張林廣，郝多虎，張文燕，張 玲，關(guān)小果，王 果

(中國礦業(yè)大學(xué)地球科學(xué)與測繪工程學(xué)院，北京100083)

基于B/S結(jié)構(gòu)的小城鎮(zhèn)管網(wǎng)數(shù)據(jù)庫的建立和維護(hù)

張林廣，郝多虎，張文燕，張 玲，關(guān)小果，王 果

(中國礦業(yè)大學(xué)地球科學(xué)與測繪工程學(xué)院，北京100083)

針對我國小城鎮(zhèn)地下管網(wǎng)管理的現(xiàn)狀，提出建立基于B/S結(jié)構(gòu)的小城鎮(zhèn)地下管網(wǎng)數(shù)據(jù)庫的必要性，并詳細(xì)敘述本數(shù)據(jù)庫具有的功能和優(yōu)點(diǎn)、建立的技術(shù)路線、開發(fā)平臺以及最終的實現(xiàn)成果，對小城鎮(zhèn)地下管網(wǎng)的科學(xué)管理具有一定借鑒意義。

B/S結(jié)構(gòu);地下管網(wǎng);數(shù)據(jù)庫

一、引 言

1.目前我國地下管網(wǎng)的現(xiàn)狀

目前我國城市地下管線可分為地下管道和地下電纜兩大類，地下管道又分為給水、排水、燃?xì)?、熱力和工業(yè)等5類;地下電纜分為電力和電信兩類。每類管線還可以按其傳輸?shù)男再|(zhì)和用途分為若干種，如排水可分為污水、雨水和雨污合流，燃?xì)饪煞譃槊簹庖夯瘹夂吞烊粴獾龋?］，這些地下管線縱橫交錯構(gòu)成了城市地下管網(wǎng)。城市地下管網(wǎng)是城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，被人們喻為城市的“生命線”，這個管網(wǎng)每時每刻不停地為城市提供各種服務(wù)，為經(jīng)濟(jì)發(fā)展和市民生活提供保障。但是，目前全國城市管網(wǎng)底數(shù)不清、資料不全的現(xiàn)象非常突出，給城市的建設(shè)和管理帶來極大困難。由于地下管網(wǎng)損壞而造成的事故，如煤氣管爆炸，自來水管、地下通信電纜被挖斷等，給國家和人民帶來了極大的損失。有關(guān)資料表明，我國大城市僅每年管線損壞造成的損失就達(dá)20億元，全國約70%的城市沒有完整的地下管線資料，地下管線家底不清的現(xiàn)象普遍存在［2］。

2.建立基于B/S結(jié)構(gòu)小城鎮(zhèn)管網(wǎng)數(shù)據(jù)庫的現(xiàn)實性

我國城市管網(wǎng)信息系統(tǒng)的建立始于20世紀(jì)80年代末，先后在北京、上海、廣州等大城市和一些中小城市建立了一批較為先進(jìn)的城市管網(wǎng)信息系統(tǒng)［3］，這在一定程度上促進(jìn)了城市地下管網(wǎng)的科學(xué)管理，然而對于比城市規(guī)模小的小城鎮(zhèn)而言，城市管網(wǎng)信息系統(tǒng)不太適用，原因有以下兩個方面。

(1)功能復(fù)雜

許多城市的地下管網(wǎng)信息系統(tǒng)軟件比較龐大，并且大多在系統(tǒng)設(shè)計時為解決城市地下管網(wǎng)的復(fù)雜問題設(shè)置了許多復(fù)雜的算法，這對于小城鎮(zhèn)而言不太適用，同時維護(hù)也很困難。

(2)成本高

成熟的城市地下管網(wǎng)信息系統(tǒng)一般價格較高，幾萬元至十幾萬元不等，一般小城鎮(zhèn)的管理部門由于資金原因不愿意購買。

本數(shù)據(jù)庫專為小城鎮(zhèn)設(shè)計，主要解決小城鎮(zhèn)地下管網(wǎng)管理的基本問題，即建立基于B/S結(jié)構(gòu)的小城鎮(zhèn)地下管網(wǎng)數(shù)據(jù)庫，為涉及小城鎮(zhèn)地下管網(wǎng)的眾多部門在管理、查詢、維護(hù)和使用地下管網(wǎng)時提供極大的便利。由于本數(shù)據(jù)庫是基于B/S結(jié)構(gòu)的，在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)高速發(fā)展的今天，更顯其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)和現(xiàn)實意義。

二、本數(shù)據(jù)庫具有的功能和優(yōu)點(diǎn)

