發布時間：2020-05-18所屬分類：工程師職稱論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：針對地下管線數據復雜等特點，將GIS技術運用到地下管線管理信息中，應用ArcGISEngine10.1開發工具包，在VisualStudio2010開發環境下，以某城市管線為例子，開發了基于GIS環境下的管理信息系統，該系統對總體框架進行了描述，并實現了對地下管線進行編
摘要：針對地下管線數據復雜等特點，將GIS技術運用到地下管線管理信息中，應用ArcGISEngine10.1開發工具包，在VisualStudio2010開發環境下，以某城市管線為例子，開發了基于GIS環境下的管理信息系統，該系統對總體框架進行了描述，并實現了對地下管線進行編輯、查詢、管理和分析等基本功能，重點對管線連通性、爆管、覆土深度以及開挖進行了深入的應用分析。
關鍵詞：地下管線ArcGISEngine應用分析
1引言地下管線是城市規劃和基礎設施建設中重要基礎和資料，承擔著信息傳輸、能源輸送、污水排放等與人民生活息息相關的重要功能。隨著城鎮化進程的不斷深入，加強對城市地下管線資料的精確高效管理對城市高效、安全運轉具有重要意義[1]。地理信息系統(GIS)具有獲取、輸入、查詢統計、地圖制圖、空間數據編輯、空間分析、建模和輸出數據的功能，可以為土地利用和城市基礎設施等規劃管理提供決策支持。GIS的強大功能和處理問題的高效性，使得其在城市地下管線的規劃和建設當中得到越來越廣范的應用[2]。
基于此，本文綜合國內外開展地下管線普查和建立管理系統的經驗，將以某城市地下管線為例，借助先進的計算機網絡、GIS等技術，采用C#、ArcGISEngine10.1兩者結合開發，實現地下管線信息整理、入庫、編輯、分析、管理、查詢及輸出等功能，為城市的規劃建設和管理提供了科學決策依據。
2系統設計
2.1系統開發環境
ArcGISEngine是美國Eris公司在2004年推出的一個可以創建自定義的GIS桌面應用程序。ArcGISEngine開發包主要包含了基本服務、數據存取、地圖表達和開發組件四個方面的內容。基本服務包括了ArcGISEngine中最核心的ArcObjects組件，地圖顯示、地理要素等GIS組件的操作都需要調用ArcObjects組件。數據存取包括了訪問矢量或柵格數據的GeoDatabase所有的接口和類組件。地圖表達包含了GIS應用程序用于數據顯示、數據符號化和專題圖制作等需要的接口和類組件。開發組件具有MapControl、PageLayoutControl等可視化控件，而且還擁有大量ToolbarControl調用的內置commands、tools等，它們可以極大地簡化二次開發工作。
ArcGISEngine支持多種開發語言，本文在編輯語言上選擇了Visualstudio2010中的C#語言，C#語言功能強大且使用靈活。NET技術為C#語言添加了更多功能。不僅可以進行強類型的查詢，還有各種數據之間的交互等等。
2.2系統框架
系統是構建在.NET體系結構上，采用了“N”層結構方案[3-4]，開發具備四層體系結構，結構如圖1所示。主要界面包括用戶層、邏輯層、數據層和系統層。
(1)用戶層：系統通過對使用人員進行展示。
(2)邏輯層：提供基礎的應用服務，中間層主要包括基本操作、管線編輯、信息查詢、管線分析等。
(3)數據層：主要包括城市地下范圍的電力、通信、燃氣等管線及其附屬設施等管線數據。
(4)系統層：主要包括系統搭建所需要的軟平臺，如客戶端的硬件配置，系統運行的軟件環境等等。
2.3系統功能設計系統采用模塊化設計，分為五個主要功能模塊，主要分為文件、基本操作、信息查詢、管線編輯、管線分析等，系統總體功能如圖2所示。
(1)基本操作模塊對多種圖形窗口的可視化操作。如放大、縮小、漫游、全屏顯示以及點、線和多邊形選擇操作，這些功能使用戶的編輯操作更加方便、準確。
(2)信息查詢模塊對管線數據提供了屬性和空間查詢，并且實現了對管線點、管線專業屬性的條件檢索功能。
(3)管線編輯模塊對管線數據實現了要素選擇、屬性編輯，添加、刪除要素及管點的移動、添加、刪除等功能。
(4)管線分析模塊主要實現了縱橫斷面分析、開挖分析、覆土深度分析、水平和垂直凈距分析等功能。
3管線管理系統關鍵業務分析
城市管線通常埋設在地下，要較直觀的了解管線的現狀以及管線的走向，管線和相連設施的連接關系，管線起點和終點，管徑，材質等各種屬性信息必須通過管線管理系統，系統綜合分析功能包括管線的三維瀏覽、查詢、管線連通性分析、爆管分析、開挖分析以及覆土深度分析等，可為城市安全管理提供輔助決策。
3.1連通性分析
城市地下管線連通性分析是針對管網進行管線連接關系的模擬仿真分析，顯示當前管線連接的數量、位置、流向等狀態以及管線的屬性信息。連通性分析的主要功能實現過程是調取系統連通分析對話框，選擇需要進行連通分析的管段，通過指定管網中的兩條管線任意兩點，分析出與這兩條管線相連通的所有管線，并可以根據任意兩點計算出兩節點是否連通，其分析操作過程簡單快捷，系統可以生成連通分析數據圖表，如圖3所示，同時也導出相關分析的圖、表等文件，并顯示連通分析三維效果主視圖，如圖4所示。通過連通分析不僅可以管線工程規劃設計和施工的科學性和準確性，而且可以有效避免和降低城市地下設施的安全隱患。
3.2爆管分析
在城市地下管線管理過程中時常會遇到管線爆管事故，如果不能及時處理或者處理不當會造成經濟損失和社會不良影響。因此，城市地下管線管理信息系統在設計時充分考慮了壓力管線發生爆管的處理分析方法。系統根據管線設計成果與爆管點的具體位置信息，利用管線拓撲信息，通過算法運算，自動高效分析辨別出受影響的管段及相關區域，并生成壓力管線爆管分析圖，如圖5所示，同時可以顯示爆管受影響區域三維效果圖，如圖6所示，通過這些圖可以分析制定關閥方案，防止爆管事故進一步擴大。
3.3覆土深度分析
管網鋪設應該嚴格遵循各類管線的最小覆土深度行業規范，因此系統在開發設計時將國家和行業標準考慮在內，管線信息管理系統可以快捷地對所選區域內管網數據進行分析，得出各類管線的覆土深度，同時對于不符合規范標準的管線用紅色顯示，并在管線覆土深度分析對話框中可查詢不符合行業規范的管線與相關標準進行比對，系統還支持文件導出與打印等功能，如圖7所示。
3.4開挖分析
針對城市地下管線開挖過程中準確確定開挖地點、開挖范圍大小以及開挖深度等問題，系統可依據參考高程，設置開挖深度并提供自定義和沿路開挖兩種開挖模擬方式，同時系統可提供開挖分析地段三維效果主視圖，開挖分析操作簡單，分析結果直觀易懂，為施工提供重要的決策依據。
4結束語
面對復雜的地下管線數據，本文建立了一個基于ArcGISEngine的城市地下管線信息管理系統。本系統實現了對地下管線數據的編輯維護、查詢和關鍵業務分析等功能，提升了城市地下管線基礎數據的管理水平，實現對決策基礎數據資源的數字化、可視化管理，為建設“智慧城市”提供了一定的技術支持。
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