stamp二维三维一体化地下管线管理信息系统
城市三维地下管线管理系统
城市三维地下管线管理系统一、城市地下管线城市管网是城市最重要的公共基础设施之一，与城市的发展和居民的日常生活息息相关。
根据不同的市政建设，管网分为供水、排水、通信、电力等多种类别，其分布也遍及地下、空中、水下等。
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。
当今的城市中布满了各种各样的管线，类似于以前手工的管理模式和管理手段已无法满足“合理规划、科学管理、优质服务”的要求。
对于突发事故的应变能力和处理效率难以适应企业集团高速发展的需求，各级管线管理单位需要一种更为方便、及时的方式，来管理自来水、供暖、排污、燃气、电信信号等管线资源——管线系统，要求科学管理管网资源及相关的管网信息，实现整个管网的协调与统一。
同时各种综合信息，如工程报表、维修维护信息等也需要以管网信息为依据，要做到科学化管理。
传统的二维GIS方式管理管网，总是受到平面显示范围的限制，无法从纵深上直观反映管网间真实的空间位置，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。
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。
管线采用二三维一体化的设计方式，平面视图管线表现为二维方式，转换视角，管线表现为三维方式，可以直观查看管线与周围地形、地物、建构筑物的关系。
由于其精确性、真实性和无限的可操作性，可以大大提高对管线信息的理解、认识、定位、判断、利用。
可以提供包含基本的空间查询、属性查询、空间统计服务，基于管线数据的空间分析服务。
二三维联动的城市地下管线信息管理系统设计
第５ 期
韩立钦等： 二三维联动 城市
（ １ １ ２ １— ０ ３） 联 合 资助 。
大型 Ｇ Ｉ Ｓ软 件 开 发 平 台基 本 都 能 满 足 系 统 开 发 需
求 。三 维 Ｇ Ｉ Ｓ技 术虽 然经 过 国 内外 诸 多 专家 学 者 的 长 期研 究 ， 取得 了一 定 的应用 成果 ， 但 由于 三维 模型
３ ６
第 ５期
２ ０１ ３年 １ ０月 矿 山 测 量 ＭＩ ＮＥ Ｓ ＵＲＶＥＹＩ ＮＧ
ＮＯ ． ５
Ｏｃ ｔ ． ２ ０ｌ ３
ｄ ｏ ｉ ： １ ０． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０１—３ ５ ８ Ｘ． ２ ０１ ３ ． ０ ５． １ ２
二 三 维联 动 的城 市 地 下 管 线信 息 管 理 系统 设 计 木
２ 管 线信 息 管理 系统 设计 面对 复杂 多 样 的管 线 数 据 ， 利用 Ｇ Ｉ Ｓ技 术 建 立 管线 信 息管 理系 统是 一种 有效 手段 。 目前 ， 二维 Ｇ Ｉ Ｓ 数据 模 型和 数 据 结 构 理 论 和 技 术 已经 成 熟 ， 国 内 外
维护 管线 数 据 库 的关 键 ， 是管 线 信 息管 理 系 统 高 效 运行 的重 要保 障。依 据 Ｃ Ｊ Ｊ ８—２ ０ １ １ 《 城 市测 量规 范》 和Ｃ Ｊ Ｊ ６ １ —２ ０ ０ ３ 《 城 市 地 下 管 线 探 测技 术 规 范》 等 文 件， 对地 下综 合 管 线 文 件 格 式 、 专 业 图件 、 管 线 成 果 表、 管线 图层 、 管 线点 、 管段 等 分 别 制定 编 码 规 则 ， 保
线 编码 （ 大类 ） 为例 ， 如表 １ 所示 。
三维地下管线信息综合管理系统设计方案
三维地下管线信息综合管理系统设计方案目录1项目概况 (1)1.1项目背景 (1)1.2 建设目标 (1)1.3建设意义 (1)2 系统设计原则 (2)3 技术标准 (3)3.1 数据标准 (3)3.2 技术规范 (3)3.3 设计依据 (4)3.4 保密依据 (4)4 系统配置 (4)4.1数据服务器运行环境 (4)4.2应用服务器运行环境 (4)4.3客户端运行环境 (5)4.4显卡设置 (5)5 系统架构 (6)6 数据结构设计 (6)6.1 数据来源 (7)6.1.1基础地形数据 (7)6.1.2管线数据 (7)6.2 数据的分层 (7)6.3 数据的编码 (8)6.4 数据库结构 (8)6.5 数据建库流程 (10)7功能设计 (12)7.1 管线数据表结构 (12)7.2 管网系统（BS） (12)8成果汇报 (15)8.1 数据成果 (15)1项目概况1.1项目背景随着城市管线信息化建设步伐的加快，全国各大中城市纷纷建立起管线信息管理系统，实现对城市建设中的各类管网资源进行综合有效的信息化存储管理，提供各种查询、分析和统计等工具，为城市规划工作提供科学的辅助分析和决策支持手段。
然而，由于缺乏必要的技术保证以及软硬件条件的限制，在这些系统中，管网一般以二维方式进行显示，表现手段单一，无法直观地反映各管线间的空间位置关系。
由于管线用途的特殊性和复杂性，其布设遍及地下、空中、水下等，只有通过三维方式才能够真实反映其空间位置关系。
近几年，随着虚拟仿真技术、管网探测技术的不断发展和软硬件条件的改善，使三维GIS仿真技术的实现成为可能。
通过建立三维的管网仿真场景，为操作人员提供必要的三维人机交互性和自主性，真实反映在交错复杂条件下管线之间的位置关系以及管线与周边地物的位置关系，并提供必要的三维辅助分析及决策工具，已经成为各城市的建设规划部门在城市信息化建设中的迫切需求。
1.2 建设目标本项目集基础地形数据和地下管线及相关设施数据管理于一体，是企业信息化建设的重要基础工作之一，也是“数字管线”建设的基础。
浅谈城市三维地下管线综合管理信息系统的建立——基于攀枝花市三
浅谈城市三维地下管线综合管理信息系统的建立——基于攀枝花市三维地下管线综合管理信息系统发表时间：2018-01-07T18:28:55.810Z 来源：《基层建设》2017年第30期作者：李丹1 刘静2[导读] 摘要：攀枝花属于山地城市，如何有效的进行地下管线信息的普查和动态更新，如何严格按流程执行管线规划、设计、建设、管理，如何制定科学合理的可持续发展机制和良好的运维机制，是目前城市规划建设亟待解决的问题。
1.攀枝花市地理信息中心四川攀枝花 617000；2.攀枝花学院四川攀枝花 617000摘要：攀枝花属于山地城市，如何有效的进行地下管线信息的普查和动态更新，如何严格按流程执行管线规划、设计、建设、管理，如何制定科学合理的可持续发展机制和良好的运维机制，是目前城市规划建设亟待解决的问题。
关键词：地下管线；普查；信息系统；三维Abstrac：t：Panzhihua is a mountainous city，how to effectively make its underground pipeline census and dynamic information updating，how to strictly process execution pipeline in accordance with its planning，design，construction and management，and how to formulate a scientific and reasonable mechanism of sustainable development and good operational mechanism is an urgent problem in the urban planning and construction at present.前言：随着攀枝花城市规模的扩大和城市化进程的加快，城市规划理念的快速发展，现代化程度的不断提升，地下管线作为城市的重要基础设施，也变得越来越密集、庞大，其管线的种类也越来越复杂。
二三维一体化技术在地下综合管网系统中的应用
