臨安市地下綜合管網(wǎng)信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)*

朱圣文，俞建康

(1.浙江省測(cè)繪大隊(duì)，浙江 杭州 310030； 2.浙江省統(tǒng)一征地事務(wù)辦公室，浙江 杭州 310007)

臨安市地下綜合管網(wǎng)信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)*

朱圣文1，俞建康2

(1.浙江省測(cè)繪大隊(duì)，浙江 杭州 310030； 2.浙江省統(tǒng)一征地事務(wù)辦公室，浙江 杭州 310007)

在管線普查數(shù)據(jù)應(yīng)用需求分析的基礎(chǔ)上，介紹了構(gòu)建地下綜合管網(wǎng)信息系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)、系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)體系及實(shí)現(xiàn)過程，目的是為中小城市的地下綜合管網(wǎng)信息系統(tǒng)的建設(shè)提供經(jīng)驗(yàn)。

地下綜合管網(wǎng)信息系統(tǒng)；Web App Builder；FineUI；SOE；功能設(shè)計(jì)；系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

0 引言

根據(jù)臨安市地下管線信息化建設(shè)的具體情況，以及城市管線信息化建設(shè)的專業(yè)特點(diǎn)，采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、GIS技術(shù)、大型數(shù)據(jù)庫(kù)管理技術(shù)，構(gòu)建集中管理、分散控制的體系結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)城市管線資源的高效管理和科學(xué)統(tǒng)計(jì)分析，以及在此基礎(chǔ)上的輔助決策作用，建立一個(gè)實(shí)用、安全、可靠、綜合、高效的城市地下管線管理信息系統(tǒng)，旨在對(duì)全市各類管線相關(guān)數(shù)據(jù)(包括基礎(chǔ)地形圖數(shù)據(jù)、遙感影像數(shù)據(jù)、綜合地下管線數(shù)據(jù)和其他數(shù)據(jù))進(jìn)行綜合管理，并通過完善的數(shù)據(jù)更新與交換機(jī)制實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)更新與維護(hù)。同時(shí)通過該管線平臺(tái)的服務(wù)功能，向不同用戶及權(quán)屬單位提供管線數(shù)據(jù)和不同級(jí)別管線信息的應(yīng)用共享服務(wù)。

1 相關(guān)技術(shù)簡(jiǎn)介

1.1 地圖模塊開發(fā)采用Web App Builder框架

基于Java Script API的Web App Builder支持二三維融合應(yīng)用；提供豐富可配置的Widget庫(kù)，開發(fā)者可根據(jù)需要靈活選擇，部件包括Chart、Draw、Legend、MapCompare、Search、Query等；開發(fā)者還可靈活配置Web應(yīng)用的界面布局、主題風(fēng)格等。而且，Web App Builder采用了響應(yīng)式界面設(shè)計(jì)，配置出的應(yīng)用可以適應(yīng)多種尺寸的屏幕，支持移動(dòng)端，可適應(yīng)于當(dāng)前各種主流移動(dòng)設(shè)備，如手機(jī)、平板電腦等。配置的應(yīng)用可以通過ArcGIS Online共享到云端。開發(fā)者可以方便地基于Java Script API開發(fā)出滿足需求的組件，同時(shí)還可以對(duì)界面風(fēng)格進(jìn)行自定義。

1.2 網(wǎng)站架構(gòu)采用FineUI框架

FineUI是一組基于ExtJS的專業(yè) ASP.NET 控件庫(kù)，擁有原生的 AJAX 支持和華麗的 UI 效果。FineUI基于C#和ASP.NET 2.0開發(fā)模式，不需要JavaScript代碼就能完成真正的Web 2.0應(yīng)用。不僅能夠極大的減少開發(fā)時(shí)間和降低開發(fā)成本，而且方便維護(hù)升級(jí)。它擁有超過50個(gè)專業(yè)的ASP.NET控件，不僅能快速實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯，而且讓頁(yè)面更加生動(dòng)和華麗，兼容性強(qiáng)，支持跨瀏覽器，輕量級(jí)的數(shù)據(jù)傳輸，采用AJAX技術(shù)，所有的頁(yè)面回發(fā)都不會(huì)導(dǎo)致整個(gè)頁(yè)面重新渲染，而只有部分頁(yè)面得到更新[1]。

