數(shù)碼照片，一起上傳到調(diào)度中心，作為巡檢的佐證資料，切實(shí)保證巡檢人員的巡檢到位率。

三、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，水務(wù)系統(tǒng)地理信息平臺(tái)的建設(shè)過(guò)程中，前期的數(shù)據(jù)采集是一項(xiàng)繁瑣的工程，利用高精度手持定位終端采集數(shù)據(jù)可以起到事半功倍的效果，后期的數(shù)據(jù)更新以及維護(hù)，高精度手持定位終端同樣也能扮演重要的角色。

參考文獻(xiàn)

[1] 毛敬玉 數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)SCADA中的應(yīng)用，《黑龍江生態(tài)工程學(xué)院學(xué)報(bào)》 ，2013

[2] 韓旭軍 數(shù)據(jù)挖掘在長(zhǎng)距離漿體管道泄漏檢測(cè)中的應(yīng)用，《電子科技大學(xué)》，2011

[3] 石雪軍 基于RFID的室內(nèi)無(wú)線定位控制方法研究，《江南大學(xué)》，？2015

作者簡(jiǎn)介：柴新宇（1984.10-），男，籍貫：黑龍江，學(xué)歷：本科，主要研究方向：地理信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)