二三维一体化技术在地下综合管网系统中的应用摘要：地下管网是城市生活正常运行的“生命线”，其具有隐蔽性、复杂性、多样性等特点，通过GIS技术对地下管网进行管理，实现查询定位、增删改查、二维展示、空间分析等操作是目前大多数管线系统具备的基本功能，个别管线系统具有三维管线展示功能，但三维管线是通过手工建模实现，成本高、效率低，而且不能实现二维管线和三维管线的联动和数据同步更新。
本文通过临潭县地下综合管线系统建设，利用ArcGIS Engine[1]平台实现管线二三维一体化建设，实现管线二三维展示、更新、联动一体化。
关键词：地下管网；二三维一体化；ArcGIS Engine1、管网系统架构设计临潭县管网系统采用C/S体系结构进行设计，为地下管网管理提供各类地下管网数据、地形数据、专题数据、影像数据，系统采用ArcGIS Engine10.0为系统的二次开发平台，采用Personal Geodatabase为空间数据库，实现管网数据和地形数据的显示、查询、统计、分析、更新、服务等功能，为地下管网管理工作提供软件支撑。
系统总体架构由用户层、功能模块层、数据库层以及支持平台组成，在架构设计的过程中还遵照了各类国家标准规范。
2管网系统数据库设计2.1GeoDatabase[2]空间数据模型空间地理数据库模型设计是任何GIS系统设计的核心工作之一，该模型的设计也是推动GIS系统发展，使其不断完善提高的关键。
在本系统中为了方便管网要素以及与其相关的地理要素，系统使用GeoDatabase空间数据模型来统一管理管网数据，GeoDatabase是一种全新的面向对象的空间数据模型，是建立在DBMS之上的统一的、智能的空间数据模型。
GeoDatabase支持表达具有不同类型特征的对象，包括简单的物体、地理要素(具有空间信息的对象)、网络要素(与其他要素有几何关系的对象)、拓扑相关要素、注记要素以及其他更专业的特征类型。
该模型还允许定义对象之间的关系和规则，从而保持地物对象间相关性和拓扑性的完整。
徐州市三维地下管线信息系统设计与实现
２０１９年２月第１期城㊀市㊀勘㊀测ＵｒｂａｎＧｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌＩｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ＆ＳｕｒｖｅｙｉｎｇＦｅｂ.２０１９Ｎｏ.１引文格式:张奎ꎬ王军.徐州市三维地下管线信息系统设计与实现[Ｊ].城市勘测ꎬ２０１９(１):４１－４５.文章编号:１６７２－８２６２(２０１９)０１－４１－０５中图分类号:Ｐ２０８ ２文献标识码:Ａ徐州市三维地下管线信息系统设计与实现张奎∗ꎬ王军∗㊀收稿日期:２０１８ ０７ ０４作者简介:张奎(１９８６ )ꎬ男ꎬ工程师ꎬ主要从事工程测量和ＧＩＳ生产与管理相关工作ꎮ(徐州市勘察测绘研究院ꎬ江苏徐州㊀２２１０００)摘㊀要:建立一个方便储存㊁管理地下管线数据的信息化㊁智能化系统ꎬ不仅对于城市地下管线的建设㊁应用㊁维护与共享具有重要意义ꎬ对于方便城市地下空间的规划决策㊁减少城市管线施工的失误㊁提高地下管线事故应急抢险能力而言也有极大的必要性ꎮ本文以徐州市为例ꎬ以徐州市地下管线普查(一㊁二期)成果为前提ꎬ对徐州市三维地下管线管理信息系统的总体架构进行设计ꎬ采用基于分布式ＧＩＳ的结构设计方案ꎬ利用Ｂ/Ｓ和Ｃ/Ｓ相结合的方式建立了徐州市三维地下管线地理信息系统ꎮ实现城市跨部门㊁跨单位的信息共享ꎬ为城市地下管线的规划㊁设计㊁建设㊁管理提供基础数据和决策依据ꎮ关键词:地下管线ꎻ三维ꎻＧＩＳ１㊀引㊀言由于诸多种类地下管线共处于地下空间中ꎬ地下空间在城市发展中变得十分复杂ꎬ地下管线管理信息系统相对于其他的空间信息管理系统建立起来更加困难ꎬ必须在二维ＧＩＳ系统的基础上继续发展以满足实际中的应用需求ꎮ好在虚拟现实基础上的各类三维系统的完善为之提供了很好的借鉴和参考ꎬ如果能够将错综复杂的地下管线情况用三维图形信息真实地还原出来ꎬ能够使管线的规划和管理更加简便ꎬ使得决策的过程变得更加科学高效[１]ꎮ徐州市三维地下管线管理信息系统的设计ꎬ就是利用二维的地下管线基础信息ꎬ并结合虚拟现实技术而成ꎮ精确的二维地下管线基础数据使得形成的三维地下管线管理系统不仅能够准确㊁真实地描绘出城市的地下管线情况ꎬ而且由于基于三维的系统能够给人们呈现出和现实视觉一致的场景ꎬ因此系统能够更直观㊁更立体地展现整个管线的空间关系ꎬ为管线的查询㊁统计㊁分析提供了更有利的空间服务方式[２]ꎮ２㊀系统总体设计２ １㊀系统总体开发技术路线(１)基于开放式主流系统开发环境系统开发基于主流开发工具ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＶｉｓｕａｌＳｔｕ￣ｄｉｏ２００５ꎮＭｉｃｒｏｓｏｆｔＶｉｓｕａｌＳｔｕｄｉｏ２００５是Ｗｉｎｄｏｗｓ环境下支持Ｂ/Ｓ与Ｃ/Ｓ运行环境的强大的开发工具ꎬ在Ｍｉ￣ｃｒｏｓｏｆｔＶｉｓｕａｌＳｔｕｄｉｏ２００５环境下ꎬ开发者能够充分利用Ｗｉｎｄｏｗｓ操作系统提供的开发资源ꎬ创建一个集数据库㊁通讯㊁ＧＩＳ㊁Ｗｅｂ技术㊁多媒体[３]等多种技术的应用桌面环境ꎬ并在此环境下开发出一套具有可维护性㊁稳定性好㊁运行效率高㊁简洁无冗余等优点的系统ꎮ(２)以Ｃ/Ｓ为主体ꎬ结合Ｂ/Ｓ的应用体系徐州市三维地下管线信息系统将结合不同的应用采用以Ｃ/Ｓ为主体ꎬ结合Ｂ/Ｓ的应用体系ꎮ本系统数据库存储着大量地下管线和地形空间及属性数据ꎬ而对这些数据的操作需要专业的技术人员来进行ꎬ包括数据的编辑㊁统计㊁分析以及历史数据的存储ꎬ以保证系统数据的安全性㊁运行速度和运行效率ꎬ因此为了满足对地下管线和地形空间及属性数据的处理和对数据服务的需求ꎬ这部分系统设计为Ｃ/Ｓ结构ꎬ并为专业技术人员提供对数据库存储的大量地下管线和地形空间及属性数据交互和变更操作㊁空间分析和统计工具以及便捷灵活的制图功能ꎮ由于地下管线的权属单位和管理单位各不相同ꎬ为了满足各管线权属单位㊁政府其他部门以及公众对地下管线数据的信息访问㊁查询等需求ꎬ这部分系统设计为Ｂ/Ｓ结构ꎬ在此模式下ꎬ系统为各管线权属单位㊁政府其他部门以及公众等用户设置不同的权限ꎬ以满足他们对地下管线数据不同的浏览㊁查询等需求ꎮ其中ꎬ通过城域网和防火墙的认证ꎬ地下管线各权属单位可以浏览查询自己管辖的地下管线及设施ꎻ通过Ｉｎｔｅｒｎｅｔ浏览器ꎬ政府其他部门及公众可以访问不同密级的地下管线信息ꎻ城㊀市㊀勘㊀测２０１９年２月通过本单位的局域网ꎬ其他部门可以快速地浏览各种地下管线信息ꎬ以实现系统数据的信息共享ꎮ(３)基于Ｏｒａｃｌｅ＋ＡｒｃＳＤＥ数据库环境数据库的设计是系统设计环节的核心与基础ꎬ最基本的应遵循数据与操作的分离原则ꎮ建立起的地下管线数据库ꎬ需要满足数据的集中管理ꎬ集中维护ꎬ分布使用ꎬ先进的空间数据库引擎技术能够为其提供支持ꎮ本系统利用Ｏｒａｃｌｅ关系数据库ꎬ实行对地下管线空间数据与属性数据的管理ꎬ能够提供高效的查询㊁访问㊁分析功能[４ꎬ５]ꎮ地下管线空间数据的操作与管理则通过ＡｒｃＳＤＥ进行ꎬ但是数据的完整性和更深层次的操作应该在应用层完成ꎮＯｒａｃｌｅ的海量数据存储㊁高并发访问及不间断运行的特点加上ＡｒｃＳＤＥ的空间数据库引擎ꎬ能够使得系统底层脱离冗长的数据存储ꎬ同时又能够实现所有高效的地理信息系统的相关操作ꎮＡｒｃＳＤＥ调用ＣＡＰＩ和ＪＡ￣ＶＡＡＰＩ接口获取底层数据ꎬ这样的系统设计保证开放端口的客户能够使用到有效的地理信息数据ꎮ(４)基于ＡｒｃＧＩＳＥｎｇｉｎｅ的ＧＩＳ组件开发为了使系统各个功能模块既相互独立ꎬ相互之间又不受影响ꎬ系统必须采用组件化的开发模式ꎬ降低功能模块的耦合度以避免系统因某个动作或某个突发事件导致数据丢失和系统瘫痪[６]ꎮＡｒｃＯｂｊｅｃｔｓ组件是ＡｒｃＧＩＳ产品的核心ꎬ为开发者提供了强有力的工具ꎬＡｒｃＧＩＳＥｎｇｉｎｅ作为将ＡｒｃＯｂｊｅｃｔｓ的部分组件单独打包的组件库ꎬ能够开发脱离ＡｒｃＧＩＳ平台独立运行的ＧＩＳ软件ꎮ使用ＡｒｃＧＩＳＥｎｇｉｎｅ组件库能够在系统的开发费用㊁效率上有较大的优势[７]ꎮＡｒｃＧＩＳＥｎｇｉｎｅ作为一套完备的嵌入式ＧＩＳ组件库和工具库ꎬ提供了包括基本服务(ＢａｓｅＳｅｒｖｉｃｅｓ)㊁数据存取(ＤａｔａＡｃｃｅｓｓ)㊁地图表达(ＭａｐＰｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ)㊁开发组件(ＤｅｖｅｌｏｐｅｒＣｏｍｐｏｎｅｎｔｓ)㊁扩展功能(Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎｓ)５部分ꎮ２ ２㊀地下管网三维场景构建由于各种类型的地下管线ꎬ在城市地下空间的共存使得地下管线的布设犹如搅乱的线团般ꎬ往往难以从二维信息想象立体空间中管线之间的位置关系ꎬ这种不清晰会给地下管线的建设带来阻碍甚至失误ꎮ以此构建三维地下管网场景来清晰地反映在交错复杂的地下各管线之间及管线与周边地物之间的空间位置关系ꎬ存在必要性ꎮ总体来说ꎬ城市地下管线的三维可视化ꎬ除了管线数据的探测㊁管线数据库的建立之外ꎬ主要是三维模型建立ꎬ其中建模的关键是在于特征点空间坐标的建模ꎮ其构建流程如图１所示ꎮ图１㊀地下管网三维场景构建流程地下管网设备分为管点和管线两类ꎮ管点三维模型的创建过程如下:①设计符合相应二维符号标准的三维管点的样式ꎻ②使用３ｄｓＭａｘ三维建模软件创建三维实体模型ꎬ以统一的格式保存并通过转入器将各类管点三维模型建立符号库ꎻ③对管点设备符号化ꎮ在城市地下管线中ꎬ除较少部分不规则形状的管线ꎬ其余大部分的地下管线基本上可归为方形和圆形两类ꎮ建模主要还是以构建方形和圆形的管线为主ꎮＡｒｃＧＩＳＥｎｇｉｎｅ中ＩＭｕｌｔｉｐａｔｃｈ提供动态的方式生成三维模型ꎮ例如ꎬ方形管模型由４个片及其坐标生成ꎻ圆形管模型由管线的外环等分割片组合成ꎮ具体来说ꎬ通过使用Ａｒ￣ｃＥｎｇｉｎｅ提供的ＩＭｕｌｔｉＰａｔｃｈ接口ꎬ依据三维坐标将这些特征点集合起来生成多片ꎬ按照管径的属性组合生成管线的三维模型[８~１０]ꎮＧｅｏｄａｔａｂａｓｅ进行存储和管理各管线的管点坐标㊁起点埋深㊁终点埋深㊁管径大小等数据信息ꎮ２ ３㊀系统总体技术架构根据徐州市三维地下管线信息系统的功能分析ꎬ将系统技术框架分为５层如图２所示ꎬ数据层㊁ＧＩＳ服务层㊁通用开发接口层㊁业务逻辑层和应用层ꎮ通过在不同层次设立标准规范制度和安全保障体系ꎬ使得稳定性和共享性得以提高ꎬ并形成高度整合化的系统ꎮ图２㊀系统总体技术架构图(１)数据层数据层:采用Ｏｒａｃｌｅ＋ＡｒｃＳＤＥ为系统提供基本的２４第１期张奎等 徐州市三维地下管线信息系统设计与实现数据服务ꎬＯｒａｃｌｅ储存空间数据与属性数据ꎬ利用ＡｒｃＳＤＥ为Ｏｒａｃｌｅ提供的数据引擎ꎮ(２)ＧＩＳ服务层提供如发布和访问空间数据的底层ＧＩＳ功能服务ꎮ(３)通用开发接口层提供对ＧＩＳ服务层的底层访问接口ꎮ根据系统的功能需求ꎬ遵循开放地理空间信息联盟的设计标准ꎬ利用ＡｒｃＧＩＳＳｅｒｖｅｒ[１１]的应用开发框架(ＡＤＦ)和元数据来设计并封装的一套通用开发接口ꎮ通用开发接口提供了如点㊁线㊁面对象获取服务㊁视图服务㊁用户权限等服务ꎬ并对其进行封装以便于业务逻辑层调用ꎮ(４)业务逻辑层提供供应用层调用的功能接口ꎮ此层以通用开发接口层的接口为原件ꎬ组合封装Ｂ/Ｓ应用功能和Ｃ/Ｓ应用中的大颗粒度的业务功能接口ꎬ这些功能接口是采用ＣＯＭ㊁ＨＴＴＰ和ＷｅｂＳｅｒｖｉｃｅｓ技术实现的ꎮ(５)应用层此层提供了徐州市三维地下管线信息系统各应用功能模块ꎬ包括浏览㊁编辑㊁分析㊁统计㊁查询等ꎮ通过这五层架构ꎬ系统的服务性能和地下管线空间数据的相关性和动态管理得以加强ꎮ２ ４㊀系统功能设计徐州市三维地下管线信息系统建设的根本目的在于建立一个综合地下管线管理㊁更新维护㊁应用服务的统一信息化平台ꎬ实现全市综合地下管线数据资料的汇集㊁处理㊁建库㊁管理㊁维护㊁分发等服务ꎮ它以城市地下管线和数字地形图为基础空间数据㊁以属性信息数据为资源ꎬ通过城市地下管线信息和城市基础地理信息的联合查询㊁统计和分析ꎬ进而为城市地下管线规划㊁建设㊁管理提供技术决策支持[１２]ꎮ为此ꎬ徐州市三维地下管线信息系统主要实现了浏览应用功能模块㊁编辑应用功能模块㊁查询应用功能模块㊁分析应用功能模块㊁统计应用功能模块㊁量算应用功能模块以及标注应用功能ꎬ具体的系统功能模块结构图如图３所示ꎮ图３㊀系统功能模块２ ５㊀数据库设计当前ＧＩＳ技术发展的最新趋势是将空间数据与非空间数据集成到一体化之中ꎬ其中空间数据使用关系数据库或对象关系数据库来管理ꎬ对非空间数据利用ＳＱＬ语言进行操作ꎬ同时利用海量数据管理㊁事务处理(Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ)㊁记录锁定㊁并发控制㊁数据仓库等关系数据库的功能集成空间与非空间数据ꎮ选择Ｏｒａｃｌｅ关系数据库ꎬ实行对地下管线空间数据与属性数据的管理ꎬ能够提供高效的查询㊁访问㊁分析功能[１３ꎬ１４]ꎮＯｒａｃｌｅ的海量数据存储㊁高并发访问及不间断运行的特点加上ＡｒｃＳＤＥ的空间数据库引擎ꎬ能够使得系统底层脱离冗长的数据存储ꎬ同时又能够实现ＧＩＳ应用系统所有高效的地理信息系统的相关操作ꎮＡｒｃＳＤＥ调用ＣＡＰＩ和ＪＡＶＡＡＰＩ接口获取底层数据ꎬ这样的系统设计保证开放端口的客户能够使用到有效的地理信息数据ꎮ徐州市三维地下管线信息系统的建设涉及对大量的空间信息数据的采集与处理ꎬ具体包括各种空间信息的存储㊁编辑㊁空间分析㊁统计查询等ꎮ本次设计的主导思想是:采用ＥＳＲＩ公司提供的空间数据模型ＧｅｏＤａｔａ￣ｂａｓｅ对空间数据进行组织管理ꎬ采用Ｏｒａｌｃｅ大型关系型数据库存储空间数据及其属性数据ꎬ利用ＥＳＲＩ公司的ＡｒｃＳＤＥ空间数据库引擎作为数据接口ꎬ基于ＥＳＲＩ公司提供的ＡｒｃＥｎｇｉｎｅ和ＡＯ作为开发平台ꎬ坚持先进性㊁实用性和易用性㊁安全性和稳定性㊁创新性㊁扩充性和高效性的设计原则ꎬ建立一个开放的㊁灵活的综合地下管网数据库ꎬ保证建成的数据库能实现对数据的管理应用ꎬ还可以为整个徐州市的各行各业提供统一的数据服务ꎬ为需要使用地下管网数据的各政府职能部门及商业机构提供不同数据格式的综合管线数据ꎮ３４城㊀市㊀勘㊀测２０１９年２月３㊀主要模块功能及实现系统采用ＳＴＡＭＰ三维地理信息引擎软件实现三维管线的发布和展示ꎬ主要模块功能及实现如下:３ １㊀断面分析断面分析的基本原理为:在一定区域内(如某一段马路㊁某一条河流等地下管线)对管线进行垂直/水平剖面ꎬ通过剖面后会显示出管线的断点与其垂直方向上的属性ꎬ查看该管线的走向㊁坡度及空间位置管线等ꎮ以横断面为例ꎬ分析流程如图４所示ꎮ图４㊀横断面分析流程图３ ２㊀爆管分析爆管分析是应对爆管事件需要的关阀处置分析功能ꎮ根据爆管位置通过系统已经建立的管道连通情况追查需要关闭的阀门情况ꎮ目前深度优先搜索算法是最普遍的爆管分析算法ꎬ但在日常使用中比如有向的供水排水燃气网ꎬ可以采取优化的搜索算法ꎬ即只需要搜索最近上游的阀门管点ꎬ提高分析效率ꎮ分析流程图如图５所示ꎬ分析结果如图６所示ꎮ图５㊀爆管分析流程图图６㊀爆管分析爆管分析的部分程序如下://获取节点ＤｉｍＰＴｒａｃｅＦｌｏｗｓｏｌｖｅｒＡｓＩＴｒａｅｅＦｌｏｗｓｏｌｖｅｒＧＥＮＤｉｍＰＥｎｕｍＮｅｔＥＩＤ＿ＪｕｎｃｔｉｏｎｓＡｓＩＥｎｕｍＮｅｔＥＩＤＤｉｍＰＥｎｕｍＮｅｔＥＩＤ＿ＥｄｇｅｓＡｓＩＥｎｕｍＮｅｔＥＩＤＤｉｍＰＮｅｔＥｌｅｍｅｎｔｓＡｓＩＮｅｔＥｌｅｍｅｎｔｓꎻＤｉｍＰＮｅｔＦｌａｇＡｓＩＮｅｔ￣ＦｌａｇＤｉｍＰＴｒａｃｅＦｌｏｗｓｏｌｖｅｒＡｓＩＴｒａｃｅＦｌｏｗｓｏｌｖｅｒＧＥＮＰＮｅｔＥｌｅｍｅｎｔｓ.ＱｕｅｒｙＤｓ(ｉｎｔＥｄｇｅＩＤꎬｅｓｒｉＥｌｅｍｅｎｔＴｙＰｅ.ｅｓｒｉＥＴ￣ＥｄｇｅꎬｉｎｔＥｄｇｅＵｓｅｒＣｌａｓｓＩＤꎬｉｎｔＥｄｇｅＵｓｅｒＩＤꎬｉｎｔＥｄｇｅＵｓｅｒｓｕｂＩＤ)Ｄｅｂｕｇ.Ａｓｓｅｒｔ((ｉｎｔＥｄｇｅＵｓｅｒＣｌａｓｓＩＤ>０)Ａｎｄ(ｉｎｉＥｄｇｅＵｓｅｒＩＤ>０))ＰＮｅｔＦｌａｇ.ＵｓｅｒＣｌａｓｓＩＤ＝ｉｎｔＥｄｇｅＵｓｅｒＣｌａｓｓＩＤＰＮｅｔＦｌａｇ.ＵｓｅｒＩＤ＝ｉｎｔＥｄｇｅＵｓｅｒＩＤＰＮｅｔＦｌａｇ.ＵｓｅｒｓｕｂＩＤ＝ｉｎｔＥｄｇｅＵｓｅｒｓｕｂＩＤＰａＮｅｔＦｌａｇ(ｉ)＝ｉＰＮｅｔＦｌａｇＰＴｒａｃｅＦｌｏｗＳｏｌｖｅｒ.