1.3 管線專業(yè)分析模塊采用SOE技術(shù)

SOE，即Server Object Extension，一個(gè)SOE就是一個(gè)包含一組方法的類，這個(gè)類可以在SOC(ArcGIS 10.1 for Server進(jìn)程，全稱是ArcSOC.exe)中運(yùn)行，并且可以被Web應(yīng)用程序調(diào)用。ServerObjects是粗粒度的AO組件，是一個(gè)可以執(zhí)行特定操作的高級(jí)對(duì)象，它隱藏了細(xì)粒度的ArcObject。ServerObjects的粗粒度接口支持對(duì)于像繪制地圖或地理編碼等整體性任務(wù)。SOE具有兩大優(yōu)勢(shì)：一是可以作為SOAP或REST Web服務(wù)，使得用ArcGIS Web APIs建立的客戶(用于JavaScript、Flex、Silverlight、iOS等)方便調(diào)用這些應(yīng)用程序；二是能夠?qū)rcObjects進(jìn)行有效封裝，提供理想環(huán)境以快速執(zhí)行指令[2-3]。

2 需求分析

分析管線數(shù)據(jù)、規(guī)劃?rùn)n案數(shù)據(jù)管理和應(yīng)用方面面臨的主要問題，有助于了解項(xiàng)目的要求，從而正確制定相應(yīng)的對(duì)策。通過前期需求溝通，得出系統(tǒng)的建設(shè)需求為：

1)應(yīng)用界面友好，提供直觀、形象的查詢統(tǒng)計(jì)功能，能實(shí)現(xiàn)全圖形化維護(hù)、管理及查詢檢索功能和圖形對(duì)象與屬性數(shù)據(jù)的雙向連動(dòng)，方便做出相關(guān)的分析和決策。

2)針對(duì)城市地下綜合管網(wǎng)有電信、電力、給水、排水、燃?xì)?、暖氣等多種類型的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)分層管理體制，并可按道路、街區(qū)地址、用戶單位等多種形式調(diào)圖。

3)系統(tǒng)可根據(jù)不同條件對(duì)綜合管網(wǎng)進(jìn)行查詢、統(tǒng)計(jì)，并可提供豐富的分析和輸出功能。

4)系統(tǒng)具有有效管理海量數(shù)據(jù)、具有圖文一體化、空間分析檢索等基礎(chǔ)功能。

5)系統(tǒng)是綜合運(yùn)用的Web版本，基本功能與CS版本部分相同，主要功能包括網(wǎng)上信息查詢、網(wǎng)上報(bào)件、網(wǎng)上發(fā)布，遠(yuǎn)程用戶通過光纖通訊、高帶寬有線電視線路等途徑來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的之間訪問和傳輸，利用計(jì)算機(jī)通信技術(shù)，通過Internet網(wǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)訪問和傳輸。

6)相關(guān)人員只能查看本單位的管線數(shù)據(jù)，其他單位數(shù)據(jù)不可以查看。管理員能夠查看所有的管線數(shù)據(jù)。

7)地圖數(shù)據(jù)能夠快速顯示，系統(tǒng)可以兼容多種瀏覽器。

3 功能設(shè)計(jì)

綜合管線信息管理系統(tǒng)Web版共分為4個(gè)子系統(tǒng)，見圖1。

圖1 地下管網(wǎng)管理信息系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖Fig.1 Function structure of underground pipe network information management system

3.1 地圖管理子系統(tǒng)

