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沈阳市煤气管网地理信息系统技术设计方案
摘要：本文详细介绍了沈阳市煤气地理信息系统的建立方案，方案分两期实施，一期主要完成煤气地理数据库的建立，单机版煤气地理信息系统的建立，二期完成网络工程的建立。
一、前言
沈阳市的燃气事业始建于1923年，是国内最早生产和使用燃气的城市之一，现拥有地下燃气管网2156公里，燃气居民用户80万户，工业用户3000多户。随着沈阳市城市建设的飞速发展，我市的燃气管道用户及管网规模在不断扩大，手工的管理模式和管理手段已无法满足“合理规划、科学管理、安全供气、优质服务”的要求，因此，寻求一种高科技、现代化的管理手段是当务之急，我公司经多方面调研分析，认为建立地下燃气管网地理信息系统是解决问题的捷径，通过地理信息系统可以实现燃气管网的动态管理，以便为城市燃气规划、管网管理、燃气事故预防及突发事故的处理等迅速、准确地提供管网的相关数据。
该系统是采用先进的计算机网络、通信技术、地理信息技术，建立在强大的网络系统平台上，支持大型数据库系统。在这个网络信息系统平台上，可以实现燃气管网的规划设计、输配管理、图档管理、抢修辅助决策、燃气用户管理及综合查询、统计等功能，各管网相关部门可以实现在各自部门同时查阅管网信息，以提高管网信息利用的效率。该系统建设分两期进行，一期工程主要完成数据的采集、管理、更新、查询、分析等主要功能，二期主要完成系统网络工程的建设。
二、技术路线
煤气管网地理信息系统的建立是一个复杂的系统工程，其建设的好坏不仅影响系统自身的应用情况，也将对整个沈阳市城市地理信息系统的推广产生深远的影响。为此，在设计和建设中必须遵循以下原则：
规范化原则
城市建设地理信息系统须严格遵循国家、辽宁省及沈阳市有关城市规划、建设与管理的法规。数据的分类编码应该严格遵循现有的国家标准、行业标准，并根据辽宁省和沈阳市的地方特色，制订适合于本系统的分类编码方案。
先进性原则
系统的功能设计应该立足于较高的起点，在考虑性能价格比的同时必须着重考虑系统的先进性。在软硬件平台的选用上考察国内外最新技术，同时也应考虑系统的通用性及各部门现有的软硬件平台及应用水平，便于该项目的成果尽早产生效益。本系统的地理信息系统平台采用国际上处于领先水平的美国ESRI(Environmental Source Research lnstitute)的Arclnf08，使系统立足于高起点，为煤气系统的开发及应用打下良好的基础。
完备性原则
系统的数据结构和功能体系应能充分满足用户提出的合理需求。
适用性原则
系统应具有良好的人机交互界面，易于使用，在系统的设计过程中，全面考虑各种特殊情况，使系统具有通用性。
示范性原则
沈阳市煤气地理信息系统是辽宁省第一家专业管网系统，该系统的建立为沈阳市其它管网系统的建立积累技术经验，同时也可以为其它兄弟城市建立管网系统提供宝贵的技术支持。
可扩充性原则
系统的要素、编码、功能和数据库结构都必须易于扩充，以满足系统进一步的发展和沈阳市城市地理信息系统建设的需要。
三、系统一期工程
目前，沈阳市煤气总公司的管网资料主要以纸质的500图、台帐、竣工档案等形式存储，无任何数字化管网信息，因此系统一期的一项主要工作是建立管网地理数据库，此项工作主要由属性录入子系统、数据管理子系统来完成。
l、煤气属性数据录入子系统
说明：在系统建立初期，为了方便用户属性的录入，用VB和Access相结合开发了属性数据录入子系统，它主要应用于系统建立初期属性数据的大量录入，系统建立以后，不再使用此系统。
录入：通过拷贝、提供可选项等方式，提高属性数据录入的效率，录入过程中可以实现记录的全屏幕编辑，如：删除、修改、存盘等操作。
查询：通过28种查询方式，查询到满足用户条件的记录。
修改：高级用户可以实现属性数据的批量更新、恢复。
报表：可以实现条件报表，动态报表
2、煤气数据管理子系统
说明：在系统建立初期，为了实现数字化各工序的管理，图形和属性数据的挂接，图幅的拼接，错误的检查等工作，用VB和Maplnfo相结合开发了数据管理子系统，它主要应用于系统建立初期。
管点分类：在拼接完成的1：5000区块上，完成调压站、抽水缸、节点、罐站、阀门井的分离
属性挂接：在拼接完成的1：5000区块分类表上，实施点属性的挂接，全市拼接完成之后，完成点属性向线属性的抽取。
查错：查出各种图面错误(符号用错、线端点无点符号、点符号不在线上、重复点、悬挂点、重复线、点号重复、点号为空)
拼图：完成1：5000范围内的拼图，全市的拼图·转换：利用Maplnfo的转换工具，将数据转换成 Arclnfo的E00格式或CAD格式。
打印输出：查询结果报表，总表报表、标准图幅打印
3、煤气地理信息系统
说明：在ARC／INF08环境下，以VB6．0作为系统二次开发语言，实现煤气管网的专业化管理。
查询：快速查询、组合查询、关联查询、空间查询。
统计：快速统计、组合统计、关联统计、空间统计。
专题图：以字段为依据、生成各种专题地图。
标注：根据标注参数设置，完成自动标注、扯旗标注。
分析：垂距分析、爆管分析、横剖面分析、纵剖面分析、两点连通分析开关测试、预警分析、水力计算、动态监控口
图形管理：开始编辑、拴点上图、捕捉设置、停止编辑、图幅打印、沿道路打印。
属性管理：单记录属性管理、多记录属性管理、更新维护次数、报表打印。