ＦｉｎｄＦｌｏｗＥｌｅｍｅｎｔｓ(ｅｓｒｉＦｌｏｗＭｅｔｈｏｄ.ｅｓｒｉＦＭ￣ＤｏｗｎｓｔｒｅａｍꎬｅｓｒｉＦｌｏｗＥｌｅｍｅｎｔｓ.ｅｓｒｉＦＥＪｕｎｃｔｉｏｎｓＡｎｄＥｄｇｅｓꎬｐＥｎｕｍＮｅｔＥＩＤ＿ＪｕｎｃｔｉｏｎｓꎬＰＥｎｕｍＮｅｔＥＩＤ一ｄｇｅｓ)//判断节点是否为阀门ＤｉｍｐＶａｌｖｅＬａｙｅｒＰｏｉｎｔＣｏｌＡｓＩＰｏｉｎｔＣｏｌｌｅｃｔｉｏｎ'//获取阀门层中所有的点ＤｉｍｐｆｅａｔｕｒｅＡｓＩＦｅａｔｕｒｅＤｉｍｐＦｅａｔｕｒｅｃｌａｓｓＡｓＩＦｅａｔｕｒｅＣｌａｓｓＤｉｍｐＦｅａｔｕｒｅＣｕｒｓｏｒＡｓＩＦｅａｔｕｒｅＣｕｒｓｏｒＤｉｍＰＱｕｅｒｙｆｉｌｔｅｒＡｓＩＱｕｅｒｙＦｉｌｔｅｒＤｉｍＰＰｏｉｎｔＡｓＩＰｏｉｎｔＤｉｍｐＣｏｌＡｓＩＰｏｉｎｔＣｏｌｌｅｅｔｉｏｎＰＣｏｌ＝ＮｅｗＭｕｌｔｉＰｏｉｎｔＰＶａｌｖｅＬａｙｅｒＰｏｉｎｉＣｏｌ＝ＰＣｏｌＰＱｕｅｒｙｆｉｌｔｅｒ＝ＮｅｗＱｕｅｒｙＦｉｌｔｅｒＰＦｅａｔｕｒｅＣｕｒｓｏｒ＝ＰＦｅａｔｕｒｅｃｌａｓｓ.Ｓｅａｒｃｈ(ＰＱｕｅｒｙｆｉｌｔｅｒꎬＦａｌｓｅ)Ｐｆｅａｔｕｒｅ＝ＰＦｅａｔｕｒｅＣｕｒｓｏｒ.ＮｅｘｔＦｅａｔｕｒｅＤｉｍＰｆｉｅｌｄｓＡｓＩＦｉｅｌｄｓＰＥｎｕｍＥＩＤＩｎｆｏ.Ｒｅｓｅｔ()ＤｉｍＰＢａｓｅＡｓＩＭｕｌｔｉＰｏｉｎｔＤｉｍＰＣｏｍｐａｒｉｓｏｎＡｓＰｏｉｎｔＰＢａｓｅ＝ＮｅｗＭｕｌｔｉＰｏｉｎｔꎻＰＣｏｍｐａｒｉｓｏｎ＝ＮｅｗＰｏｉｎｔＤｉｍＰＲｅｌＯＰＡｓＩＲｅｌａｔｉｏｎａｌＯＰｅｒａｔｏｒＰＢａｓｅ＝ＰＶａｌｖｅＬａｙｅｒＰｏｉｎｔＣｏｌꎻＰＲｅｌＯＰ＝ＰＢａｓｅｐＥＩＤＩｎｆｏ＝ｐＥｎｕｒｎＥＤＩｎｆｏ.Ｎｅｘｔ４４第１期张奎等 徐州市三维地下管线信息系统设计与实现ＰＧｅｏｍｅｔｒｙ＝ＰＥＩＤＩｎｆｏ.ＧｅｏｍｅｔｒｙꎻＰＣｏｍｐａｒｉｓｏｎ＝ＰＧｅｏｍｅｔｒｙＩｆＰＲｅｌＯＰ.Ｃｏｎｔａｉｎｓ(ｐＣｏｍｐａｒｉｓｏｎ)＝ＴｒｕｅＴｈｅｎ㊀㊀ＰＮｅｗＧｅｏｍｅｔｒｙＣｏｌｌ.ＡｄｄＧｅｏｍｅｔｒｙ(ｐＧｅｏｍｅｔｒｙ)ＥｎｄＩｆＮｅｘｔ４㊀结㊀语本文在分析了国内外三维地下管线系统建设的现状基础上ꎬ深入地研究了徐州市三维地下管线数据采集的内容和技术ꎬ从实际作业生产的角度分析了系统功能需求设计ꎬ给出了三维地下管线信息系统的总体框架和技术体系ꎬ并从利于优化系统性能的角度选择了Ｃ/Ｓ＋Ｂ/Ｓ架构模式ꎬ结合ＡＥ㊁ＡＯ开发了徐州市三维地下管线信息系统的主要功能ꎮ系统的建成ꎬ大大提高了数据管理㊁维护㊁更新的效率ꎬ提高了地下空间的利用率ꎬ有利于充分发掘地下空间的潜力ꎮ参考文献[１]㊀胡丹.地下管网三维可视化技术研究[Ｄ].西安:西安科技大学ꎬ２００８.[２]㊀罗明良ꎬ汤国安ꎬ周旭等.我国大陆高校地理信息系统教育发展与空间分异分析[Ｊ].地理信息世界ꎬ２００９ꎬ７(６):２７~３３.[３]㊀赵亚蓓ꎬ孥培君ꎬ时建新.基于ＯｐｅｎＧＬ的城市地下管网信息系统的可视化研究[Ｊ].测绘与空间地理信息ꎬ２０１２ꎬ３５(２):１３８~１４１＋１４４.[４]㊀王慧慧.Ｏｒａｃｌｅ体系结构研究[Ｊ].软件导刊ꎬ２０１１ꎬ１０(４):３１~３５.[５]㊀蒲凯ꎬ何彬彬ꎬ李小文.基于ＭａｐＸ和ＯｒａｃｌｅＳｐａｔｉａｌ的空间数据库管理系统开发[Ｊ].地理空间信息ꎬ２００９ꎬ７(２):５４~５６.[６]㊀刘丹ꎬ郑坤ꎬ彭黎辉.组件技术在ＧＩＳ系统中的研究与应用[Ｊ].地球科学ꎬ２００２ꎬ２７(３):２６３~２６６.[７]㊀ＶｉｃｔｏｒＤ.ＤｅｌａｕｎａｙｔｒｉａｎｇｕｌａｔｉｏｎｓｉｎＴＩＮｃｒｅａｔｉｏｎ:Ａｎｏｖｅｒ￣ｖｉｅｗａｎｄａｌｉｎｅａｒｔｉｍｅａｌｇｏｒｉｔｈｍ[Ｊ].ＩｎｔＪＧｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌＩｎ￣ｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍꎬ１９９３ꎬ７(６):５０１~５２４.[８]㊀ＣａｏＺｈｅｎｙｕꎬＺｈｕＪｕｎꎬＧａｎＲｏｎｇｃｈｅｎｇ.Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｗｅｂ３ＤＧＩＳｆｏｒｄａｍ－ｂｒｅａｋｆｌｏｏｄｍｅｄｅｌｉｎｇ[Ｃ].２０１２１ｓｔＩｎｔｅｒ￣ｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＡｇｒｏ－Ｇｅｏｉｎｆｏｒｍａｔｉｃｓ.ＩＥＥＥꎬ２０１２:５９２~５９６.[９]㊀ＶｉｃｔｏｒＤ.Ａｌａｎｐ.Ｄｅｌａｕｎａｙｔｅｔｒａｈｅｄｒａｌｄａｔａｍｏｄｅｌｉｎｇｆｏｒ３ＤＧＩＳａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ[Ｍ].ＧＩＳ/ＬＩＳ ９３ꎬ１９９３:６７１~６７８. [１０]㊀ＰｉｌｏｕｔＭꎬＴｅｍｐｆｌｉｋꎬＭｉｌｅｎａａｒＭ.Ａｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎｂａｓｅｄ３Ｄｖｅｃｔｏｒｄａｔａｍｏｄｅｌｆｏｒｇｅｏｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ[Ｚ].ＡｄｖａｎｃｅｄＧｅｏ￣ｇｒａｐｈｉｃＤａｔａＭｏｄｅｌｉｎｇＮｅｔｈｅｒｌａｎｄｓＧｅｏｄｅｔｉｃＣｏｍｍｉｓｉｏｎꎬＰｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｏｎＧｅｏｄｅｓｙꎬ１９９４(４０):１２９~１４０.[１１]㊀ＡｒｃＧＩＳＳｅｒｖｅｒ９ ３产品介绍[Ｒ].北京:ＥＳＲＩ中国(北京)有限公司ꎬ２００８.[１２]㊀陈光辉.佛山市地下管线管理信息系统设计与实现[Ｊ].四川测绘ꎬ２００４ꎬ２７(２):８５~８７.[１３]㊀蒲凯ꎬ何彬彬ꎬ李小文.基于ＭａｐＸ和ＯｒａｃｌｅＳｐａｔｉａｌ的空间数据库管理系统开发[Ｊ].地理空间信息ꎬ２００９ꎬ７(２):５４~５６.[１４]㊀王慧慧.Ｏｒａｃｌｅ体系结构研究[Ｊ].软件导刊ꎬ２０１１ꎬ１０(４):３１~３５.ＤｅｓｉｇｎａｎｄＩｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆＸｕｚｈｏｕ３ＤＵｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄＰｉｐｅｌｉｎｅＭａｎａｇｅｍｅｎｔＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍＺｈａｎｇＫｕｉꎬＷａｎｇＪｕｎ(ＸｕｚｈｏｕＳｕｒｖｅｙｉｎｇａｎｄＭａｐｐｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅꎬＸｕｚｈｏｕ２２１０００ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｍａｎａｇｅｍｅｎｔｌｅｖｅｌｏｆｃｉｔｙｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｐｉｐｅｌｉｎｅｓꎬｅａｃｈｃｉｔｙｈａｖｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｃｏｍ￣ｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｐｉｐｅｌｉｎｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｍａｎａｇｅｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍｔｏｒｅａｌｉｚｅｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅａｎｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｗａｙｓｔｏｓｔｏｒａｇｅａｎｄｍａｎａｇｅｆｏｒｄａｔａｏｆａｌｌｋｉｎｄｓｏｆｐｉｐｅｎｅｔｗｏｒｋｉｎｔｈｅｃｉｔｙｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎꎬｔｏｐｒｏｖｉｄｅａｖａｒｉｅｔｙｏｆｑｕｅｒｙｉｎｇꎬａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｓｔａ￣ｔｉｓｔｉｃａｌｔｏｏｌｓꎬａｎｄｔｈｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｇｏｏｄｄｙｎａｍｉｃｕｐｄａｔｅｍｅｃｈａｎｉｓｍꎬｔｏａｕｘｉｌｉａｒｙｔｈｅｍｅａｎｓｏｆｐｒｏｖｉｄｉｎｇｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｃｏ￣ｏｒｄｉｎａｔｉｏｎꎬｅｍｅｒｇｅｎｃｙｃｏｍｍａｎｄａｎｄｏｔｈｅｒｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃｆｏｒｔｈｅｃｉｔｙｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｐｉｐｅｌｉｎｅｍａｎａｇｅｍｅｎｔ.Ｉｎｔｈｉｓｗｏｒｋꎬｗｅｅｓ￣ｔａｂｌｉｓｈｅｄａｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｄａｔａｂａｓｅｏｆｃｉｔｙｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｐｉｐｅｌｉｎｅꎬｔａｋｉｎｇｔｈｅｃｉｔｙｏｆＸｕｚｈｏｕａｓａｎｅｘａｍｐｌｅａｎｄｒｅｓｕｌｔｓｏｆｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｐｉｐｅｌｉｎｅｉｎＸｕｚｈｏｕａｓｔｈｅｐｒｅｍｉｓｅ.Ｗｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄａ３Ｄｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｏｆｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｐｉｐｅｌｉｎｅｆｏｒｅｆｆｅｃｔｉｖｅｍａｎａｇｅｍｅｎｔｏｆｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｐｉｐｅｌｉｎｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎꎬａｃｃｕｒａｔｅａｎｄｔｉｍｅｌｙｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎｏｆｃｈａｎｇｅｓｉｎｔｈｅｐｉｐｅｌｉｎｅｔｈｒｏｕｇｈｍａｋｉｎｇｆｕｌｌｕｓｅｏｆａｌｌｋｉｎｄｓｏｆａｄｖａｎｃｅｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅｃｉｔｙｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｐｉｐｅｌｉｎｅｍａｎａｇｅｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓ.Ｔｈｉｓｓｙｓｔｅｍａｌｌｏｗｓｕｓｔｏｒｅａｌｉｚｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｓｈａｒｉｎｇａｃｒｏｓｓｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｅｐａｒｔｍｅｎｔｓｏｒｕｎｉｔｓｏｆｔｈｅｃｉｔｙꎬａｎｄｐｒｏｖｉｄｅｓｂａｓｉｃｄａｔａａｎｄｄｅｃｉｓｉｏｎｂａｓｉｓｆｏｒｐｌａｎｎｉｎｇꎬｄｅｓｉｇｎｉｎｇꎬｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎꎬｍａｎａｇｅｍｅｎｔｏｆｃｉｔｙｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｐｉｐｅ￣ｌｉｎｅ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｐｉｐｅｌｉｎｅꎻ３ＤꎻＧＩＳ５４。
城市地下三维管网数据结构模型和管理模式
Data Base Technique •数据库技术Electronic Technology & Software Engineering 电子技术与软件工程• 153【关键词】城市地下管网 二三维一体化 数据结构 模型构建城市地下管线数据信息指的是埋设在城市主干道、非机动车道、人行道以及道路两侧的绿化带等区域的地下管线的埋设位置、埋设深度、铺设方向、管线材质以及管线特征点、附属物等数据信息。
城市管线数据是地下管线管理信息系统的核心与基础，然而城市地下管线数据和与之相关的数据来源多、格式杂、数据量大，给数据的处理和管理带来挑战。
随着大数据、云平台等新技术的发展，复杂数据处理能力已经越来越强，这为城市地下管网信息化平台的应用带来活力。
通过信息化手段，将更加科学、合理、高效的进行地下管网的管理。
1 地下管网三维数据结构模型研究地下管网数据由城市地理地形数据、地下管线数据和地上三维建筑物模型数据等组成。
管线数据分布在城市地下，三维模型数据指地上三维环境，基础地理地形数据为系统基本的现状信息。
三者相辅相成，共同构成城市三维管线应用环境场景，展现一个直观、可见即可得的专业管线应用场景。
1.1 管线专题数据管线专题数据包含管线本体数据、附属物。
城市地下管线按类别可分为排水、燃气、工业、给水、热力、电力和通信管线，他们对应不同的权属机构和管理机关，统一在城市地下穿梭。
附属物指管线的附属设施，常用于管线维护、管理、转换，如检修井、电线杆等。
1.2 管线数据组织管线按数据类型划分为不同的管网层。
不同类型管线在系统设计中具有相同的数据结构，但数据存储类型依据管线类型各异。
管网城市地下三维管网数据结构模型和管理模式文/房莹莹1 钱志奇2层内的管线可以再细分，存储后以不同的类型码和颜色来显示。
1.3 城市管线三维数据结构三维数据在二维结构的基础上，进一步的抽象，形成便于三维环境下组织、存储、建模的数据表结构。
地下三维综合管线管理信息系统-设计说明书v1.2.0.1
地下三维综合管线管理信息系统详细设计说明书二0一五年三月目录1.引言 (1)1.1.编写目的 (1)1.2.背景 (1)1.3.范围 (1)1.4.命名规则 (1)2.总体设计 (2)2.1.设计目标 (2)2.2.系统用户 (2)2.3.系统总体架构 (2)3.功能分析 (1)3.1系统功能整体结构 (1)3.2详细功能 (1)3.2.1用户登录 (1)3.2.2系统主界面 (2)3.2.3三维浏览 (8)3.2.4 三维编辑与创建 (12)3.2.4三维管线查询 (16)3.2.5三维管线空间分析 (21)3.2.6三维管线统计 (26)3.2.7工程工具 (31)3.2.8三维管线标注 (33)3.2.9系统管理 (35)4.系统配置 (39)4.1系统软件环境设计 (39)4.2系统硬件环境设计 (39)4.3系统网络设计 (39)5.数据库设计 (39)5.1地下管线数据管理的目标 (40)5.2地下管线数据库设计原则 (40)5.3地下管线数据设计 (41)5.3.1管线数据属性表结构 (41)5.3.2管线数据图层命名 (46)5.4数据库系统表结构 (47)1.引言1.1. 编写目的1.2. 背景1.3. 范围本文档用于软件设计后期阶段的详细设计，它依据的基线是《XX招标文件》，为系统的开和供测试提供的依据。
