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關鍵詞：土地地理信息系統；平臺；GIS
一、土地管理與GIS
土地資源是人類賴以生存的不可再生資源，是人類一切生產和生活活動的基本載體，也是人類社會可持續發展的基礎，合理開發利用土地資源是土地管理工作中最根本的任務。土地管理工作面廣、涉及信息量大，從調查登記到發證統計涉及到眾多的作業流程，為保證土地信息的準確性和實效性，每一流程所獲取的信息都應當準確無誤，這是一般手工管理方式所無法勝任的。
GIS（地理信息系統）技術的出現為有效管理土地信息提供了一種很有效的手段，利用GIS建立的土地管理系統，不僅可以實現土地信息的實時更新和土地利用的動態監測，而且可以根據決策部門的要求，快速地提供多種土地利用及規劃方案供領導部門選擇，為土地資源調查、制圖、土地統計、土地利用動態監測、土地資源分析及評價等提供必要的技術支持。
二、土地地理信息系統的GIS平臺
（一）GIS平臺選擇的標準
GIS平臺的選擇對成功的建立土地地理信息系統是十分重要的。GIS平臺的選擇主要考慮以下三個方面的問題：
1．系統的伸縮性在網絡技術和環境日趨成熟和完善的時代，任何一個信息系統都不應是孤立存在的，它不應該成為信息海洋中的一座“孤島”。在設計和實現系統時候采取“統籌規劃，分步實施”是一種上佳選擇。而要做到這一點，系統所依賴的平臺的“可伸縮性”則是關鍵，它可以保證系統的分步實施不會因為平臺的提升和系統規模及功能需求的擴展而陷入進退兩難的境地。
2．系統的集成性土地地理信息應用系統在實際的應用中需要跟其它諸如MIS等系統集成，方可滿足需求。因此，我們常常會談論到所謂“無縫集成”的問題。對“無縫”的追求其實是因為以往許多軟件系統（包括GIS平臺）在與外部系統連接時是“有縫”的，無法很好地集成和融合。
3．系統的安全性系統的安全性應具有三個方面的意義：一是系統自身的堅固性，即系統應具備對不同類型和規模的數據和使用對象都不能崩潰的特質，以及靈活而強有力的恢復機制；二是系統應具備完善的權限控制機制以保障系統不被有意或無意地破壞；三是系統應具備在并發響應和交互操作的環境下保障數據安全和一致性。
（二）土地地理信息系統的GIS平臺——ArcGIS
隨著計算機技術的發展與革新，GIS技術已經相當成熟，商業化GIS平臺產品已成為當今發展最快的軟件產業之一。從目前國內眾多地理信息系統使用的GIS軟件的應用情況來看，大部分單位使用國外進口軟件，以ArcGIS、MapInfo較多。國內GIS軟件由于面世時間短，用戶較少，其性能及穩定性尚待提高。
這里我們主要調查比較了目前國內土地部門比較常用的三種GIS平臺：MapInfo、AutoCADMap與ArcGIS。其詳細比較結果見表1。
通過上面的比較，我們不難看出ArcGIS是目前世界上最優秀的GIS平臺，基于ArcGIS平臺構建系統只是投入相對較大。我們的土地地理信息應用系統是一個高起點、高標準、實用性強的信息系統，它必須具備良好的延伸性、集成性和系統安全性，具有海量數據存儲與處理、高效并發訪問的能力，滿足無縫圖文一體化管理的要求。從長遠的角度來看，ArcGIS開發前期投入大的缺點完全可以忽略。因此，所有這一切都決定了選擇ArcGIS平臺來構建本系統是最理想的選擇。
（三）ArcGIS概述
ArcGIS是ESRI（美國環境資源研究所）在全面整合了GIS與數據庫、軟件工程、人工智能、網絡技術及其它多方面的計算機主流技術之后，成功地推出了代表GIS最高技術水平的全系列GIS平臺——ArcGIS系列。ArcGIS是一個統一的地理信息系統平臺，由五個重要部分組成：（1）ArcGIS桌面軟件。一個一體化的高級GIS應用；（2）ArcSDE通路。一個用關系數據管理系統（RDBMS）管理空間數據庫的接口；（3）ArcIMS軟件?；贗nternet的分布式數據和服務的GIS；（4）ArcGISEngine。一個完整的基于ArcObject嵌入式的GIS組件庫；（5）ArcGISServer。一個用于構建集中管理、支持多用戶企業級GIS應用。
