黃芒芒

【摘要】城市地下管線是城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，是城市的生命線，為加強(qiáng)對(duì)各種來(lái)源，各種類(lèi)型管線資料的管理，建立基于SuperMap的城市地下管線綜合信息系統(tǒng)。該系統(tǒng)支持導(dǎo)入mdb數(shù)據(jù)庫(kù)、表格數(shù)據(jù)、dwg圖形、BIM圖形等多種格式數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了普查管線、工程管線數(shù)據(jù)、地上建筑物數(shù)據(jù)、地下障礙物數(shù)據(jù)等多源數(shù)據(jù)的入庫(kù)、管理、一體化展示及決策分析，可以有效地給規(guī)劃設(shè)計(jì)者提供依據(jù)，提高建設(shè)施工效率。

【關(guān)鍵詞】地下管線;多源數(shù)據(jù);一體化展示;決策分析

1、引言

城市地下管線是指敷設(shè)于城市地下的給水、排水、電力、通信、燃?xì)?、熱力、工業(yè)等管線及其附屬設(shè)施，主要擔(dān)負(fù)著城市的能源輸送、信息傳遞、排水防澇等功能，是城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分和城市賴(lài)以生存與發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，被稱(chēng)為城市的“生命線”。隨著我國(guó)社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展，城市化的進(jìn)程也高速起飛，各類(lèi)地下管線規(guī)模也日益擴(kuò)大。最近幾年在國(guó)家多項(xiàng)政策的推動(dòng)下，全國(guó)各個(gè)城市的地下管線普查相繼開(kāi)展并完成，形成了市政道路的管線普查數(shù)據(jù);城市的軌道交通、場(chǎng)館建設(shè)等工程項(xiàng)目累積了大量工程管線數(shù)據(jù);隨著計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)的發(fā)展，管線圖也從紙質(zhì)圖發(fā)展到dwg圖形、BIM圖形等多種形式。

因此有必要建立城市地下管線綜合信息管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)多源數(shù)據(jù)的統(tǒng)一綜合管理，通過(guò)地上建筑物、地下管線、地下障礙物的三維一體化展示，市政道路管線、場(chǎng)所內(nèi)部工程管線、歷史管線的一體化展示，局部管線的BIM精細(xì)化展示、以及碰撞、爆管、關(guān)閥、開(kāi)挖、搬遷等多種決策分析等，為城市的規(guī)劃和建設(shè)提供依據(jù)。

2、系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1技術(shù)路線

針對(duì)上述需求，系統(tǒng)的建設(shè)技術(shù)路線如下：

（1）整個(gè)系統(tǒng)采用客戶(hù)機(jī)/服務(wù)器（C/S）、瀏覽器/服務(wù)器（B/S）和移動(dòng)端/服務(wù)器（M/S）的混合型系統(tǒng)架構(gòu)，充分吸納C/S、B/S和M/S運(yùn)行模式的優(yōu)點(diǎn)?？筛鶕?jù)具體應(yīng)用目的，以不同的模式與之對(duì)應(yīng)：對(duì)于空間數(shù)據(jù)交互較為頻繁和GIS空間分析要求較強(qiáng)的功能采用C/S模式，對(duì)于管線數(shù)據(jù)發(fā)布和日常業(yè)務(wù)類(lèi)的應(yīng)用要求采用B/S模式，對(duì)于應(yīng)用場(chǎng)所及便攜性的應(yīng)用要求采用M/S模式。

（2）數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)采用當(dāng)前國(guó)際上先進(jìn)成熟的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)ORACLE存儲(chǔ)海量數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)的集中統(tǒng)一管理和分布式應(yīng)用。

（3）采用SuperMap GIS 9D系列產(chǎn)品作為GIS平臺(tái)，空間數(shù)據(jù)庫(kù)引擎使用SuperMap SDX，通過(guò)空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的相互關(guān)聯(lián)，以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、C/S技術(shù)、B/S、M/S技術(shù)為基礎(chǔ)，進(jìn)行系統(tǒng)集成。

2.2系統(tǒng)架構(gòu)

根據(jù)應(yīng)用需求和設(shè)計(jì)原則，將系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)劃分為六層，分別是數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)庫(kù)層、數(shù)據(jù)交換層、通用組件層、應(yīng)用層及用戶(hù)層。

2.2.1數(shù)據(jù)采集層

主要完成數(shù)據(jù)的收集、處理和入庫(kù)。

2.2.2數(shù)據(jù)庫(kù)層

各種數(shù)據(jù)庫(kù)可以分布式存儲(chǔ)，為業(yè)務(wù)應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支持。

2.2.3數(shù)據(jù)交換層

負(fù)責(zé)各子系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫(kù)層之間、數(shù)據(jù)中心與各應(yīng)用部門(mén)等之間的數(shù)據(jù)共享。