1.4. 命名规则功能命名规则：动词+名词形式。
（如删除管线，添加管线）数据库命名规则：管线种类+“_”+要素类型（JS_LINE,XF_POINT）,代表给水管线表各消防用水管点表。
动态库命名规则：GX_Analysis.dll表示管线分析模块。
窗体命名规划：Frm_MainMap表示地图主窗口。
2.总体设计2.1. 设计目标地下综合管线管理信息系统建设的总体目标是以地理信息公共服务平台为基础，以XX县住房和城乡规划建设局(XX县测绘与地理信息局)为中心，形成全县各主管单位、建设单位、管线专业单位、设计单位、管线权属单位等机构之间多级管理网络，分阶段、分区域、分内容建立多层次的、实用的、与系统业务紧密关联的地理信息系统。
城市三维地下管线综合管理信息系统设计与实现
发表时间：2019-08-05T11:35:22.343Z 来源：《基层建设》2019年第15期 作者： 宋锟
[导读] 摘要：城市地下管线是城市的生命线，为实现复杂地下综合管线数据的有效、直观管理和利用，建立以GIS为基础平台的城市三维 综合管线信息系统。
四川省煤田测绘工程院 四川成都 610072 摘要：城市地下管线是城市的生命线，为实现复杂地下综合管线数据的有效、直观管理和利用，建立以GIS为基础平台的城市三维综合 管线信息系统。该系统以城市地下管线探测技术规程为参考标准，实现了以三维倾斜摄影数据为基础场景，涵盖城市综合管网数据的综合 信息管理，利用GIS三维管线分析功能，满足管网专业部门的行业需求。 关键词：GIS；倾斜摄影；三维管线分析 前言：城市地下综合管网包含城市范围內的供水、排水、燃气、热力、电力、通信、广播电视、工业等管线及其附属设施，是城市正 常运行的重要保证。近年来，随着城市的快速发展，地下各类管线的规模、复杂程度越来越大，缺乏综合管线数据的统一管理手段及系统 工具。因此迫切需要建立一个统一的综合管网信息化平台，对不同专业、不同部门的管线数据加以整理、融合，建立统一的标准，为各部 门实际工作提供各种专业、综合图件及成果报表等直观数据作为工作指导。 区别于传统的二维地下管线管理办法，只能表达管网的平面关系，无法展示管线之间在复杂空间地理层次中的相对位置等信息，采用 基于倾斜摄影模型的三维空间技术，建立相应的三维管网数据模型，能够真实有效的反映管网数据的真实空间展布及其相互之间的层次关 系，结合三维管网数据的分析功能，能够为管网相关决策提供有效支持。 1总体目标 该城市三维综合管网系统涉及各类管网数据管理的所有基本需求，需要包含数据从采集、分析、处理、输出等一系列专业管线数据处 理功能，因此该系统需要实现以下两个方面的具体目标： （1）建立完善的管网数据管理流程。城市地下管线综合信息系统集成不同部门、不同行业的地下管线管点、管线、设施面、辅助线数 据，以及工程信息、事故隐患、基础图件信息等数据，需要实现多源、多比例尺、异构管线数据信息数据的有效存储管理、数据交换及维 护接口，完善基础数据管理功能。 （2）建立专业的管网综合研究分析工具。建立对不同管线类型的专业、综合模型，实现管线矢量数据在平面图件、三维模型空间上的 可视化再现，并对管线模型进行专业化处理与分析，提供各类数据编辑、统计分析、专业标准成果输出等手段。 2.系统思路 2.1基础数据导入。将基础管线数据整理为Excel表格式的数据，作为标准基础数据导入，在将Excel表格数据导入系统过程中设置点、 线图层的关联字段，得到二维管线和管点数据。 2.2二、三维数据集转换。通过在二维管网数据中设置管线点符号的符号类型、符号旋转角度、符号缩放比例，设置管线线图层的符号 类型、宽度、颜色字段，将二维数据图层转换为三维数据图层。通过二维管线和管点数据更新为相应的三维数据图层时，其缩放比例通过 实际测量尺寸与建模符号尺寸大小计算得到。 2.3无人机采集到倾斜摄影数据，根据倾斜摄影数据建立倾斜摄影三维模型；三维分析需要地表地形数据作为参考，可以根据倾斜摄影 数据获取区域的DSM地表模型，作为高精度的地表起伏数据。 2.4根据三维管线和管点数据、倾斜摄影三维模型、DSM地表数字模型建立统一的三维空间场景，用于进行管网分析及决策。 3.主要功能 该系统是基于SuperMap基础组件平台的，其一般管理功能及地图元素编辑操作与其它地理信息系统相类似，在此不再赘述。本文主要 依据系统数据处理流程思路，探讨整个系统中涉及系统关键过程的功能实现。 3.1基础数据导入 基础管网数据包括Excel表等文本数据及Shp、AutoCad等矢量图件数据，数据管理系统分别提供导入接口。管线数据一般包括管线点数 据和管线线数据，结合管线数据库建库标准及系统需要，建立属性结构表用于存储相应的点、线属性，对调查测量数据进行标准化预处 理。数据预处理完成后，通过Excel导入功能将表数据导入为二维数据集。 3.2二、三维图层模型转换 系统导入的基础数据为二维数据图层，需要进行二维数据到三维模型的转换，以及实现三维模型对二维数据的动态更新。以管线点图 层为例，点数据从二维到三维的映射，需要设置三维点模型类型、尺寸、方向等参数，使三维管点模型与实际管线点在大小、形状上相符 合。 3.3三维地上场景生成 在构建管网模型同时，三维场景还需要地表模型及地形数据。倾斜摄影技术作为当前能够大批量、高效率获取地表高精度三维模型技 术被广泛应用，本系统采用OSGB格式倾斜摄影数据为基础，通过SuperMap Desktop生成三维切片缓存数据作为三维地上部分模型数据。为 提供三维分析应用，三维场景还需提供DSM地表数字模型，该数据可根据倾斜摄影模型进行生成，可以根据需要生成不同范围、不同精度 要求的DSM模型数据。 3.4三维分析 数据系统的最终作用是进行分析应用，为实际工作提供指导。如进行管网系统工程建设的模拟、爆管分析、开挖分析等等。此处以开 挖分析为例。 地面开挖分析用于显示在不同开挖条件下管线的暴露状况，一般用于工程建设中预先了解施工情况，了解受影响的管线位置及埋深， 做好施工预案。通过模拟地面开挖，可以直观地了解到受影响的管线类型、位置，初步了解开挖难度、计算土方量，为工程建设提供决策 支持。通过鼠标绘制一个多边形区域，挖出该区域的范围，设置开挖参数，通过开挖分析可以进行土方量估算及三维量算sceneControl_Tracked(object sender, Tracked3DEventArgs e)
城市综合地下管线管理信息系统
目录1 概述 (1)2 技术路线 (1)3 总体设计 (5)3.1系统体系结构 (5)3.2系统网络结构 (6)3.3软硬件配置 (7)3.3.1 软件配置 (7)3.3.2 硬件配置 (8)4 数据资源建设 (10)5 主要功能 (10)5.1综合地下管线系统 (11)5.1.1 监理查错 (11)5.1.2 选择及编辑 (11)5.1.3 查询统计 (11)5.1.4 数据转换及导出 (13)5.1.5 管线横、纵断面分析 (13)5.1.6 三维显示分析 (14)5.1.7 管理及共享功能 (15)5.1.8 动态更新 (15)5.1.9 打印输出 (16)5.2专业地下管线系统 (16)5.2.1 事故分析 (16)5.2.2 设备管理 (17)5.2.3 辅助决策 (17)5.2.4 停电分析 (18)1概述城市现代化建设的高速发展，在城市建设工程施工过程中，城市管线事故屡有发生，造成停水、停电、通信中断、煤气泄漏爆炸、财产损失甚至人员伤亡，不但给国家造成经济损失，也给城市建设和人民生活带来一定影响。
因此，开展地下管线探测及信息化建设是加强地下管线管理的迫切需要。
城市地下管线管理信息系统是一个为城市建设、城市管理和决策服务的，以计算机网络为载体，GIS软件为支持平台的应用型技术系统。
城市地下管线管理信息系统以电子地图为基础，以空间信息数据和属性信息数据为资源，通过地下管线信息和城市基础空间信息的获取、存储、管理、分析、查询、统计、输出、更新，实现地下管线数据的动态管理，从而为城市建设规划、管理提供技术决策支持。