3.1.1 基本圖形操作

支持基本的地圖操作，包括放大，縮小，漫游，全圖等工具按鈕。支持距離量算、面積量算等功能。

3.1.2 圖層管理

管理系統(tǒng)各個(gè)圖層信息，實(shí)現(xiàn)開啟和關(guān)閉圖層功能。

3.1.3 地圖定位

通過行政區(qū)劃列表控制顯示不同行政區(qū)域內(nèi)的管網(wǎng)數(shù)據(jù)，定位指定的行政區(qū)空間區(qū)域內(nèi)的管網(wǎng)數(shù)據(jù)及專題數(shù)據(jù)。輸入特定點(diǎn)的坐標(biāo)值，地圖窗口的中心點(diǎn)位置定位到該坐標(biāo)點(diǎn)，并顯示坐標(biāo)位置。

3.1.4 書簽管理

地圖當(dāng)前視圖保存為書簽，以便下次快速訪問，擁有書簽增加、查詢、刪除、修改等功能。

3.1.5 地圖糾錯(cuò)

若在地圖中發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，可以對(duì)地圖進(jìn)行糾錯(cuò)，對(duì)圖形或者屬性錯(cuò)誤記錄進(jìn)行增加、查詢、刪除、修改等功能。

3.1.6 要素識(shí)別

識(shí)別地圖要素的屬性信息，便于用戶瀏覽。

3.2 管網(wǎng)數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)

3.2.1 管網(wǎng)信息查詢

管網(wǎng)信息查詢可通過管點(diǎn)管線等屬性條件進(jìn)行信息查詢與定位。

3.2.2 管網(wǎng)統(tǒng)計(jì)

包括管點(diǎn)統(tǒng)計(jì)和管線統(tǒng)計(jì)。

1)管點(diǎn)統(tǒng)計(jì)。根據(jù)管點(diǎn)不同類別信息，統(tǒng)計(jì)管點(diǎn)的個(gè)數(shù)。類別按照所屬區(qū)域和所屬單位劃分，生成管點(diǎn)個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)信息的對(duì)比專題圖。

2)管線統(tǒng)計(jì)。根據(jù)管線不同類別信息，統(tǒng)計(jì)管線的長(zhǎng)度。類別按照所屬區(qū)域和所屬單位劃分，生成管線長(zhǎng)度統(tǒng)計(jì)信息的對(duì)比專題圖。

3.2.3 管網(wǎng)空間查詢

3.2.3.1 管網(wǎng)空間查詢

在地圖上繪制多邊形、矩形、圓形等幾何圖形，系統(tǒng)進(jìn)行空間分析和查詢操作，在結(jié)果表中顯示查詢的結(jié)果集合。

3.2.3.2 管網(wǎng)緩沖查詢

根據(jù)設(shè)置緩沖區(qū)半徑，生成帶有緩沖區(qū)的多邊形，查詢包含在緩沖區(qū)范圍內(nèi)的管點(diǎn)、管線要素集合。

3.3 管網(wǎng)專業(yè)分析子系統(tǒng)

3.3.1 橫斷面分析

根據(jù)管道在路面下的情況，生成截面管徑、地面高程、管頂高程、埋深等信息，顯示橫斷面圖，表現(xiàn)各管線間分布情況。

3.3.2 縱斷面分析

分析管線沿線的縱向剖面圖，生成管線坡度、管徑、埋深、間距、高程等信息，顯示縱斷面圖。

3.3.3 垂直凈距分析

選擇一條管線進(jìn)行垂直凈距分析，根據(jù)該管線和現(xiàn)狀管線、審批管線的垂直凈距要求，系統(tǒng)給出該管線是否符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

