一、系统概述

城市地下管线是城市建设的重要内容和城市生存和发展的生命线。具有规模大、范围广、管线种类繁多、空间分布复杂、变化大、增长速度快、形成时间长等特点。触及城市的各个角落，与人民生活息息相关。

传统二维的管理模式难以对大量的管线信息进行有效的描述和表达，管线三维模型能直观地描述管线的三维特征及管线间的空间关系，能真实地反映地下管线的空间分布状况，因此在本系统中实现管线的三维显示与管理可使系统的直观性和可操作性得到大大的改观，使得本来在平面显示下错综复杂的管线变得更加清晰明了。

城市三维地下管线管理系统是以计算机网络为载体，GIS软件为平台的应用型技术系统，整合城市地下综合管线数据资源，实现了地下管线的三维可视化管理、存储、查询、分析、定位等功能，形成了一套完善的城市地下综合管线数据资源管理数字化、可视化的三维管线系统。

二、系统建设意义

1、整合城市地下综合管线基础数据资源，推进数字地理空间信息平台建设，逐步通过数据资源的“集中管理、分布应用”实现数据管理部门和应用部门之间的共建共享。

2、实现决策基础数据资源管理数字化、可视化。通过整合GIS技术，将地图元素和地下空间信息融入到管理体系中，以三维的形式展现，实现城市决策信息资源的数字化和可视化，提高了决策的科学性和合理性。

3、提高政府保障公共安全和处置突发公共事件的能力。突发应急事故发生后，政府可在第一时间了解灾害发生地周边管线分布情况，高效调用相关资源，迅速完成应急处置，使产生的危害降到最低程度。

4、提高基础数据管理水平。既可以查阅局部地区管线的各种细节，又可浏览区域管线的宏观分布；既可研究单种管线情况，又可了解各种管线的整体分布关系；既可用以指导工程施工，又可用来做新区规划或管线设计，使管理工作得心应手。

三、系统技术优势

1、管网建模自动化     管线的竣工资料或者探测的结果大多是二维矢量线数据，系统根据二维数据的平面坐标、埋深、管径等数据批量生成三维管线模型、关联属性数据库，并且提取管线之间的拓扑关系，自动生成弯头。

2、三维管网模型的编辑与维护     在三维场景中编辑管线模型（添加、移动、废弃），编辑管线模型的节点坐标，维护管线属性数据（类型、覆土深度、埋深、管径、材质等），为管网的数据更新提供了便捷的方法。

任意编辑、移动管线模型节点

3、三维管网模型上的拓扑分析     完全摆脱对二维管网数据的依赖，直接在三维管网模型上进行拓扑分析，彻底解决三维数据模型无法进行拓扑分析的技术难题。为爆管分析、开挖分析、覆土深度分析等提供技术支撑。

4、丰富、规范的管件模型库     系统提供标准尺寸和规格的模型库（例如法兰、流量计、弯头、蝶阀、止水阀等），方便用户在指定位置添加管件，节省建模时间。

管件模型库

5、整合业务数据更便捷     管网业务数据包括：属性信息、实时监测数据和历史数据等，主要以关系型数据库的形式存储。该管网系统能够迅速的自动关联三维管线模型和业务数据库，大幅度降低数据处理的时间成本，使得项目实施更方便、快捷，成本更低。

四、系统功能介绍

4.1 系统框架结构

城市三维地下管线管理系统的框架结构图如下所示：

基础层     基础层主要包含支持系统软件运行的硬件设备，具体包含数据库服务器、应用服务器、有线网络等。

数据层     数据层的数据库采用Oracle 11g，主要用来存储系统图形数据库和属性数据库。     包括所有由数据库管理系统（DBMS）和空间数据库引擎（ArcSDE）进行管理和驱动的各类元数据、空间/非空间数据、文本数据和管线信息动态管理系统的空间数据库等。数据层包括平台相关数据库以及对这些数据访问和管理的基本组件库。

业务层     在业务层中管线信息综合应用子系统作为主要的业务功能软件，他们通过SDE服务器与数据库相接，同时通过接口相连，搭建起一个以数据为基础的GIS信息管理平台。

应用层     应用层主要面对最终用户，即提供给最终用户的功能模块。考虑到综合管线信息平台用户的需求和用户对未来系统的使用状况，该系统采用C/S结构。在整个系统建设过程中，各个子系统不是一个个独立系统，它们不过是通过GIS搭建的不同的业务流程而已。这些子系统之间存在着信息流的交互与关联。     总体逻辑结构采用分层体系，各层之间相对独立，各层从下往上互相依赖，从数据、基础功能、到业务再到应用。层中各功能和业务应用以组件的方式进行设计和开发，使层内各功能耦合度最小。

4.2 系统设计原则

（1） 技术先进、成熟、可行，功能上便于升级、维护、配置

系统采用当前成熟流行的开发技术，正确合理选用开发工具和地理信息基础平台，符合海量GIS数据管理要求，采用组件式GIS技术，具有开发高效，投入成本低等特点，是开发的首选。     系统按开放式功能结构设计为插件式结构，即在不改变改变系统框架的前提下，可灵活增减，升级功能模块，以利于系统的维护，配置。     功能架构设计要注意区分界面层、业务逻辑层和数据层，尽量使三者层次分明，便于编码与维护。     正确处理偶合关系，弱偶合模块按解偶处理，强偶合模块按功能包处理。