下面是這五部分的具體內容：（1）ArcGIS桌面軟件指ArcView，ArcEditor和ArcInfo。它們分享通用的結構，通用的代碼基礎，通用的擴展模塊和統一的開發環境。從ArcView到ArcEditor到ArcInfo，功能由簡到繁。所有的ArcGIS桌面軟件都由一組相同的應用環境構成：ArcMap，ArcCatalog和ArcToolbox。通過這三個應用的協調工作，你可以完成任何從簡單到復雜的GIS工作，包括制圖，數據管理，地理分析和空間處理。還包括與Internet地圖和服務的整合，地理編碼，高級數據編輯，高質量的制圖，動態投影，元數據管理，基于向導的界面和對近40種數據格式的直接支持；（2）ArcSDE通路指ArcGIS與關系數據庫之間的GIS通道。它允許用戶在多種數據庫管理系統中管理地理信息，并使所有的ArcGIS應用程序都能夠使用這些數據；（3）ArcIMS指一個通過中心網絡門戶來GIS地圖、數據和元數據的有效解決方案。使用ArcIMS構建的GIS網站允許任意數量的用戶通過企業局域網或Internet進行訪問；（4）ArcGISServer指一個用于構建集中管理、支持多用戶的企業級GIS應用的平臺。ArcGISServer提供了豐富的GIS功能，例如地圖、定位器和用在中央服務器應用中的軟件對象；（5）ArcGISEngine指用于構建定制應用的一個完整的嵌入式GIS組件庫。利用ArcGISEngine，開發者能將ArcGIS功能集成到一些應用軟件，如：MicrosoftWord和MicrosoftExcel中，還可以為用戶提供針對GIS解決方案的定制應用。
三、土地地理信息系統的系統結構
（一）土地地理信息系統概述
我市土地地理信息系統是我市土地規劃院為推進“金土工程”建設，應管理全市的土地方面的數據的需求而開發的一個系統。它的主要目的是實現規劃院管理和利用土地調查的數據，實現多種土地信息的協同管理與應用，為土地利用規劃、土地復墾整理、土地規劃與評價等主要業務提供幫助。
（二）土地地理信息系統的系統結構
土地地理信息系統主要包括數據管理、圖檔管理、土地規劃、土地評價、權限管理模塊。系統采取C/S架構，分為數據存儲層、數據服務層和系統應用層三層。
數據存儲層采用ORACLE作為數據庫對2D、3D圖形數據、遙感影像數據、各類關系型數據進行統一的管理。Oracle10g是Oracle公司推出的數據庫管理系統，是專門為進行數據管理而設計的數據庫平臺，也是最為廣泛使用的大型數據庫平臺。
四、結語
隨著城市化過程的快速發展，在土地管理中越來越要求強大的空間分析與查詢能力、海量數據管理能力、“圖文一體化”辦公能力。傳統的MIS難以滿足這一要求。因此，建立基于GIS平臺的土地管理系統，已經逐漸被各級土地管理部門所認同。
參考文獻
[1]鐘耳順，宋關福，王爾琪，吳秋華．GIS組件化與組件式GIS研究[J]．中國圖象圖形學，1998，（5）．
鎮江市基礎地理信息管理與服務系統的建設，是一項復雜而又艱巨的信息化工程。使用大型數據庫管理系統Oracle來管理空間和屬性數據。對于空間數據，使用ArcSDE做為中間層服務管理空間數據，實現多源數據的無縫集成。通過空間數據庫管理系統將分別建立的基礎地形數據庫、數字影像數據庫、測繪成果數據庫、控制測量成果數據庫、元數據庫、系統維護管理數據庫和其他專題數據庫進行統一的管理。各種比例尺、各種類型的空間數據庫的空間數據能夠相互套合、相互疊加，形成集成化的空間數據庫。在地形數據庫中進行更新操作時，任何外部數據入庫和數據庫數據的修改都必須首先在工作庫中進行，檢查無誤后才能從工作庫更新到現勢庫，同時把更新對應的原始數據導入到歷史庫形成數據庫數據更新歷史庫(如圖2所示)。
2系統功能實現
1)測繪成果管理子系統測繪成果管理子系統是幫助測繪成果數據管理人員靈活、方便、快捷地管理及使用測繪成果數據，通過統一的界面操作不僅能夠實現對測繪成果數據的錄入、修改、刪除和提取等一般操作，還可以有效地查詢和統計測繪成果庫的數據信息。其管理的數據內容包括DLG，DEM，DOM，DRG(4D產品)等標準圖幅數據，零星圖、竣工圖等非標準圖幅數據，以及控制點測量數據。系統主要功能為數據的入庫、更新、刪除、檢索、瀏覽、提取，以及實現相關表、參數的配置。測繪成果管理系統將測繪成果數據按測繪任務和數據類型進行建庫管理，并提供方便、快捷、直觀的數據檢索提取功能，主要包括:測繪項目管理、測繪成果管理、測繪成果檢索、成果管理配置、控制測量成果管理等(如圖3所示)。圖3測繪成果管理子系統功能結構圖Fig．3Mappingresultsmanagementsubsystemfunctionalblockdiagram2)空間數據管理子系統空間數據管理系統基于流行的GIS平臺(ArcGIS)開發，是提供GIS數據瀏覽、數據檢索、元數據檢索、數據分析、制圖打印、DEM數據瀏覽等功能的數據管理平臺(如圖4所示)。圖4空間數據管理子系統功能結構圖Fig．4Spatialdatamanagementsubsystemfunctionalblockdiagram空間數據管理系統是整個系統中最核心的部分。