3.3.4 水平凈距分析

選擇兩條管線，根據(jù)兩條管線水平面投影交點(diǎn)的上管外管底和下管外管頂?shù)母叱滩?，增加管壁厚度屬性，?jì)算水平凈距。

3.3.5 覆土深度分析

詳細(xì)顯示選中管線要素的埋深信息和屬性信息，提供判斷管線埋設(shè)深度是否符合相關(guān)國(guó)家規(guī)范。

3.3.6 坡度分析

管道坡度分析，可以直觀顯示管道坡度信息。

3.3.7 管線流向分析

對(duì)窗口視圖區(qū)域內(nèi)的管道的標(biāo)注流向符號(hào)，提供用戶分析依據(jù)。

3.3.8 范圍拆遷分析

繪制多邊形拆遷區(qū)域，查詢所有坐落在該區(qū)域內(nèi)的管線要素集合，并顯示管線拆遷費(fèi)用統(tǒng)計(jì)圖表。

3.3.9 爆管分析

依據(jù)管網(wǎng)的拓?fù)潢P(guān)系，自動(dòng)在爆管點(diǎn)搜索需要關(guān)閉的閥門，顯示閥門信息。

3.4 共享交換管理子系統(tǒng)

3.4.1 共享數(shù)據(jù)管理

利用系統(tǒng)發(fā)布的接口，實(shí)現(xiàn)各管道管理單位對(duì)新鋪設(shè)油氣管道的數(shù)據(jù)更新上報(bào)，以及對(duì)提交后的數(shù)據(jù)查看結(jié)果。數(shù)據(jù)審核人員對(duì)提交數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢并審核。

用戶對(duì)需要獲取的數(shù)據(jù)提出下載請(qǐng)求，審核人員對(duì)申請(qǐng)下載數(shù)據(jù)的請(qǐng)求進(jìn)行管理，審核確定是否同意下載。

3.4.2 地圖服務(wù)管理

3.4.2.1 地圖服務(wù)列表

列表顯示系統(tǒng)所提供的地圖服務(wù)內(nèi)容，可以查看每個(gè)地圖的相關(guān)信息，包括服務(wù)地址、服務(wù)描述、服務(wù)類型等。系統(tǒng)可以地圖服務(wù)提交共享請(qǐng)求，以提供給服務(wù)使用者調(diào)用。管理員用戶對(duì)提交的發(fā)布地圖服務(wù)請(qǐng)求進(jìn)行管理，包括提交服務(wù)申請(qǐng)列表、查看服務(wù)提交申請(qǐng)?jiān)斍楹蜕暾?qǐng)通過審批管理。

3.4.2.2 開放API服務(wù)

為二次開發(fā)該系統(tǒng)功能提供開放的API接口，支持客戶單位后期的業(yè)務(wù)功能擴(kuò)展開發(fā)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)平臺(tái)的可擴(kuò)展性。

4 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)采用B/S 架構(gòu)模式，從功能實(shí)現(xiàn)上主要分為整個(gè)網(wǎng)站視圖(VIEW)，地圖(MAP)，管網(wǎng)分析服務(wù)(SERVICE)3部分。

4.1 視圖(VIEW)

系統(tǒng)主界面基于FineUI技術(shù)搭建，利用RegionPanel控件分上、中、下三個(gè)面板，中間面板又分為左右兩個(gè)面板。左欄通過權(quán)限控制快速實(shí)現(xiàn)菜單的顯示功能。管點(diǎn)列表、管線列表及共享數(shù)據(jù)列表等模塊頁(yè)面的構(gòu)建，均涉及到數(shù)據(jù)的增加、刪除、查詢、修改功能。FineUI框架基于服務(wù)器控件，編碼簡(jiǎn)單，高效處理與數(shù)據(jù)庫(kù)的交互部分，通過代碼移植，能快速開發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)視圖部分，實(shí)現(xiàn)了高效快速開發(fā)的要求。系統(tǒng)主界面，如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)主界面Fig.2 Interface of system

4.2 地圖(MAP)

Web App Builder構(gòu)建后的程序已經(jīng)是一個(gè)包含漫游、鷹眼、查詢等基礎(chǔ)功能的地圖網(wǎng)站?；赪eb App Builder技術(shù)，通過IFRAME鏈接嵌入右欄面板，地圖部分與FineUI框架技術(shù)搭建的部分之間通過JavaScript實(shí)現(xiàn)交互。