（2） 完善的管线数据维护和应用功能，性能稳定可靠

系统从地下综合管线建库、维护、应用的实际出发，充分考虑地下综合管线内业、外业测绘成图的特点，涵盖管线数据维护和应用的各个方面，功能全面正确，性能上突出应用高效算法，提高速度，并且强调稳定可靠。     管线入库上，突出支持多种格式数据导入，严格管线监理检查机制，并能灵活处置各种数据异常，实现高效准确的入库更新机制和算法，具有强大的管线数据编辑功能，历史数据管理功能。     在管线应用上，突出断面分析、路径分析、爆管分析、碰撞分析、流向分段等网络分析功能以及三维展示等功能。     系统配置管理上，突出实用性和灵活性。

4.3 系统主要功能

4.3.1 管网设计功能

4.3.1.1 管线标注

包括坐标标注、属性标注、流向标注、管线长度统计等功能。

1、坐标标注     可标注任意位置的坐标信息，也可标注选定实体的节点坐标信息。坐标标注的样式为固定的，不可修改。

2、属性标注     在设定标注管线或管点标注的属性内容后，对管线或管点的属性进行标注。可标注选中实体的某个或者多个字段信息，标注的字段通过字段选择对话框自行选择，可实现组合标注。

3、流向标注     根据管网中各设施的开闭情况以及管线的拓扑信息，管网系统计算出每根管线中介质的流向，并将流向标注在三维场景中。

4、管线长度统计     统计指定区域内满足管线长度范围内的管线个数、总长度。

4.3.1.2 查询统计

包括属性查询、区域查询、简单条件查询、区域统计等功能。

1、属性查询     选择需要查询的管线或管点或者地物，即可显示选中的实体的属性信息。

2、区域查询     在图上单击鼠标确定一区域，实现矩形、多边形、圆等各种形式的查询。查询结果在图上以高亮度显示并以列表形式显示查询结果的详细信息，可查看选定管线的起始埋深、终止埋深等属性信息。

3、简单条件查询     提供灵活的简单条件查询界面，用户可以勾选管线图层，设置查询条件，查询结果以列表形式显示。

4、区域统计     对用户选择的的区域内的管线长度、管点数进行统计。根据查询的条件统计管线长度、管点数的数量。用户可以选择将结果输出至报表或者输出成Excel格式文件。

4.3.1.3 管道布置

管道布置的净空高度、通道宽度、基础标高应符合“化工装置设备布置设计工程规定”。管道尽可能架空敷设，如必要时，也可埋地或管沟敷设。在有条件的地方，管道应集中成排布置，裸管的管底与管托地面取齐，以便设计支架。

4.3.1.4 阀门布置

阀门应设在容易接近、便于操作、维修的地方。成排管道（如进出装置的管道）上的阀门应集中布置。平行布置管道上的阀门，其中心线应尽量取齐。为了减少管道间距，可把阀门错开布置。

4.3.1.5 连接件布置

连接件布放位置，要能看得见，能安装焊接，维修方便；连接件避免设在难以安装、焊接的地方。

4.3.2 管网分析功能

4.3.2.1 纵横断面分析

无需实地挖管道，在电脑前即可查看管道的材质、埋深、管径、历史年代信息、距离等信息。     利用线段将管线切成一个剖面，在这个剖面上可以清晰直观地看到管线的纵横断面情况和各条管线的地下铺设情况，包括距离地面的高度，以及各管线的距离等信息。最后可以将剖面的数据打印成图片的形式输出。

4.3.2.2 覆土深度分析

地下管线受到气候、土壤等环境因素的影响，各类管线的最小覆土深度均有严格的行业规范，管网系统根据规范对管网数据进行分析，得出违规铺设的地下管线，不符合规定的管线红色显示，并在表中可以查询具体违反的技术规定。

4.3.2.3 爆管分析

压力管线出现爆管时，利用管线拓扑信息，根据爆管点的位置，分析并显示出受影响的管段和地区。给出关阀方案、高亮显示出应关闭阀门、并显示出受到影响的调压片区或受到影响的用户情况。

4.3.2.5 水平净距分析

用户选择一个区域，系统自动计算出该区域内管线间的水平净距。不合理的管线在检测结果中用红色标出。

4.3.2.6 垂直净距分析

用户选择一个区域，系统自动计算出该区域内管线间的垂直净距。不合理的管线在检测结果中用红色标出。

4.3.2.4 开挖分析

针对地下管网管理过程中经常出现的地面开挖问题，管网系统提供了任意区域的地面开挖模拟，设置开挖深度和边界范围，三维地形自动塌陷，暴露出地下管网的分布情况，为施工提供决策支持。

4.3.2.7 连通性分析

根据指定的两条管线，分析出连通这两条管线的所有管线。

4.3.2.8 关闭阀门分析

根据指定的关闭的阀门，分析找出受到影响的管线。

4.3.2.9 国家净距标准

显示国家水平、垂直最小净距标准（GB_50289-1998）。

转自：http://www.gisroad.com/news/show.aspx?page=2&id=829&cid=156