GIS的城市排水管网设施管理系统

柳林

摘 要：以GIS为技术支持， 结合排水管网设施管理的实际需求建立了排水管网设施管理系统。借助ArcGIS平台，充分发挥了GIS在可视化，查询定位及空间数据管理等方面的优势，实现了普查数据的入库以及设施数据管理功能。并在此基础上构建了排水管网网络模型，借助模型实现了管网流向、连通性、污染源追踪、污染影响范围等网络分析功能。

关键词：排水管网；地理信息系统；管网分析

近年来，极端天气引起的暴雨多次见诸报道，极大的损害了人民群众财产和人身安全。随着国内经济的腾飞，在极丰富人们的物质生活的同时，也提高了大家对城市排水系统的要求。排水管网是市政设施的重要组成部分，肩负着城市内涝排水的重任，建立基于GIS的排水管网设施管理系统有助于提高主管部门对排水设施的管理能力，实现了数字化排水设施管理的需求。GIS技术已经成功在城市的多个业务管理部门进行应用，借助GIS，主管部门可以方便快捷地查询定位设施位置分布情况，轻松实现日益复杂的排水管网设施各种档案资料的管理。摸底现有城市排水管网设施，对防汛排涝应急指挥、排水管网改造、雨污管道分流改造、暴雨积水分析等工作有重要的指导意义。

一、系统构建及其功能

排水管网设施管理按实体形状主要分为线状和点状设施，其中线状设施包括：排水管道、倒虹吸管道以及河道；点状设施包括：检查井、雨水篦子、排水阀门、提升泵站、闸门井、窨井、排水户等。

排水管道按管径可以分成小型管（小于600mm）、中型管（600-1000）、大型管（1000-1500）及特大型管（大于1500）；按排水性质可以分为雨水、污水及雨污合流管道。

系统功能：

数据入库：排水管网设施数据来源比较广泛，目前主流方法是对地下管线进行全面数据普查，优势在于可以科学准确对管网数据进行摸底，为后续业务应用、管网建模提供了可靠的数据质量保证，缺点在于普查工作资金投入比较大，相比较而言，投入和产出比还是非常高，值得主管部门进行投入。

普查数据原则上是不能直接进入系统数据成果图的，原因有2个：

1.数据格式不一致，普查数据格式由普查公司定义，一般是微软提供的mdb数据。

2.数据质量难以达标，数据成图前需要进行业务属性检查，成图后需要进行空间拓扑检查，方可保证达到管网建模的最低要求。

普查数据入库流程如图1-1所示

在线编辑：支持多用户同时在线编辑排水管网设施数据，同时提供了丰富的管网设施编辑工具：精确要素捕捉、撤销及回退、连点成线、设施绘制及删除、批量属性编辑、管段合并及打断、管网废弃及恢复等。

为了更好的保障成果库数据的安全性以及稳定性，提供了编辑图层，编辑范围以及编辑工具功能权限控制，同时提供了编辑历史库，编辑日志。数据管理员可以随时还原已编辑的数据。

通过完善的数据入库以及编辑流程，很好的解决了后期管网设施数据动态更新的难题。

查询定位：实现空间范围及业务属性过滤查询管网设施数据，完全实现了图形查属性，属性查图形双向联动模式。空间范围查询包括：点击查看设施基础业务属性数据以及附属文档资料，查询多种区域范围内的管网设施，查询道路周围的管网设施等功能；业务属性查询包括：快捷查询，管径分类，材质分类，埋设日期等功能。

查询结果进行分页展示，同时支持双击定位设施空间位置，查询结果展示如图1-2所示：

地址名称定位、分类设施名称定位、道路名称定位、图幅定位等丰富的定位功能可以方便地让用户找到设施所在的空间位置分布。

统计报表：可以实现任意范围内的管网设施数量，管线长度进行分类统计。统计范围可以是：当前视图范围内，整图层及自由区域；分类统计类型可以是：材质、管径（小型管、中型管、大型管及特大型管）、埋设日期、所在道路等多种方式；统计结果展示可以有柱状图、三维饼状图以及定制报表，统计结果支持用户导出到本地进行保存。

管网分析：在成功构建排水管网网络的情况下，实现了排水流向分析、节点连通性分析、污染源追踪分析、污染影響范围分析、生成纵横断面图、地下管网三维显示、预警分析、道路扩建及房屋拆迁分析等功能。

纵横断面图及地下管网三维显示能够从不同角度，不同方式展示地下管线的分布情况，为市政设施施工提供了科学的辅助资料，如图1-3所示。 系统管理：主要实现了系统功能权限分配，数据编辑权限分配，管网设施符号化配置，系统操作日志管理等功能。

系统功能权限分配功能决定了用户拥有哪些功能；

数据编辑权限分配功能决定了用户拥有哪些数据的编辑权限；

管网设施符号化配置实现了用户自定义设置设施符号化的要求。

二、结语

该系统已经成功在国内多个城市进行了上线运行，功能完善，性能稳定，满足了客户多样化的设施管理业务需求，协助相关主管部门实现了排水管网设施的数字化管理，在减轻工作量的同时，提高了管网设施的管理效率。

排水管网数据属国家涉密数据，系统采用CS架构模式进行开发，部门内网进行访问，很好的保证了数据的安全性。另外，可以把管网空间数据作为后续业务系统定制开发的基础数据，例如排水管网建模评估分析系统，排水管网辅助规划设计系统，排水管网设施移动巡检系统，水质监测系统，泵站调度系统，排水管网设施资产管理等系统。基于管网空间数据开发的各业务系统，具有优秀的可视化展示效果、人机交互体验以及极佳的市场推广价值。