它以空間數據庫為核心，實現數據質量檢查、數據轉換、數據入庫、數據整合、數據更新、數據瀏覽(包括歷史數據)、數據庫管理等系列數據管理功能;對發生在諸如接收來自生產體系的數據源，向用戶服務平臺、產品開發平臺提供成果數據，在數據庫管理等事件過程中的所有數據流轉和數據處理的操作進行統一管理;為前端用戶服務平臺的信息、數據分發、數據交換中的數據交接等環節提供數據保障和技術支持;為綜合利用的產品開發平臺提供數據資源，并支持對基礎空間數據庫進行數據挖掘和深層次開發應用;為數據生產體系提供原始數據的供應保障和成果數據的質量監理和入庫管理;為不同來源、不同格式的數據提供數據轉換功能。3)系統子系統數據系統通過ArcIMS構建GIS網絡，提供元數據目錄、目錄搜索、GIS數據和元數據獲取服務、地名詞典服務以及網絡制圖服務?？梢远ㄖ艫rcIMS服務，從GIS庫和測繪成果庫中提取相應數據快照，生成ArcXML文件，與客戶端進行交互，實現網絡GIS的數據瀏覽與元數據功能(如圖5所示)。4)系統配置子系統對于任何一個大型的信息系統來說，系統維護都是一個必不可少的方面，用于整個基礎地理信息系統的日常維護管理，需具有特定權限的系統管理員才能登錄和操作，整個系統包括用戶功能權限管理、符號管理、數據樹圖管理、系統參數管理等。系統維護的目的是保證整個系統正常而可靠地運行，并能使系統功能不斷得到改善和提高。本子系統功能結構如圖6所示。
3關鍵技術
3．1多源、多尺度數據的集成
地理空間數據具有不同比例尺、不同數據類型等特征，本系統通過建立統一的數據交換標準來約束并規范已有的各類地理信息系統以達到空間數據共享、降低數據維護成本，以及保證數據獲取、更新、建庫、產品制作、分發服務以及質量控制等過程的科學性和高效率。采用對象－關系數據庫(如Oracle)結合空間數據引擎技術(SDE)對空間數據進行分類組織、分級存儲，形成了一個空間數據的金字塔結構，并建立多源、多尺度空間數據之間的幾何關聯關系，實現空間數據的無縫拼接與漫游。
3．2元數據技術
元數據庫是對基礎地理信息資源的描述，是鎮江市基礎地理信息管理與服務系統數據庫之間溝通的紐帶，主要負責在數據流轉的各個環節中對數據進行處理、整合等操作所產生的信息進行管理。結合建庫的實際需求，本系統的元數據分為“標準元數據”(或者基本元數據)和“成長元數據”(或者擴展元數據)。元數據對海量數據的管理起著至關重要的作用，它的實現為滿足社會各行業用戶對各類空間地理數據的需求提供了高效、可靠的手段，同時為實現網絡環境下空間數據共享提供了技術支持。
3．3數據更新與歷史數據管理
數據更新是一個繁雜的過程，必須有效地處理好現勢數據和歷史數據之間的關系，以及數據更新時的并行和沖突問題。本系統建立了完善的數據更新機制，實現了圖幅級和要素級兩種數據更新模式。另外，采用數據庫增量模式、版本技術和數據庫遷移技術來管理多個時期的歷史數據，保證了基礎地理信息數據庫的現勢性、完整性和準確性。
4結束語
[關鍵詞] 地理信息系統；GIS；房地產地籍；產權產籍管理
doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2014 . 08. 062
[中圖分類號] P208 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2014）08- 0104- 02
1 地理信息系統
地理信息系統是一門集合了計算機科學、管理科學、地理學、地圖學等多門學科的綜合性技術。它可以采集地理數據，對數據進行存儲、管理、分析，模擬相關的數據圖形，進而輔助必要決策的計算機系統。它主要通過系統中各種數學模型、多要素空間數據庫及應用軟件來實現對屬性、圖像的分析處理。
GIS具有以下3方面特征：
（1）能夠深入處理各類地理空間信息，除了對地理空間信息進行采集，還具備精細化管理、分析和輸出信息的能力。
（2）在空間分析和多要素綜合分析以及動態預測方面，具有顯著的優勢，在處理常規屬性、圖像基礎上，可以產生較高層次的地理信息。
（3）能夠依托計算機系統，對各類繁雜的地理信息能夠進行既快捷又準確的空間定位和動態分析，完成一般工作人員難以完成的工作。
2 房地產地籍、產權產籍管理
房地產地籍管理的主要內容包括對土地的調查、登記、數據統計以及地籍檔案管理。
地籍、產權產籍是指房地產的所有權。它是指房地產的產權所有人在我國法律規定的范圍內對其房地產行使權力，包括對其房地產的占有、使用、收益和處分的權力。在房地產信息管理中，地籍管理的基本內容包括土地權屬調查和地籍測量。地籍、產權產籍的管理的內容主要包括4方面：①明確房屋所有權及其占有國有土地的使用權，辦理產權登記；②掌握房屋、土地的占有及變動狀況；③房地產測繪；④產籍建檔。
