駱耀源，劉合良

(廣州市中海達(dá)測繪儀器有限公司，廣東廣州 511400）

基于ArcGIS平臺的燃?xì)夤芫W(wǎng)地理信息系統(tǒng)實現(xiàn)方法

駱耀源，劉合良

(廣州市中海達(dá)測繪儀器有限公司，廣東廣州 511400）

一、引 言

燃?xì)夤芫W(wǎng)是一個縱橫交錯的網(wǎng)絡(luò)，具有復(fù)雜的空間和非空間屬性，其圖紙和設(shè)備資料繁多。在傳統(tǒng)工作方式中，由于各種原因，圖檔的更新和歸檔不能做到迅速及時，屬性數(shù)據(jù)的采集、存儲也不能跟上發(fā)展的需要，數(shù)據(jù)無法綜合利用，導(dǎo)致燃?xì)廨斉湔{(diào)度、指揮、決策缺乏科學(xué)、及時、有效的支持?；谝陨显?，對旨在提高管理、決策、服務(wù)水平，創(chuàng)造良好經(jīng)濟效益和社會效益的燃?xì)夤径?，燃?xì)夤芫W(wǎng)GIS系統(tǒng)的建設(shè)可謂勢在必行。

中海達(dá)公司結(jié)合燃?xì)夤芫W(wǎng)輸配業(yè)務(wù)特點，通過ArcGIS二次開發(fā)平臺，基于GIS技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)構(gòu)建燃?xì)夤芫W(wǎng)GIS系統(tǒng)，提供燃?xì)夤芫W(wǎng)數(shù)據(jù)采集、錄入、維護(hù)、業(yè)務(wù)應(yīng)用、決策支持一體化平臺，具體目標(biāo)如下：建立燃?xì)夤芫W(wǎng)地理信息數(shù)據(jù)庫，含基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)、燃?xì)夤芫W(wǎng)要素數(shù)據(jù)、管網(wǎng)設(shè)施屬性數(shù)據(jù)、管網(wǎng)設(shè)施維護(hù)數(shù)據(jù)等；可方便地對管網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合查詢、統(tǒng)計、分析及輸出；提供管網(wǎng)應(yīng)急搶修輔助決策支持，可生成應(yīng)急預(yù)案；可與燃?xì)夤酒渌畔⑾到y(tǒng)(SCADA、客戶服務(wù)系統(tǒng)、收費系統(tǒng)）集成應(yīng)用。

二、設(shè)計方案

1.建設(shè)模式——框架為基、業(yè)務(wù)為主

系統(tǒng)平臺的建設(shè)應(yīng)當(dāng)采取：“制定規(guī)范―――搭建框架―――業(yè)務(wù)開發(fā)―――集成”的模式，其中以“制定規(guī)范、搭建框架”最為重要。

2.系統(tǒng)總體框架

燃?xì)夤芫W(wǎng)地理信息系統(tǒng)是一個包含多層架構(gòu)的復(fù)雜系統(tǒng)，按照企業(yè)發(fā)展和管理現(xiàn)代化要求，采用先進(jìn)的計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)施，初步構(gòu)成系統(tǒng)的總體框架(如圖1所示）。整個框架覆蓋燃?xì)夤緝?nèi)部的各個單位和部門，成為信息資源匯集、發(fā)布、交流和共享的基礎(chǔ)設(shè)施和各類燃?xì)庠O(shè)施管理應(yīng)用的運行平臺，為市政建設(shè)和管理提供輔助決策、咨詢服務(wù)，也為社會公眾參與提供便捷、高效的現(xiàn)代化載體。該框架參照國家傳感網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)工作組的建議，將整體劃分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層3個層次。

1）感知層：利用RFID、傳感器、傳感網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)實現(xiàn)對象的識別、數(shù)據(jù)采集、消息通信。

2）網(wǎng)絡(luò)層：融合現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)、移動通信網(wǎng)絡(luò)、電子政務(wù)網(wǎng)以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)距離傳輸，同時對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲和管理。

3）應(yīng)用層：利用定制的行業(yè)應(yīng)用決策支持模型，以及數(shù)據(jù)挖掘、人工智能、中間件等技術(shù)，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)與燃?xì)庑袠I(yè)的管理需求深度融合。

圖1 系統(tǒng)總體框架

三、系統(tǒng)功能模塊設(shè)計

1.空間數(shù)據(jù)庫邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計

空間數(shù)據(jù)涉及地理基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、專題數(shù)據(jù)及元數(shù)據(jù)，結(jié)合業(yè)主數(shù)據(jù)狀態(tài)及業(yè)務(wù)功能，經(jīng)過綜合分析，將空間數(shù)據(jù)按照數(shù)據(jù)類型分為5大類型數(shù)據(jù)庫，每一大類型數(shù)據(jù)庫按照數(shù)據(jù)內(nèi)容和數(shù)據(jù)特點組織成不同的要素集及圖層，空間數(shù)據(jù)庫的劃分如下：

1）基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)庫。基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)是非常重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，是整個系統(tǒng)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)空間位置參照，包括居民地、工礦及附屬設(shè)施、交通及附屬設(shè)施、水系及附屬設(shè)施、地質(zhì)地貌、植被、境界7大類。