B/S結(jié)構(gòu)，即瀏覽器/服務(wù)器結(jié)構(gòu)，就是只安裝維護(hù)一個服務(wù)器，而客戶端只需要普通的瀏覽器IE。它是隨著 Internet技術(shù)的興起對 C/S結(jié)構(gòu)(Client/Server結(jié)構(gòu)，即客戶機(jī)/服務(wù)器結(jié)構(gòu))的一種變化和改進(jìn)。

本數(shù)據(jù)庫采用B/S結(jié)構(gòu)，其具有的功能和優(yōu)點(diǎn)如下。

1.數(shù)據(jù)庫的維護(hù)成本低

這種結(jié)構(gòu)可以對小城鎮(zhèn)的地下管網(wǎng)進(jìn)行集中化管理和維護(hù)，以及客戶端的免安裝和零維護(hù)，極大地降低了數(shù)據(jù)庫的維護(hù)成本。

2.服務(wù)器安全

這種結(jié)構(gòu)系統(tǒng)代碼全部放于服務(wù)器上，但只有服務(wù)器管理人員才能更改代碼，只有運(yùn)行在服務(wù)器上的代碼才可以訪問數(shù)據(jù)庫，客戶端不能直接訪問，這樣可以保障服務(wù)器安全。

3.數(shù)據(jù)庫性能優(yōu)勢明顯

在系統(tǒng)的性能方面，B/S的優(yōu)勢是其異地瀏覽和信息采集的靈活性。無論任何時間、任何地點(diǎn)，只要可以上網(wǎng)，就可以使用B/S系統(tǒng)的終端，這對于系統(tǒng)的維護(hù)人員和眾多用戶都是非常方便的。數(shù)據(jù)庫建成后，各行各業(yè)的人員凡是需要查詢城鎮(zhèn)地下管網(wǎng)信息的都可以隨時通過上網(wǎng)查詢。

4.數(shù)據(jù)庫使用方便

本數(shù)據(jù)庫包括圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，訪問者可以很方便地同時查詢以上兩種數(shù)據(jù)。還可以按圖層顯示不同的管線數(shù)據(jù)，并且對于不同的管線圖層可分層顯示和相互疊加，訪問者使用本數(shù)據(jù)庫會非常方便、快捷。

三、本數(shù)據(jù)庫建立的方案設(shè)計

1.調(diào)查資料和獲取數(shù)據(jù)

(1)調(diào)查分析

廣泛收集與調(diào)研相關(guān)數(shù)據(jù)庫建立的國內(nèi)外已有的資料，并進(jìn)行分析，研究比較其優(yōu)缺點(diǎn)，更好地為本數(shù)據(jù)庫服務(wù)。

(2)數(shù)據(jù)質(zhì)量的保證

全面、系統(tǒng)地對小城鎮(zhèn)地下管網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。為了保證數(shù)據(jù)庫的順利運(yùn)行，在數(shù)據(jù)庫的建立過程中要保證數(shù)據(jù)的質(zhì)量，確定數(shù)據(jù)表的結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)表單之間的相互關(guān)系，并且使數(shù)據(jù)庫保持合理的冗余度。

2.研究的技術(shù)路線

本數(shù)據(jù)庫的建立是一個連續(xù)的系統(tǒng)工程，首先應(yīng)進(jìn)行外業(yè)地下管網(wǎng)測量成果的數(shù)據(jù)收集，將數(shù)據(jù)分為圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，圖形數(shù)據(jù)要進(jìn)行數(shù)據(jù)分類和圖層劃分，屬性數(shù)據(jù)要進(jìn)行分析、整理、分類和標(biāo)準(zhǔn)化，并且輸入到系統(tǒng)中;然后就是相關(guān)程序的編寫和功能的實現(xiàn)，具體技術(shù)路線如圖1所示，該技術(shù)路線包含了本數(shù)據(jù)庫從數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)的輸入到圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的連接以及程序?qū)崿F(xiàn)的各個過程。

圖1 數(shù)據(jù)庫建立的技術(shù)路線

四、系統(tǒng)的實現(xiàn)

1.圖形數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)庫的建立

用MapInfo建立圖形數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)庫。MapInfo是美國MapInfo公司開發(fā)的集地理信息圖形化、數(shù)據(jù)查詢靈活化、數(shù)據(jù)分析可視化等諸多功能于一體的信息可視化桌面地圖系統(tǒng)軟件。MapInfo可利用點(diǎn)、線、多邊形等多種圖形元素，以及豐富的地圖符號、文本類型、線型、填充模式和顏色等靈活多變的表現(xiàn)形式，直觀形象地實現(xiàn)對數(shù)據(jù)內(nèi)容的可視化［4］。同時MapInfo具有動態(tài)聯(lián)接關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的功能，可以運(yùn)用地理編碼的功能，將數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)與其在地圖上相對應(yīng)的圖形元素一一對應(yīng)，從而可以實現(xiàn)在圖形基礎(chǔ)上對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行操作。