房地產地籍、產權產籍的管理是房地產信息管理的重要內容，完善地籍、產權產籍管理，明確產權歸屬，建立產籍檔案，對于保護產權人合法權益，規范房地產信息管理，促進城市發展建設具有重要的現實意義。
3 傳統的房地產地籍、產權產籍管理系統存在的問題
對房地產地籍、產權產籍的管理主要依托于計算機管理系統。它是以通過計算機，用系統思想、信息理論等建立起來，能夠為房地產地籍、產權產籍管理決策提供依據，便捷管理業務服務的信息系統。在地籍、產權產籍管理方面，具有“高效率、高質量、高收益”的強大優勢，但隨著房地產地籍、產權產籍管理工作內容、方式以及計算機軟硬件技術的發展，傳統管理系統已經不能適應房地產信息管理需要，就目前C/S模式系統、單機單用戶系統、B/S模式系統這些早期地籍、產權產籍管理系統在實踐中的表現而言，主要存在以下問題：
（1）應用范圍狹窄。一般地籍、產權產籍管理系統僅僅能夠滿足簡單文本信息的處理，但對于地籍、產權產籍管理中經常涉及的圖形信息卻是鞭長莫及，成為目前管理木桶上的一大短板。
（2）資金投入巨大。市場上的諸多軟件開發商開始將目光轉向基于GIS的地籍、產權產籍管理信息系統，但所研發的技術多為在ArcInfo等GIS低端工具軟件的二次研發，這就增加了整個系統的資本輸入，間接增加了房地產行業建立管理系統的資金投入。
（3）重要功能欠缺。房地產地籍、產權產籍管理中，涉及到許多復雜的面積計算，但目前的各類管理系統多數面積計算模型設計簡陋，程序運行不夠合理，進而造成計算結果或大或小的偏差，給地籍、產權產籍管理的科學性和準確性造成一定影響。
由此可見，傳統的地籍、產權產籍管理模式注定將要被行業發展所淘汰，將地理信息系統運用于現代房地產信息的管理，即是當前形勢下行業發展的必要途徑，也是提高房地產信息管理的必要手段。
4 地理信息系統在房地產信息管理中的具體應用
（1）利用GIS建立信息數據庫。通過土地、房產測繪，根據統一數據標準的CAD制圖軟件，對測繪成果數據進行符合GIS要求的質量檢查、數據編輯，然后將編輯完成的CAD格式文件，通過GIS平臺提供的空間數據引擎功能轉換存儲到GIS數據庫中，并確定GIS設置的精度值、坐標平移值以及空間網格索引的大小，形成房產地理信息系統（GIS）的空間信息數據庫。
（2）利用GIS建立房屋信息關聯。每幢房屋在二維的數字圖里表示為一個閉合的幾何圖形，并通過房屋要素關聯一條房屋的自然屬性信息，假如該房屋為一個產權人問題就比較簡單，形成一對一的數據關系，可是在實際管理中這種現象只是少數。在進行大面積房產測繪和初次建立房產信息系統時，只要人力、物力、財力和時間等條件允許，或者在中小城市進行此項工作，由于測繪面積相對較小，就完全可以達到上述目標。然而由于分層分戶圖的測繪工作量大，對先前記的房產進行分層分戶圖的測繪會涉及到較強的政策性，則在大面積房產測繪時難以同步進行。在分層分戶圖測繪不能及時完成的情況下，造成建設周期冗長，甚至無法按照上述方法將房屋的空間地理屬性信息、自然屬性信息、社會人文屬性信息實現一一對應的關聯。
5 地理信息系統（GIS）對于房地產信息管理的實際意義
將GIS運用于目前的房地產信息管理具有十分重要的現實意義。
（1）管理更加智能。能夠將辦證的房屋與房產分幅平面圖緊密關聯，通過GIS技術，可滿足房產管理對制做和輸出土地、房產分幅平面圖等圖形的需要。通過平面圖的準確坐標來確定土地、房產地理坐標，以平面圖及其信息作為重要管理依據。
（2）工作更加高效。能夠兼顧好產權和產籍的關系，雙管齊下，建立房產空間信息與屬性信息的歷史演變關系，提高工作效率，節省產商的管理開支，達到地籍、產權產籍管理上的事半功倍。
（3）決策更加可靠。能夠更好地掌握房屋狀況，對系統覆蓋內的所有房屋進行數據分析，了解房產容積率，明晰房產密度，方便按產別進行的分類統計，提高房產管理統計的科學性和準確性，保證信息準確性，提高決策可靠性。
主要參考文獻
城市地下管網系統具有復雜多變性，如果只是單純的利用傳統手工作業的方式進行管網的收集，明顯是不現實的，同樣也很難滿足城市規劃管理的需要。因為往往會發生根據收集好的資料剛繪好圖紙，實際情況就已經發生了改變的情況。所以將城市地下管線賦存狀態進行一次性探明是實際情況的要求，想要達到這個目的，就必須借用一些科技手段，這里面有計算機網絡信息系統以及大型數據庫技術等。借用這些技術手段建立綜合地下管網信息系統，進一步實現對地下管網全過程規劃管理的操作，對地下管網實現科學化管理，在這個基礎上借用它促進城市的發展。地理信息系統是以地理空間數據庫為基礎，采用地理模型分析方法，適時提供多種空間的和動態的地理信息，一種多學科交叉產生的地理學新技術。地下管網地理信息系統通常是由網絡計算機實現信息搜集、整理、分析以及整合等，該管理系統主要由計算機軟硬件系統、系統管理操作人員以及地理空間及屬性數據組成。
2地下管網地理信息管理系統數據庫結構的需求分析
地下信息系統的具體應用可以從地下管網空間數據庫上面體現出來，整個數據庫的功能可以按照GIS平臺進行劃分，分為錄入編輯、查詢統計、制圖以及分析四大功能。地下管網雖說賦存于地下排列雜亂無序，但其仍然有著自己的特點：互不交叉性，也就是不同管線不會出現交集，這樣我們可以根據這點按照專業管線進行劃分，去管理這些數據；管線存在結點和管段，同類管線之間只有這兩點的拓撲關系；地理信息系統以二維空間表示地理位置的方法將實際呈三維空間分布的管線表達出來。盡管可以有其高程屬性，但大部分的GIS難以以三維方式表示空間數據。
3地下管網地理信息系統主要功能
3.1地圖登錄完整地圖是根據整個地下管網系統的實際地圖或圖紙資料繪制出來的。利用計算機技術繪制完整的地圖的時候，首先要做的就是計算機技術將該地圖數字化、矢量化，然后整個系統以此數字化地圖作為依托和框架。在使用這個系統的時候，這個數字地圖作為登陸口，將管網信息疊加在上面。因為數字地圖是多層次的，所以在繪制的時候根據不同的圖紙資料進行分層疊加，需要在設計登陸功能時加入分層信息，最終實現使用者選擇性的分層登陸和管理、動態顯示。這個模塊的功能主要有放大縮小以及地圖漫游等功能。
3.2查詢功能地理信息系統的設計，將涉及各個方面和層次的地下管網系統應當更多的特性和功能，所有有效信息記錄到圖庫。系統可以實現用戶查詢網絡和附屬設施，選擇圖上的設備可以查詢其屬性。主要功能包括：模塊數量或設備和相應的名稱和屬性查詢，系統圖和當地地圖查詢，用戶信息查詢，網絡基本屬性查詢，查詢的管道配件。
3.3統計功能為了實現系統對各類信息的統計就需植入統計功能，該功能包括：管線統計（規定范圍內的）、有關管線屬性動態統計、管線故障信息統計、管網節點數統計（規定范圍內）、各種類型管道性能統計、管網更新情況統、用戶類型統計、信息記錄統計等。
3.4故障分析功能當整個地下管網系統中某個環節出現故障時，系統就能夠實現故障的篩漏、定位、分析功能，通過系統分析確定故障部位，然后用設定色彩標注。故障分析系統能夠根據故障的實際情況利用系統運行將這些數據顯示在指定的屏幕上，例如：分析并生產故障數據，顯示故障的具體部位、故障類型、檢修方法等。
3.5性能維護功能當發生故障時，系統會快速確定故障位置，然后顯示故障兩端的設備背景圖，并將這些背景圖輸出。系統經過修整排除故障后，就會對管網的數字地圖及數據庫信息進行修改、增加、刪除等。
3.6測量運算功能要想計算整個管網地圖的面積和長度等信息，就要根據地下管網地理信息管理系統生成的數字地圖信息，調用數據庫資料，以折線、圓弧、圓、多邊形等形式，累加或累減的方式。因為面積和長度信息包括整體和局部兩個方面。
3.7圖形、數據輸出功能由于系統調出資料，通過打印機或繪圖儀輸出的原因，用戶就可通過計算機鏈接打印機、繪圖儀等工具調出當前所需要的地下管網資料數據、統計報表等相關信息。
4地下管網地理信息系統關鍵技術
4.1管線縱橫斷面圖地理信息管理系統的重要構成資料，地下管網信息的基礎———地下管網的斷面圖：該斷面圖不僅方便管理，而且防止了施工的無意破壞。斷面圖又分為橫斷面和縱斷面，橫斷面是指垂直于管線位置的一個截面，縱斷面是指沿著某一管線方向的一個截面。橫斷面的主要作用是得出各管線的坐標然后進行標注，根據標注可得出管線間的地理位置關系。縱斷面的主要作用是直觀體現管線的走向與走勢，體現管線的坡度和地理特征。
4.2爆管分析地下管線地理信息管理系統的重要組成部分和關鍵功能是爆管分析功能。當地下管網出現故障時，分析出故障點及周圍設備信息，設定最優解決方案就是爆管分析功能的工作。出現故障時，首先經過分析計算出應當關閉的閥門，標示出關閉閥門后的影響范圍。繼而通過計算分析，選擇最優的方案，即影響最小的方案。爆管分析主要又分為兩個步驟：第一步，確定故障點，利用逆管追蹤的方法從故障點出發沿著管線追蹤，直至找到第一個閥門后停止，然后由該閥門確認其所管轄范圍，及關閉后的影響范圍。第二步，從查找到的閥門反向出發進行追蹤，得到受影響的管線范圍。
5結束語
[關鍵詞] 地下管網；地理信息管理系統；管理信息化；城市規劃；建設
doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2014 . 05. 030
[中圖分類號] F294；TP315 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2014）05- 0051- 02