2.2.4通用組件層

該層構(gòu)成了本系統(tǒng)的應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)，是本項(xiàng)系統(tǒng)資源的管理者，也是服務(wù)的提供者，是業(yè)務(wù)應(yīng)用的重要支撐部分，該層的功能實(shí)現(xiàn)是一個(gè)隨信息化應(yīng)用發(fā)展不斷完善和拓展的過(guò)程。

2.2.5應(yīng)用層

該層由六個(gè)子系統(tǒng)組成，是面向各類(lèi)用戶(hù)提供地下管線服務(wù)的應(yīng)用系統(tǒng)集合。主要提供地下管線數(shù)據(jù)的查詢(xún)、統(tǒng)計(jì)、分析、綜合決策及空間分析等支持功能。

2.2.6用戶(hù)層

用戶(hù)層由領(lǐng)導(dǎo)、系統(tǒng)管理和維護(hù)人員、一般的日常工作人員、Web用戶(hù)等組成。

2.3數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)體系是一個(gè)多源、多比例尺、多分辨率、海量的基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)庫(kù)，采用SuperMap空間數(shù)據(jù)模型進(jìn)行空間數(shù)據(jù)的組織。數(shù)據(jù)庫(kù)要面對(duì)不同的用戶(hù)或者應(yīng)用群體，這些應(yīng)用需求主要表現(xiàn)在數(shù)據(jù)的快速查詢(xún)與檢索、系統(tǒng)數(shù)據(jù)的更新與維護(hù)、數(shù)據(jù)的快速交接，適合不同應(yīng)用領(lǐng)域的產(chǎn)品數(shù)據(jù)等多個(gè)方面。因此將數(shù)據(jù)庫(kù)根據(jù)不同的數(shù)據(jù)特點(diǎn)和功能應(yīng)用需求進(jìn)行劃分，形成一個(gè)適合實(shí)際數(shù)據(jù)生產(chǎn)，管理維護(hù)和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的數(shù)據(jù)庫(kù)體系，具體內(nèi)容如表1所示：

3、系統(tǒng)主要功能實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)具備SuperMap平臺(tái)的常規(guī)功能，以下主要介紹針對(duì)多源數(shù)據(jù)導(dǎo)入，一體化展示及決策分析等功能的實(shí)現(xiàn)。

3.1多源數(shù)據(jù)的導(dǎo)入與一體化展示（見(jiàn)圖2）

3.1.1基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)

基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)庫(kù)所涉及的數(shù)據(jù)主要包括：DLG數(shù)據(jù)和DOM數(shù)據(jù)、DEM數(shù)據(jù)?？紤]到在系統(tǒng)中，基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)庫(kù)是作為系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)存在的，在數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)應(yīng)用子系統(tǒng)以及業(yè)務(wù)共享子系統(tǒng)中是作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和背景底圖存在的，所以為了提高系統(tǒng)的效率和節(jié)省數(shù)據(jù)庫(kù)空間，采用大型關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)ORACLE對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)。在數(shù)據(jù)庫(kù)的組織方面，將基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)按類(lèi)別存儲(chǔ)在不同的數(shù)據(jù)表中。

3.1.2地上建筑三維模型數(shù)據(jù)

考慮到在系統(tǒng)中三維實(shí)體模型最終是要制作成三維符號(hào)導(dǎo)入符號(hào)庫(kù)的，在瀏覽顯示的時(shí)候，調(diào)用的是三維符號(hào)庫(kù)中的三維符號(hào)，所以為了節(jié)省數(shù)據(jù)庫(kù)空間和提高效率，采用文件庫(kù)的形式保存三維實(shí)體模型。主要存儲(chǔ)空間對(duì)象的三維幾何模型數(shù)據(jù)和相應(yīng)的紋理數(shù)據(jù)，同時(shí)，記錄幾何模型與紋理之間的關(guān)系。

在文件庫(kù)的組織方面，將三維實(shí)體模型分為建筑物模型、地形道路模型、路牌模型、路燈模型、植被模型、水系模型、小品模型六類(lèi)，存放在六個(gè)表中。再根據(jù)每一個(gè)類(lèi)的特點(diǎn)，具體組織，分類(lèi)存儲(chǔ)在子文件夾中。

3.1.3管線普查數(shù)據(jù)和工程管線數(shù)據(jù)

管線普查數(shù)據(jù)主要是市政道路的數(shù)據(jù)，精度要求參照地下管線探測(cè)技術(shù)規(guī)程，而工程管線數(shù)據(jù)則是各個(gè)工程施工范圍內(nèi)的管線數(shù)據(jù)，因?yàn)槭┕ひ?，有不同的?cè)重點(diǎn)，總體精度高于普查數(shù)據(jù)。通過(guò)數(shù)據(jù)處理轉(zhuǎn)換工具，將不同格式的管線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的mdb格式數(shù)據(jù)，完成質(zhì)量檢查后可分別導(dǎo)入對(duì)應(yīng)的普查管線數(shù)據(jù)庫(kù)和工程管線數(shù)據(jù)庫(kù)。