(1)屬性數(shù)據(jù)庫的建立

按照國家標(biāo)準(zhǔn)，管線點(diǎn)的屬性數(shù)據(jù)包含以下內(nèi)容:①管線點(diǎn)點(diǎn)號;②管線點(diǎn)平面坐標(biāo)、地面及管頂(底)高程;③管線點(diǎn)類別及特征;④管線材質(zhì);⑤管徑或斷面尺寸;⑥埋設(shè)年代;⑦權(quán)屬單位;⑧管線點(diǎn)所在的圖幅編號等屬性數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)庫建立的過程中，分別對各種管線建立其相應(yīng)的屬性數(shù)據(jù)庫。

(2)圖形數(shù)據(jù)庫的建立

管線的圖形數(shù)據(jù)是以國家標(biāo)準(zhǔn)的大比例尺地形圖為基礎(chǔ)的，建立地下管網(wǎng)圖形數(shù)據(jù)庫，應(yīng)以1∶1 000或1∶500的比例尺地形圖為佳。將測繪所得的地形圖在MapInfo軟件的支持下進(jìn)行數(shù)字化輸入。數(shù)字化后需要進(jìn)行坐標(biāo)匹配，一般要選擇至少3個坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行匹配，并用第4個點(diǎn)進(jìn)行檢核;坐標(biāo)匹配后，利用MapInfo所提供的系統(tǒng)工具，標(biāo)明管線的各種數(shù)據(jù)。在表示管線數(shù)據(jù)時需對不同的管線設(shè)置不同的圖層，即分層表示。同時，為了明顯地表示管線的圖形數(shù)據(jù)，對于不同的管線，按照國家標(biāo)準(zhǔn)給以不同的規(guī)定顏色，并且對于管線的不同特征點(diǎn)，還要給以規(guī)范規(guī)定的符號。

2.數(shù)據(jù)庫的網(wǎng)上發(fā)布

數(shù)據(jù)庫的網(wǎng)上發(fā)布采用MapXtreme2005，MapX-treme2005是MapInfo公司為了支持.NET框架，開發(fā)的基于Internet/Intranet的WebGIS無縫集成到.NET框架中的地圖應(yīng)用服務(wù)器。信息管理員只要在Web服務(wù)器上對MapXtreme進(jìn)行編程管理，用戶就能夠通過Web瀏覽器訪問到地圖信息，生成統(tǒng)計圖形［5］，基于MapXtreme2005的上述特點(diǎn)，本數(shù)據(jù)庫的網(wǎng)上發(fā)布采用MapXtreme2005。

3.Web服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫的連接

(1)屬性數(shù)據(jù)庫的連接

ASP.NET是Microsoft的Active Server Page的最新版本，是一種建立在公共語言運(yùn)行庫上的編程框架，可用于在服務(wù)器上生成功能強(qiáng)大的Web應(yīng)用程序，為Web站點(diǎn)創(chuàng)建動態(tài)的、交互的HTML頁面。ASP.NET以高安全性、高穩(wěn)定性、易管理性、高集成性和高擴(kuò)展性等特點(diǎn)著稱，因此本數(shù)據(jù)庫采用ASP.NET進(jìn)行屬性數(shù)據(jù)庫的連接。

(2)圖形數(shù)據(jù)的連接

圖形數(shù)據(jù)的連接采用MapXtreme組件，它是具有強(qiáng)大的地圖化功能的管理員，只要在Web服務(wù)器上對MapXtreme進(jìn)行編程和管理，用戶就能夠通過Web瀏覽器訪問到地圖信息。利用MapXtreme組件可以實現(xiàn)對圖形文件的調(diào)入和調(diào)出，實現(xiàn)和Web服務(wù)器的連接，進(jìn)而可以實現(xiàn)利用ASP.NET編程在IE端對圖形數(shù)據(jù)的瀏覽。

4.數(shù)據(jù)庫的維護(hù)

數(shù)據(jù)庫的維護(hù)包括對數(shù)據(jù)的添加、刪除、修改、保存和查詢等操作。對不同的用戶在系統(tǒng)的維護(hù)和使用中給予不同的權(quán)限，本數(shù)據(jù)庫具體可分為以下幾類用戶。

(1)系統(tǒng)的超級管理員

超級管理員擁有最高的權(quán)限，可以對數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)進(jìn)行修改，增加和刪除數(shù)據(jù)，更改Web服務(wù)器上程序的代碼，設(shè)置用戶的訪問權(quán)限，進(jìn)行數(shù)據(jù)的備份與恢復(fù)，系統(tǒng)的日志管理，以及服務(wù)器上系統(tǒng)軟件的維護(hù)、升級等。