1 地下管網地理信息系統概述
隨著社會的發展和現代化程度的提高，地下管網建設越來越重要，地下管網已逐漸成為人們生活的重要組成部分。傳統的需要大量人工投入的實體資料式管理方式已經跟不上社會發展的需求，建設地下管網地理信息管理系統成為解決這一問題的關鍵。地理信息系統是多學科交叉產生的地理學新技術，其原理是以地理空間數據庫為基礎，采用地理模型分析方法，適時提供多種空間的和動態的地理信息。地下管網的特點決定了其管理工作采用人工方式的困難性，因此，人們將地下管網信息與地理信息系統結合而形成了全新的分支管理系統及功能，即地下管網地理信息系統。我們通常所研究的地下管網地理信息系統是通過網絡計算機來實現其信息搜集、信息整理、信息分析、信息診斷、信息決策等功能。其構成主要包括計算機硬件系統、計算機軟件系統、地理空間及屬性數據和系統管理操作人員。
2 地下管網地理信息系統主要功能
（1）地圖登錄功能。根據整個地下管網系統的實際地圖或圖紙資料繪制完整的地圖，利用計算機技術將該地圖數字化、矢量化，整個系統以此數字化地圖作為依托和框架。打開該系統時，以該數字地圖為登錄口，在其上疊加管網信息。數字地圖是多層次的，在繪制時，根據不同圖紙資料進行疊加分層，包括房屋、河流、街道、鐵路、地下管道（水、氣、電、暖等），因此在登錄功能的設計中，加入分層信息，實現使用者可選擇性地分層登錄和管理以及動態顯示。該模塊的主要實現功能包括地圖漫游（在鼠標或者鍵盤控制下的任意方向移動）、放大/縮小（按照設定的一定倍數比例）、索引圖檢索等。
（2）查詢功能。前期的地理信息系統設計時，將所涉及的地下管網系統各個方面和層次的特性和功能予以附加，所有有效信息記錄入圖庫。系統可實現用戶查詢管網及附屬設施，在圖上選中某個設備即可查詢其屬性。該模塊主要功能包括：編號或名稱與設備及屬性的對應查詢，系統圖和局部圖的查詢，用戶信息資料的查詢，管網基本屬性的查詢，管網附屬設備的查詢。
（3）統計功能。系統中植入統計功能，實現對各類信息的統計，包括：規定范圍內的管線統計，管線屬性動態統計，管線故障信息統計（包括歷史信息及動態信息），規定范圍內管網節點數統計，各種類型管道性能統計，管網更新情況統計，用戶類型統計，信息記錄統計等。
（4）故障分析功能。當整個地下管網系統中某個環節出現故障時，系統能夠實現故障篩漏、定位、分析功能，通過系統分析確定故障部位，然后用設定色彩標注。故障分析系統能夠根據故障的實際情況分析并生產故障數據，顯示故障的具體部位、故障類型、檢修方法等，這些數據通過系統運行顯示在指定的屏幕上。
（5）性能維護功能。當故障發生時，系統在快速確定故障位置后，顯示背景圖以及故障兩端的設備背景圖，并將這些背景圖輸出。地下管網系統經過修整排除故障后，系統對管網的數字地圖及數據庫信息進行修改、增加、刪除等。
（6）測量運算功能。根據地下管網地理信息管理系統生成的數字地圖信息，調用數據庫資料，以折線、圓弧、圓、多邊形等形式，累加或累減的方式計算整個管網地圖的面積和長度等信息。面積和長度信息包括整體和局部兩個方面。
（7）圖形、數據輸出功能。通過計算機鏈接打印機、繪圖儀等工具，當用戶需要地下管網資料數據、統計報表等相關信息時，可由系統調出資料，通過打印機或繪圖儀輸出。
3 關鍵技術
（1）管線縱橫斷面圖。地下管網的斷面圖是地理信息管理系統的重要構成資料，是地下管網信息的基礎。此系統中所指的斷面圖能夠有效反映出管線在地下的相對位置，以及管線之間的相對位置，管線的埋深、距離、類型、管徑等數據。該斷面圖的作用不僅僅是方便管理，而是防止施工的無意破壞。斷面圖又分為橫斷面和縱斷面，橫斷面是指垂直于管線位置的一個截面，縱斷面是指沿著某一管線方向的一個截面。橫斷面的主要作用是得出各管線的坐標然后進行標注，根據標注可得出管線間的地理位置關系?？v斷面的主要作用是直觀體現管線的走向與走勢，體現管線的坡度和地理特征。
（2）爆管分析。爆管分析功能是地下管線地理信息管理系統的重要組成部分，也是其中的關鍵功能。當地下管網出現故障時，爆管分析功能分析出故障點及周圍設備信息，設定最優解決方案。出現故障時，首先經過分析計算出應當關閉的閥門，標示出關閉閥門后的影響范圍。通過計算分析，選擇最優的方案，即影響最小的方案。爆管分析主要分為兩個步驟：第一步，確定故障點，從故障點出發沿著管線逆管追蹤，直至找到第一個閥門后停止，然后由該閥門確認其所管轄范圍，及關閉后的影響范圍。第二步，從查找到的閥門反向出發進行追蹤，得到受影響的管線范圍。
主要參考文獻
[1]吳少華.城市地下管網信息管理系統的設計與實現[D].西安：西安科技大學，2012.