动态报表：查询、统计、分析结果的动态报表。
图纸输出：标准图纸的黑白打印、彩色打印、任意打印、沿道路打印。
数据转换：与Maplnfo或AutoCAD之间的双向转换。
4、动态监控子系统
利用煤气总公司已建成的动态监控系统采集的数据(存储在SQL SERVER数据库中)，实现监测点数据在电子地图上的动态显示。
四、系统二期网络工程
煤气二期网络系统是在煤气一期工程系统(单机版)的基础上扩充了网络功能。二期工程的建立可以更好地发挥煤气数据资源的价值，煤气数据资源是煤气公司宝贵财富，是近，百年来，几代煤气人辛勤劳动的结晶，
它的数字化、错误的纠正更是耗费了大量的人力、物力，网络的建设可以使煤气总公司这一宝贵的财富发挥其应有的作用和功能。二期网络工程的建设与施，使各管网相关的部门可以及时了解最新的管网信息，为管网的设计、运行、维护、更新、管理提供高效、准确、及时的管网信息，加强管网科学化、自动化管理，为沈阳煤气事业的腾飞，打下坚实的基础，造福子孙后代。系统二期网络工程的建设，使得煤气公司的管网系统采用了客户朋艮务器(C／S)方式，成为了真正的企业级的地理信息系统构架，使得各管网相关部门，可以做到足不出产，便可以了解到最新的管网信息，使得煤气公司在全国范围内处于技术领先地位。
1、网络工程目标
提供沈阳市煤气管网设计、管理一体化的解决方案，完成沈阳市煤气总公司企业级GIS体系，强化煤气管网管理。
采用当今世界最先进的企业级GIS应用构架，采用符合技术发展和工业标准的Oracle数据库作为系统数据管理平台，构架先进的企业级应用系统，使得系统的投资能够长期为用户服务。实现管网数据资源最大程度的共享，实现管网规划、设计、管理、维护一体化。
提高管网信息的使用价值，使一期的投资达到更好的经济效益和社会效益
提高沈阳市煤气总公司的企业形象，为IS09000的认证准备雄厚的技术储备。
2、 网络结构
该系统的网络结构采用标准的快速以太网，传输介质采用100M的非屏蔽双绞线，服务器及客户端计算机通过中心的100M高性能交换机连接，系统结构如下图所示：
沈阳市煤气管网地理信息系统二期工程
该网络系统结构简单明确，使用很少的投资实现完全的网络系统，同时便于系统的升级与扩充。如果建立了相应的网络中心，不仅可以控制、维护各工作站数据的使用，还可以作为展示中心，如果与遥调、遥测系统相联，还可以在投影上动态显示各监测点的数据。考虑网络结构和应用软件系统的具体要求，系统使用高性能的服务器系统与网络交换机。
本系统米用ESRI公司企业级GIS解决方案，实现大规模基础空间数据的管理。系统结构如下图所示，采用三层结构体系，底层为空间与属性统一的数据库系统(数据库采用 ”Oracle8i)；中间层为应用系统服务器，应用系统为ARCINFO与ARC—SDE，具有强大的空间分析能力，及空间数据管理能力，并支持3维地形图分析；上层(客户端)基于UapObject组件开发基础空间数据管理系统，支持管网数据的查询、统计、图形打印、动态报表、数据输出或转出等基本功能。 系统采用ESRI公司的网络平台ARCSDE、Mapobjects，不仅考虑到与一期软件平台(ESRI
公司的Arclnf08)的兼容性，主要是考虑系统整体构架的先进性、可扩充性和企业级应用。
系统采用大型数据库0racle8i，主要是用于管线数据和基础地形图海量数据的管理。Oracle8i是当今先进的地理数据库，它可以同时存储图形信息和属性信息，同时，它与ESRI公司的ArcsDE8的兼容性最好，可以保证系统能够发挥最高的效率，同时也保证了方案的最优性，保证系统在相当长的时间内不会落后。
3、 方案特点
应用当今世界最为先进的企业级GIS应用框架，为煤气工程提供了灵活、高效的企业级应用解决方案，系统的运行实施，将使沈阳市煤气管网的管理达到国内领先水平，并接近国际同期水平。
系统是采用真正的客户朋艮务器结构的GIS系统，是在企业范围内高效、安全
地共享煤气管网数据的必然选择。
采用工业标准数据库管理系统，同时存储空间数据和属性数据，保证数据的安全性、一致性。
系统方案符合当前煤气管网管理和GIS技术发展趋势，特别是采用的GIS技术解决方案目前处于绝对领先的优势，通过系统运行期间的升级、维护，能够保证在相当长的时间内不会落后。
合理的软件配置，具有较好的性价比。
保证了煤气一期工程的投资利用，最大程度地重用了一期工程的资源，保护了前期投资，避免资源浪费。
五、结语
沈阳市煤气总公司从2000年6月开始至今已顺利地完成了一期工程。使我公司的燃气管网管理登上了新的台阶，但由于我市燃气事业起步较早，历史原因造成燃气管线的部分数据不详，因此，管网资料需要进一步完善，同时，今年启动二期工程的建设，力争在最短的时间内完成，使得该系统能够近早地为沈阳市煤气总公司服务。
参考文献：
l、 ESRI公司系列产品简介，富融科技有限公司，1999、10
2、 Modeling Our World,The ESRI Guide to Geodatabase Design ，MichaelZeiler，ESRI PreSS
3、 沈阳市煤气管网地理信息系统调研报告，沈阳金建数字城市软件有限公司，2000
4、 沈阳市煤气管网地理信息系统设计报告，沈阳金建数字城市软件有限公司，2000
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