随着地理信息系统（GIS）、计算机、宽带网络及海量数据存储技术的发展，地下管线系统也逐渐由早期以数据管理为主的单机版软件逐渐向具有数据管理、分析和辅助决策功能的综合性网络应用软件的方向发展。
城市地下管线数据建库和信息管理系统开发是管线信息化建设的目标，通过计算机进行管线信息化管理，提高地下管线档案资料现代化管理能力，充分发挥地下管线信息在城市规划、建设和管理中的作用。
三维管线信息一体化解决方案
三维地下管线管理系统开发背景概述
我们为什么要做三维地下管线系新和归档不能作到迅速及时，遗漏，破损，老化，信息 重复等问题较多； 4、库存管理信息资源利用率低，且不方便；
三维地下管线管理系统开发背景概述
我们为什么要做三维地下管线系统？？？
现状地下管线存在问题分析
三维地下管线应用说明
流向分析
三维地下管线应用说明
分类统计
三维地下管线应用说明
使用年限分析
三维地下管线应用说明
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审 批 阶 段
各类管线负荷检测
三维地下管线功能简介
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成 果 图 加 密
电子图章 加密设置
三维地下管线功能简介
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成 果 入 库
三维地下管线功能简介
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成 果 入 库
三维地下管线应用说明
地形开挖
三维地下管线应用说明
二、三维联动
三维地下管线应用说明
爆管分析
三维地下管线应用说明
横断面分析 纵断面分析
三维管线信息一体化解决方案
1 三维地下管线管理系统开发背景概述 2 三维地下管线总体框架 3 三维地下管线功能简介 4 三维地下管线应用说明
三维地下管线管理系统开发背景概述
我们为什么要做三维地下管线系统？？？
现状地下管线存在问题分析
1、各种管线（给水、排水、电力、通信、燃气、热力、工业 ）的 图纸和档案越来越多，查询不方便，工作效率低； 2、种种原因，造成管线的竣工图纸不完整或不准确；
产生规划条件
现状图加密
提 供 依 据
成果图加密盖章
设计 审批 施工阶段 竣工验收
入库
运行与应用
审核不通过 竣工图对比
地下管线管理信息系统
地下管线管理信息系统一、概述地下各类管网、管线是一个城市重要的基础设施,它不仅具有规模大、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,更重要的它还承担着信息传输、能源输送、污水排放等与人民生活息息相关的重要功能，也是城市赖以生存和发展的物质基础。
随着我国城镇化进程的不断深入，传统的城市地下管线二维管理模式，已根本无法满足当今人们对地下管网、管线大数据信息分析、表达、应用的实际需要.基于此,众智软件审时度势并充分利用多年来在三维领域的研究成果和自有核心技术,自主研发了一套全新的地下管线数据资源汇集管理信息平台—-3DPLINE城市三维地下管线管理系统。
该系统可有效地将各类地下管线资源融入在系统之中，全面实现了地下管线数据信息的二三维一体化，以及动态更新与专业属性数据的整体同步。
此外,系统还可融地理信息、业务办公和辅助决策等地上、地下建筑规划管理模块于一体，采用虚拟仿真技术一揽子解决地下管线管理中所发生的诸多问题。
不仅有助于避免市政建设过程中道路的多次开挖,而且还可大大降低施工中地下设施的矛盾与事故隐患,提高管线工程规划设计、施工与管理的准确性和科学性。
大量节省规划审批中挖路断面、确定管线走向的时间和费用，最大限度地减少因规划失策所造成的经济损失。
另外，系统还可根据管网空间数据，实现城市三维地下管线的可视化管理，支持城市地下管线的漫游和三维成果自执行文件格式汇报，且可满足城市管线管理人员和技术专业人员的规划设计、方案设计、施工图设计等不同阶段的需要。
城市区域地下管网鸟瞰图二、建设目标1、通过对城市地下各类管线基础数据资源的有效整合与配置，进一步推进数字地理空间信息平台建设，全面实现数据管理部门和应用部门之间对数据资源“集中管理、分部应用”的共建共享。
2、实现对决策基础数据资源的数字化、可视化管理。
通过全新的GIS技术,将地图元素和地下空间信息融入到管理系统之中,并采用三维模拟技术对地下管线进行详实的展示,真正意义上实现城市决策信息资源的数字化和可视化,充分体现出辅助决策的科学性和先进性.3、提高政府应对公共安全和突发公共事件的处置能力。
二三维一体化地下管线管理系统研究与设计
二三维一体化地下管线管理系统研究与设计吴颖斌;徐启恒【摘要】Research on system design,data analysis,dataprocessing,database construction of 3D pipeline system and other aspects is carried out, a method to manage the underground pipeline in 3D environment is realized,which has realized the transition from 2D to 2-3D,and solved the"invisible"problem of pipeline management.%通过对三维管线系统设计、数据分析、数据处理及建库等方面进行研究,实现了三维环境下的地下管线管理手段,并实现从二维到二三维一体化的转变,解决了管线管理"看不见"的问题.【期刊名称】《河南科技》【年(卷),期】2015(000)018【总页数】3页(P39-41)【关键词】二三维一体化;地下管线;管理系统【作者】吴颖斌;徐启恒【作者单位】湖北工业大学,湖北武汉 430068;东莞市国土资源局,广东东莞523129;东莞市测绘院,广东东莞 523129【正文语种】中文【中图分类】TU990.3;P208地下管线承担着传输信息、传输能量和排送资源的任务，是城市的生命线。
传统的地下管网管理方式主要是地形测绘和数据建库，而管网数据在地下空间是立体分布的，且地下立体分布关系复杂［1-2］。
随着新建、改建及扩建工程逐渐加多，城市地下管网的管理难度逐渐加大，因而对管网的精细化管理迫在眉捷。
传统的管线管理模式一般基于CAD和ARCGIS，这种方式能够描述管线的基本属性信息和空间分布信息，但对管线的空间立体特征和相互之间的空间交错关系等难以精确直观地描述，且大多管网是立体管材，基于二维的管理方式无法对管网进行有效的描述和表达。
基于二三维一体化平台的城市综合地下管线信息管理系统建设
基于二三维一体化平台的城市综合地下管线信息管理系统建设龙慧萍【期刊名称】《测绘与空间地理信息》【年(卷),期】2015(38)9【摘要】The GIS platform software based on the two-dimensional (ArcGIS) and 3D GIS software (City Maker), scheme of com-prehensive underground pipeline information management system is a two dimensional integration.Discusses the general design of the system structure, data organization, two or three dimensional linkage mechanism and the main function of the system, system of two-dimensional map window for analysis of two dimensional pipeline data query, statistics, spatial buffer and pipeline section based on 3D scene, browse, query, pipeline video pictures hanging and so on, providing an effective way to satisfy the information construction and management of city integrated underground pipeline.%基于当前二维GIS 平台软件（ ArcGIS）与三维GIS平台软件（ CityMaker），给出一个二三维一体化的综合地下管线信息管理系统建设方案。