1.1系統硬件構架
系統采用運行穩定的C/S結構體系，使用Oracle10g數據庫。
1.2系統的價值
方便易用的操作形式，節省使用者掌握系統功能的工作量?？焖俳⒃O備臺賬，能夠結合生產業務的工程管理流程，動態地維護設備變化情況。直觀的圖形表現方式和豐富的查詢方式，使管理人員能夠很方便地了解線路設備的詳細情況。標準的圖形輸出和數據接口，為工程設計、線路改造、線損計算等生產業務提供依據。
2關鍵技術
2.1自主研發的矢量繪圖和圖形生成技術
能夠對系統方便地進行圖形操作，完成設備維護，并且可以快速生成線路條圖（平斷面圖）、線路拓撲圖。
2.2線路設備模板
通過設備標準模板的維護，加快了線路設備維護速度，同時也提高了錄入設備的標準性。
2.3豐富的數據接口
系統中包含了GPS衛星定位接口、地理信息系統數據轉換接口、用電整合接口。提高了配電基礎臺賬與平斷面圖管理系統作為生產基礎性管理系統的價值，同時也將系統結合到生產的工作流程之中。
3在配網管理中的作用
配網管理地理信息是地理信息系統在配網管理方面的應用系統，是在地理背景圖上對配電網的變、配電站內設備及配電網上設備進行綜合管理的系統，是供電企業生產管理系統的重要組成部分，同時與用電管理及調度管理系統有著密切的聯系。地理信息系統的引入使網絡拓撲和配電網信息更直觀、更便于運行管理。
4地理信息系統功能與應用情況
4.1系統基本信息維護
包括部門維護、操作員維護、口令管理等功能模塊，管理系統運行最基礎的數據。
4.2基礎數據維護
4.2.1材料庫管理
管理配電設備臺賬維護過程中，所涉及的所有基礎材料信息。包括桿塔、線纜、開關、變壓器、配件、拉線等設備的型號信息和具體的材料信息。操作方法。以“材料類型維護”為例，介紹“材料類型維護、線纜類型維護、拉線類型維護”功能的使用方法。點擊“材料類型維護”（路徑：系統–基礎數據維護–材料類型維護），彈出“材料類型維護”窗口，點擊“新建”后，新建的內容可以在“詳細信息”中操作（此時“新建”“修改”“刪除”均為灰色不能操作狀態），可以選擇新建的“材料類型”“存儲類型”，添加“材料名稱”“規格”“單位”“單重”“單價”。添加了相應的數據后，點擊“保存”按鈕，數據庫就保存成功了。如果不想保存，則點擊“取消”按鈕。
4.2.2設備模板管理
根據線路的架設情況、桿塔類型、線纜類型，建立一系列的線路設備模板。在條圖批量繪制、設備維護時使用模板進行設備維護。在系統中，將模板分為兩種類型，即“桿頭模板、拉線模板”。以維護“桿頭模板”為例，介紹模板的制作。點擊“添加”按鈕，系統會自動生成一個“模板編號”。為模板選擇相應的“模板名稱、導線架設類型、導線類型、電桿類型、線纜型號、模板編號、模板說明和模板設備”。此模板中的材料名稱“鋼絞線”設備類型“GJ–25”，是從窗口右邊的“設備類型”中選擇過來的，選擇方法：在窗口右邊“設備類型”中，選擇“鋼絞線”，選中后，點擊“+”按鈕，“鋼絞線”即可?！颁摻g線”的數量可以手動輸入。
4.2.3設備模板批量修改
設備模板批量修改，可以認為是設備模板管理的輔助功能，它可以更直觀地批量修改模板的配件設備。
4.2.4條圖圖例維護
維護條圖、拓撲圖生成過程中需要各種設備圖例。圖例維護界面分為三大部分，頂上為工具條、左下為設備類型拓撲、右下為畫板。
4.3操作權限管理
管理各個部門操作員對線路的操作權限。默認情況下，操作員只能查詢和維護自己建立的線路。
4.4配電基礎臺賬審批
配電管理人員通過配電基礎臺賬審批功能，對基層單位提交的基礎臺賬修改情況進行審核?？梢员ＷC配電基礎臺賬數據的準確性和及時性。
4.5配電基礎臺賬數據備份歷史
將配電基礎臺賬按時間段進行完整備份，保存各個歷史時期的完整配電基礎臺賬。
4.6條圖(平斷面圖)生成
根據維護好的基礎臺賬數據，按選擇的線路自動生成線路條圖?？梢赃M行圖紙的打印和工程的設計。
4.7拓撲圖生成
根據維護好的基礎臺賬數據，按選擇的線路自動生成線路及分歧線路的拓撲圖。并可以進行圖紙的打印。
4.8數據查詢、歷史數據差異比較分析
數據查詢。按部門、線路統計出設備臺賬的相關報表，并進行打印。歷史數據差異比較分析。將備份的歷史設備臺賬和目前運行的設備臺賬按時間段進行分析、比較，并形成反映各個基層單位設備臺賬變化的相關報表。為工程管理和材料管理提供依據。
4.9GPS數據定位接口
將配電基礎臺賬數據下裝到GPS衛星定位設備上進行設備定位，并將GPS衛星定位設備采集的數據上傳到配電基礎臺賬數據庫中。為GIS系統數據轉換、工程設計、線路長度計算、線路走向及轉角角度計算等工作提供原始數據。
4.10GIS系統數據轉換
將配電基礎臺賬數據和GPS衛星定位數據進行計算，并進行數據格式的轉換。生成ArcGIS格式的地理信息系統數據，供地理信息系統使用。也可以提取地理信息系統的數據到配電基礎臺賬數據庫中進行使用，更高效地利用配電基礎臺賬與平斷面圖管理系統和系統中基礎臺賬數據。
4.11工程管理
結合配電線路工程信息，進行設備臺賬的維護，生技科管理人員以工程編號為單位，對條圖的變化情況進行審核；并以配電線路工程為單位對設備臺賬的變化情況進行查詢統計。
4.12用電營銷系統整合
結合用電營銷的業擴報裝處理流程，與用電營銷系統進行系統整合。使用電營銷系統能夠提取生產的設備臺賬數據，特別是變壓器信息，進行業擴報裝工作。在配電基礎臺賬與平斷面圖管理系統中，根據用電業擴報裝提供的登記書信息，結合生產工程管理工作，維護生產設備的變化情況。每月進行用電、生產設備盤點，及時糾正設備的差異。