2）燃?xì)夤芫W(wǎng)數(shù)據(jù)庫。燃?xì)夤芫W(wǎng)數(shù)據(jù)是整個系統(tǒng)的核心數(shù)據(jù)圖層之一。它們不僅要體現(xiàn)各種空間要素的空間位置信息，而且要可以查詢到某一個空間對象的對應(yīng)屬性信息，包括：高壓A管、高壓B管、次高壓A管、次高壓B管、中壓A管、中壓B管、低壓管、引入管、閥門、檢查井、調(diào)壓站、凝水缸、調(diào)壓設(shè)備、立管點、陰極保護(hù)站、犧牲陽極、戶表、套管、瓶裝罐站、氣源、節(jié)點(鋼塑轉(zhuǎn)換、絕緣接頭、三通等）。

3）元數(shù)據(jù)庫。元數(shù)據(jù)是用來描述數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，主要包括對數(shù)據(jù)集的描述，對各項數(shù)據(jù)來源、數(shù)據(jù)所有者及數(shù)據(jù)序代(數(shù)據(jù)生產(chǎn)歷史）等的說明。通過元數(shù)據(jù)可以檢索訪問數(shù)據(jù)庫，可以有效地利用計算機的系統(tǒng)資源，提高系統(tǒng)的效率。因此，建立有效的元數(shù)據(jù)存儲體系在整個數(shù)據(jù)庫建設(shè)中占有重要的位置。

2.燃?xì)釭IS成圖子系統(tǒng)

系統(tǒng)為C/S模式，即桌面系統(tǒng)，主要功能為燃?xì)夤芫W(wǎng)設(shè)施的成圖、出圖及輔助設(shè)計方面的應(yīng)用。該系統(tǒng)通過計算機對燃?xì)庠O(shè)施普查結(jié)果的圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)快速入庫，實現(xiàn)城市燃?xì)夤芫W(wǎng)數(shù)據(jù)分層、分區(qū)顯示、輸出、查詢、編輯，并具備空間數(shù)據(jù)的多版本管理及多用戶并發(fā)地圖維護(hù)操作等功能；建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫，在業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)間實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，為應(yīng)用部門提供及時、準(zhǔn)確、全面的有關(guān)燃?xì)庠O(shè)施信息；可以定制用戶應(yīng)用子系統(tǒng)及地圖圖層的展現(xiàn)樣式，并可以對地圖區(qū)域、系統(tǒng)菜單及窗口按鍵進(jìn)行權(quán)限控制，實現(xiàn)多種方式進(jìn)行統(tǒng)計分析，并輸出報表和專題地圖；實現(xiàn)對城市燃?xì)庠O(shè)施的計算機輔助管理，為相關(guān)部門提供管理和決策依據(jù)及輔助手段；為城市燃?xì)夤芫W(wǎng)規(guī)劃、運行管理、實時監(jiān)測等提供先進(jìn)的信息化平臺，使城市燃?xì)夤芫W(wǎng)設(shè)施規(guī)劃、建設(shè)與管理實現(xiàn)一個質(zhì)的飛躍，如圖2所示。

圖2 燃?xì)釭IS成圖子系統(tǒng)功能模塊

3.燃?xì)釭IS綜合管理子系統(tǒng)

系統(tǒng)為B/S模式，主要功能為WebGIS方面的GIS應(yīng)用、業(yè)務(wù)操作及已建系統(tǒng)信息的集成應(yīng)用。

燃?xì)釭IS綜合管理子系統(tǒng)是由各種數(shù)據(jù)服務(wù)、功能服務(wù)集成的WebGIS應(yīng)用系統(tǒng)，實現(xiàn)了各種WebGIS專題的展示、查詢、分析、統(tǒng)計等功能，并且能夠以多種方式實現(xiàn)與業(yè)務(wù)系統(tǒng)的無縫集成展示。系統(tǒng)支持各種OGC標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)，支持多點節(jié)點地圖服務(wù)，基于動態(tài)地圖和靜態(tài)地圖服務(wù)設(shè)計，能夠?qū)崿F(xiàn)快速瀏覽，簡單易用，有良好的用戶體驗效果；能夠?qū)崿F(xiàn)基于GIS系統(tǒng)的燃?xì)庠O(shè)施的展示、燃?xì)庠O(shè)施的在線監(jiān)控、監(jiān)控預(yù)警、動態(tài)監(jiān)管以及服務(wù)評價等功能，如圖3所示。

圖3 燃?xì)釭IS綜合管理子系統(tǒng)功能模塊

4.燃?xì)庖苿覩IS子系統(tǒng)

系統(tǒng)為M/S模式，適用于作業(yè)現(xiàn)場及移動辦公使用，應(yīng)用人員可通過3G網(wǎng)絡(luò)連接公司服務(wù)器，進(jìn)行在線燃?xì)夤芫W(wǎng)設(shè)施信息的查詢及相關(guān)業(yè)務(wù)應(yīng)用，實現(xiàn)燃?xì)夤芫€巡檢、隱患現(xiàn)場實時上報、施工監(jiān)護(hù)、設(shè)備檢查維護(hù)等功能。

四、結(jié)束語

中海達(dá)基于ArcGIS平臺的燃?xì)夤芫W(wǎng)地理信息系統(tǒng)，使得各業(yè)務(wù)系統(tǒng)打破以往“各自為政”的運行模式，將以往的一座座“信息孤島”有機地組合起來，從數(shù)據(jù)到功能實現(xiàn)了完全的資源共享和應(yīng)用集成，加強了GIS在燃?xì)夤芫W(wǎng)科學(xué)管理中的作用，實現(xiàn)了GIS“四化”的建設(shè)：專業(yè)化、集成化、Web化、移動化，從而達(dá)到燃?xì)夤芫W(wǎng)精細(xì)化管理的目標(biāo)。

(本專欄由中海達(dá)和本刊編輯部共同主辦）