Web App Builder允許通過創(chuàng)建自己的Widget和主題來擴(kuò)展其功能。微件可以是單個(gè)符合AMD模型的JavaScript文件或者是編譯好的AMD包，像Dojo的包一樣。Web App Builder開發(fā)者需要一定的HTML和JavaScript知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，要熟悉Dojo技術(shù)。管網(wǎng)專業(yè)分析子系統(tǒng)中各種分析前端都是用微件實(shí)現(xiàn)，微件代碼可以方便復(fù)用。

4.3 分析服務(wù)(SERVICE)

基于SOE技術(shù)，在裝有ArcGIS Server軟件的服務(wù)端部署SOE服務(wù)，在用Web App Builder技術(shù)開發(fā)的前端微件(Widget)中，對(duì)服務(wù)端發(fā)起數(shù)據(jù)處理請(qǐng)求，獲取服務(wù)端SOE分析服務(wù)的結(jié)果。

SOE通過采用ArcObjects的相關(guān)的接口、類庫(kù)對(duì)ArcGIS Server的基本功能進(jìn)行擴(kuò)展，使那些通過Web API不能或者不易實(shí)現(xiàn)的功能，可以通過SOE的形式，使得桌面實(shí)現(xiàn)方式可以在Web端實(shí)現(xiàn)?；赟OE的綜合管線信息管理系統(tǒng)Web版共用了桌面版中專業(yè)分析的各種功能代碼，快速高效地解決了難題。

地下管線縱斷面分析圖，見圖3。

圖3 地下管線縱斷面分析圖Fig.3 Profile analysis drawing of underground pipe

5 結(jié)束語(yǔ)

臨安市地下綜合管網(wǎng)信息系統(tǒng)界面友好、操作簡(jiǎn)單、實(shí)用性強(qiáng)，能夠滿足工作人員日常對(duì)管網(wǎng)地圖瀏覽、查詢、統(tǒng)計(jì)、分析、下載、共享的使用需求，同時(shí)，該系統(tǒng)具有高度的開放性和極強(qiáng)的實(shí)用性。然而，針對(duì)地下綜合管網(wǎng)信息系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)還有很多關(guān)鍵技術(shù)和存在問題，有待進(jìn)一步完善，以提高城市地下綜合管網(wǎng)普查數(shù)據(jù)的管理能力和決策效率。

[1] 尹向兵，周婷.基于 MVC 和FineUI的系統(tǒng)開發(fā)框架研究[J].江漢大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2015，43(4)：336-339.

[2] 周海，李宏偉，杜澤欣，等.面向服務(wù)的城市管網(wǎng)綜合管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].測(cè)繪工程，2015，24(3)：69-73.

[3] 徐亮.基于ArcGIS Server的服務(wù)器對(duì)象擴(kuò)展方法研究[J ].測(cè)繪與空間地理信息，2016，39(1)：67-69.

Design and Implementation of Lin’an Underground IntegratedPipe Network Information System

ZHU Sheng-wen1，YU Jian-kang2

(1.ZhejiangBrigadeofSurveyingandMapping，HangzhouZhejiang310030，China； 2.ZhejiangUnifiedLandAffairsOffice，HangzhouZhejiang310007，China)

Based on the application requirement analysis for pipeline census data，the related technologies，the function design and implemetation process for the construction of underground integrated pipe network information system are introduced.The aim is to provide some experiences for the construction of underground pipe network information system in small and medium-sized cities.

underground integrated pipe network information system；Web App Builder；FineUI；SOE；function design；system implementation

2016-12-26

P 208；P 209

B

1007-9394(2017)02-0033-03

朱圣文(1984～)，男，江蘇高郵人，工程師，現(xiàn)主要從事地理信息系統(tǒng)應(yīng)用研究方面的工作。