5結束語
但是，科學技術的快速發展極大地促進了信息化管理系統在自來水管網中的應用，并使得供水管網的現代化建設程度不斷完善和更新。本文首先簡要分析了地理信息系統建設的背景及其具有的特點，然后從理論結合實踐的角度闡述了其在自來水行業的實踐應用情況，最后對其目前存在的問題及其對應措施進行了簡要分析。
在傳統的自來水管網管理中，一般是通過圖紙圖表描述進行管理的，圖紙圖檔資料不便于查詢和保存。城市化進程的快速推進急劇增加了自來水的管網密集程度，并且使其縱橫交錯程度進一步加強。
一旦發生供水事故， 對于錯綜復雜的管線網絡，就無法及時采取相應措施，以致于管理起來非常被動，這也就給供水企業帶來巨大的經濟損失和不良的社會影響。
所以說，隨著管網建設的不斷發展，傳統的手工管理方式難以做到科學系統的管理，無法滿足現代企業管理的發展需要。
為了徹底改變這一現狀，必須采用最新的信息技術來管理自來水管網資料，實現管網基礎信息管理與業務管理的同步發展，改變供水公司的工作模式，進而提高技術服務信譽和質量。
1 地理信息系統在國內供水行業中的應用
1.1 地理信息系統具備的特征
(1)實現數據信息共享，進而保證數據信息的一致性與及時性;
(2)實現與監控系統的動態鏈接，完成當前最新數據的實時查看與調閱讀取;
(3)實現對調壓站、管網等坐標定位或跟蹤，及時完成對指揮車、檢測車等采集數據信息的統計和分析;
(4)實現與其他設備的協同作業，進而具備圖形、屬性和影像等大容量數據信息的處理能力;
(5)實現動態拓撲功能的自動維護。
1.2地理信息系統在供水管網系統管理中的實踐應用
眾所周知，地理信息系統在實踐之初主要用于統計和查詢等基本功能。經過逐漸發展，其已逐步向更深層次的應用方向發展，其在自來水管網信息管理中的應用主要也是日常管理方面，比如圖形或數據的錄入與管理、管線設備的查詢統計和分析、管網出現事故時的仿真分析與實現等。
(1)自來水管網的日常運行管理運行。地理信息系統的應用首先就是管網的日常運行管理。地理信息系統可以提供管網運行的基本數據信息，及時了解管轄范圍內的管線、閘井和調壓站的動態運行情況。這樣可以及時跟蹤巡檢路線，以確保自來水管網運行更加安全可靠。
(2)實現自來水信息管理的綜合調度功能。利用地理信息系統可以快速完成自來水管網的綜合調度功能。比如，對調壓站進行調壓作業時，由于人們在白天工作時間和晚上休息時間對自來水的需求不同，所以說調壓站針對此種現實情況可以通過地理信息系統察看可能受影響的區域范圍、管網工況參數及用水負荷分析等，及時進行調壓。另外，還可以利用地理信息系統完成自來水有關高峰系數、用水量的歷史記錄等基礎數據信息的記錄。
(3)實現動態監測與功能分析，為應急搶險指揮提供支持。在日常運行過程中，為了有效預防災害，當地主管部門對管網經過區域的地表震動位移和速度等相關數據信息進行實時監測，并分析所面臨的風險。我國某地的自來水管網服務范圍大概涉及150萬人，整個供水網絡包括3000公里左右的干線網管，3個水廠，45個泵站。當管網出現事故緊急搶修時，需要利用地理信息系統準確獲取爆管等需要搶修的地面位置，準確快速地確定故障區域，及時確定搶修方案，這樣就能夠為應急搶險提供及時支持。所以說，應該利用地理信息系統實現自來水管網與城市地形圖的一致統一，使其完成動態管理，為自來水管網的信息管理提供信息服務和數據支持。
(4)實現對腐蝕管網的控制信息管理。對腐蝕管網的數據信息進行登記錄入工作，以完成基礎數據信息的原始積累工作。這樣就可以以此為基準，對腐蝕管網完成控制方案的制定工作，并對系統運行結果進行預測和仿真。
2 地理信息系統在實踐中面臨的問題及解決措施
雖然地理信息系統在自來水管網系統中有了廣泛應用，但是在將來的使用過程中，還要對系統以下方面進行逐步完善和擴展。
(1)由于地理信息系統的數據量相當龐大，這就造成其對計算機的硬件配置條件要求很高，比如內存和硬盤存儲量較大，CPU速度要求較高。所以說資源配置不同的單位仍無法滿足地理信息系統的使用性能，并仍有所欠缺。針對這一情況，應將自來水管網的數據信息進行集中管理，并對計算機硬件系統和軟件系統進行適時、分批分步地更新，有利于計算機系統整體性能的提高。
(2)在地理信息系統應用于自來水管網初期，其對管網的數據處理能力十分有限。所以說只能滿足圖紙檢索和方案制定等初級業務。系統通過采取掃描數字化等措施進行升級改進，并且搜集與整理管線數據等基礎信息，使自來水管網信息系統的管網數據更加完整，以最大限度擴大系統的可用性。
(3)地理信息系統在自來水管網信息系統中的動態管理問題。傳統的管理方式只能通過增加查詢次數進行不斷巡邏來維護管網，這樣不僅耗費大量人力，而且工作效率極低。地理信息系統引入到自來水管網系統后，野外勘探測量小組通過采用勘探測量儀器，建立了GPS控制網和常規測量控制網，這樣可以利用地理信息系統完成資料整理和可疑管網數據查詢問題，以便于現場探查核實，從而保證自來水管網數據的動態性。
3 結語
地理信息系統在自來水管網系統中的實踐應用，不僅使得自來水管網系統實現了數據采集在廣度和深度方向上都有了極大提高，為供水部門提供詳細的供水信息平臺，快速準確地提供數據信息，而且對自來水管網系統的管理工作有了很大擴充，實現了信息處理的量化、可視化和資源共享，極大地方便了自來水管網系統在生產運營管理上的應用。