(2)系統(tǒng)的一般管理員

系統(tǒng)的一般管理員其權(quán)限次于超級管理員，一般管理員只可在限定的條件下對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行添加和刪除操作，并且這種操作只可在其特定的所屬部門的相關(guān)數(shù)據(jù)庫里進(jìn)行。

(3)一般用戶

一般用戶只可通過IE瀏覽器進(jìn)入數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的網(wǎng)頁，進(jìn)行數(shù)據(jù)的瀏覽、查詢、報表輸出、打印等操作，為了保證數(shù)據(jù)庫正常運(yùn)行，一般用戶不可對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行任何維護(hù)操作。

以上的功能都是通過用ASP.NET進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)編程來實現(xiàn)的。

五、數(shù)據(jù)庫的具體實現(xiàn)

1.主界面圖

本數(shù)據(jù)庫的建立以河北省張家口市宣化縣為例，采用部分宣化縣地下管網(wǎng)的數(shù)據(jù)，本數(shù)據(jù)庫完全采用B/S結(jié)構(gòu)，在瀏覽器端查看Default.aspx文件，可以看到如圖2所示的首頁面。圖2中可以很清楚地看到首頁主要分為3個部分:頂部為標(biāo)志logo，中間部分為搜索欄，下面為主體信息欄。

圖2 系統(tǒng)的首頁面

在搜索欄的圖框中輸入要搜索的信息，單擊搜索按鈕，可以顯示需要搜索的內(nèi)容，既可以根據(jù)管線類型搜索，也可以按照街道名、坐標(biāo)數(shù)值等進(jìn)行搜索。從程序代碼編寫實現(xiàn)的功能上來講，這里的搜索是萬能搜索，即可以根據(jù)地下管網(wǎng)的任何信息進(jìn)行搜索。單擊顯示全部按鈕，可以顯示所有管線信息;單擊添加按鈕，可以打開添加新特征點(diǎn)的界面，添加新的管線特征點(diǎn)，并保存到服務(wù)器中。下面的主體信息部分，默認(rèn)的是顯示所有特征點(diǎn)的信息，但用戶可以通過修改和刪除按鈕的鏈接界面來修改或刪除特定的管線特征點(diǎn)信息，并提交到服務(wù)器保存。若查詢某個管線特征點(diǎn)，單擊查詢按鈕，則圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)會在同一頁面顯示，方便了數(shù)據(jù)的查詢和編輯，并且可以將屬性數(shù)據(jù)的編輯結(jié)果直接提交到服務(wù)器。

本數(shù)據(jù)庫基本實現(xiàn)了上述數(shù)據(jù)庫設(shè)計要求中的所有功能，其他數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實現(xiàn)的頁面以及相關(guān)的程序代碼的編寫由于文章篇幅原因不再贅述。

六、結(jié)束語

本文敘述了建立基于B/S結(jié)構(gòu)的小城鎮(zhèn)管網(wǎng)數(shù)據(jù)的過程。本數(shù)據(jù)庫具有維護(hù)成本低、服務(wù)器安全性能高，圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)查詢方便快捷等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)然，其最大的優(yōu)點(diǎn)是異地瀏覽和信息采集的靈活性，即無論任何時間、任何地點(diǎn)，只要可以上網(wǎng)，通過瀏覽器IE就可以使用B/S系統(tǒng)的終端，對于數(shù)據(jù)庫的眾多用戶和維護(hù)人員是非常方便的，本數(shù)據(jù)庫的建立可以有效地促進(jìn)小城鎮(zhèn)管網(wǎng)的科學(xué)管理。

［1］ 中華人民共和國建設(shè)部.CJJ61-2003城市地下管線探測技術(shù)規(guī)程［S］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2003.

［2］ 路玲玲，吳曉明，任杰.城市地下管網(wǎng)信息管理問題研究［J］.地域研究與開發(fā)，2008，27(2):47-50.

［3］ 雷偉剛.城市管線信息系統(tǒng)的幾個問題［J］.測繪學(xué)報，2002，31(S0):103-108.

［4］ 徐星圓，孫楊，王紀(jì)珩.淺議MapInfo在圖形信息可視化中的應(yīng)用［J］.計算機(jī)與數(shù)字工程，2008，36(8): 126-128.

［5］ 何撼東，郭偉.基于MapXtreme2005的數(shù)字化校園建設(shè)［J］.池州學(xué)院學(xué)報，2008，22(5):19-21.

The Establishment and Maintenance of the County Pipe-net Database Based on the B/S Structure

ZHANG Linguang，HAO Duohu，ZHANG Wenyan，ZHANG Ling，GUAN Xiaoguo，WANG Guo

0494-0911(2011)06-0032-04

P208

B

2010-12-23

張林廣(1968—)，男，河北張家口人，博士生，主要從事測繪工程的研究工作。