二三维一体化管线解决方案
综合
GIS 数据
库
地上 地下 建筑 建筑
二三 维管 点符
号
二三 维管 线符
号
管线 附属 设施
挖方 分析 /覆 土分
析
量算 分析 /爆 管分
析
纵剖 面/ 横剖 面分 析
应急 预案 指挥 模拟
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地上地下模型统一管理
1、二维、三维及 其属性数据存储于 统一的数据库。 2、集中管理，共 享使用，并发操作。
理
模型 数据 管理
二三维 符号管 理体系
管网查 询统计
分析
应急 辅助 决策
基础 地形 影像 数据
库
综合 管线 数据
库
综合
GIS 数据
库
地上 地下 建筑 建筑
二三 维管 点符
号
二三 维管 线符
号
管线 附属 设施
挖方 分析 /覆 土分
析
量算 分析 /爆 管分
析
纵剖 面/ 横剖 面分 析
应急 预案 指挥 模拟
支持高分辨率航片、卫片 支持数字高程模型
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综合管线数据库
二维管线数 据可直接在 三维中使用
支持二三维 联动浏览
支持二三维 管线数据联
动查询
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二三维管线一体化解决方案
一体化 数据管
理
模型 数据 管理
二三维 符号管 理体系
管网查 询统计
分析
应急 辅助 决策
基础 地形 影像 数据
库
综合 管线 数据
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二维管线系统存在问题
三维管线 系统
复杂管廊 （共通沟）
垂直管线
管点和管线 空间关系
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三维管线系统现状
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Stamp3DGIS
二三维一体化城市
地下管线信息系统
主要论述二三维一体化技术在地下管线信息系统中的应用方案，论述二三维一体化技术的优越性，阐述地下管线信息系统系统中二三维一体化平台的选择、系统的设计、数据的处理以及功能设计，最后给出系统实现的原型，验证二三维一体化技术在实际工程项目中的可行性
城市地下管线是城市的主要基础设施之一，它担负着传输信息、输送能量、排送废物等工作，被称为是“城市的生命线”[1]。
规划、建设和管理好城市地下管线，既是未来充分利用地下空间的一项重要工作，也是现代化城市可持续发展和有效应对突发灾害的保证。
目前，各地区都在建立信息系统来实现对城市地下管线的管理和应用。
随着地理信息技术（GIS）的发展，其被广泛地应用于各个领域，也给城市地下管线信息系统的建设提供了新的方向。
利用GIS进行城市地下管线的管理, 不仅仅能够实现信息的存储、查询、检索等，在此基础上实现常规的查询、统计、标注、量测等基础功能, 更重要的内容在于还能利用GIS的空间分析功能，实现对地下管线的分析、预测和模拟, 为管理和应用部门的规划提供技术支持[2]。
近几年，三维技术的发展给地下管线信息系统的建设带来了新的前景，三维平台尤其是Web断三维平台技术的成熟使我们能够在客户端流畅的浏览地面建筑物模型、地面模型以及地下管线的模型，不仅能够以逼真的场景再现城市地下管线的现状，为规划设计部门提供最大程度上的便利，真正实现地上地下的一体化应用。
尽管三维技术有着二维GIS技术不可比拟的优势，但是在相当长时间内还无法完全替代二维GIS 技术。
二维GIS更加抽象、宏观、综合、易于进行空间分析，在地下管线信息系统中已有着非常广泛的应用[3]。
为了最大限度地利用二维的数据资源，同时又能利用三维系统逼真的图形效果，实现在同一框架体系下两种技术的优势互补，本文基于应用较广的二维GIS（ArcGIS server）和三维平台（Stamp）进行集成开发设计，实现二三维一体化的地下管线信息系统。
2 二三维一体化应用系统结构
二三维一体化系统的逻辑框架如图1所示，主要可以分为基础设施层、数据层、服务层和一个用层四个层次：
基础设施层：基础设施层主要包括服务器主机、存储（一般为4或8GB光纤通道磁盘阵列）、网络、安全设备、路由设备及其它外围设备，还包括服务器虚拟化软件平台、操作系统、GIS平台(如ArcGIS)、数据库系统等。
数据层：由于管线数据的特殊性，三维数据应包括地上三维模型数据和地下管线三维模型数据，因此整个数据层包括基础地理数据、综合管线数据、地下管线三维数据、地上三维模型数据，元数据等。
服务层：系统设计将以WEB服务为中心、以分布式数据库为基础、以XML为桥梁来搭建，从而实现有效处理信息的互操作和共享问题，并把各模块的信息有机关联。
以WEB服务为中心的信息系统不是一种孤立的系统，而是一个存在于WEB上的WEB服务中心和一个分布式服务系统，消除了用户与数据之间的信息鸿沟，体现了分布和集中相结合的特点,也为系统自身功能扩展打下了基础。
应用层：指的是最顶层的应用系统，即二三维一体化应用系统，提供用户与系统交互的界面，与服务层的交互通过JavaScript API以及相应的插件来实现。
安全子系统和相关的标准规范将贯穿于系统的所有层次。
图 1 二三维一体化应用系统逻辑架构
3 二三维一体化地下管线信息系统
地下管线的管理以及应用部门对地下管线信息系统的需求主要体现为城市规划设计、辅助审批、应急抢险管理等方面的决策参考，希望通过较权威的数据发布，统一审批环节的用图，并提供施工单位可靠的参考依据。
基于二三维一体化技术的地下管线信息系统能够提供二三维的数据浏览，并基于管线数据进行查询统计、管网分析、辅助设计、辅助审批等功能。
3.1 系统设计
二三维一体化技术实际上将二维GIS系统和三维GIS系统两个独立的软件系统进行集成。
两个系统具有相对独立性，各自调用不同的地图服务以及功能服务，每个子系统都能完成独立的地理信息系统功能；通过二三维一体化技术整合后，两个系统之间具有联通性，可以实现两个系统间的联动显示和互操作，如在二维系统上进行缩放、漫游时，三维场景也跟着变化，反之亦然，另外，在二维系统上添加一个对象时，三维系统也要同时出现所标的对象。
本地下管线信息系统中二维GIS系统采用ArcGIS平台，利用ArcGIS API for JavaScript 调用后台的管线地图服务以及相应的功能服务，采用Ajax技术加载其他非GIS数据；而三维GIS系统采用国内的Stamp平台。
考虑到信息系统的跨平台兼容性以及系统的性能问题，整个地下管线信息系统的前段开发采用HTML5+JavaScript实现，后台应用采用实现。
3.2 管线数据处理
二三维一体化地下管线信息系统中二维GIS系统和三维GIS系统调用的数据各不相同，数据处理的方式也不相同。
二维系统中采用ArcGIS平台，需要将地下管线数据处理成shp格式，利用ArcGIS Server发布成动态服务的形式，以供前端调取；空间数据利用Oracle Spatial来存储，将通过ArcSDE来进行数据导入。
三维系统中采用的Stamp平台是国内一家比较领先的三维软件产品公司所提供的三维平台，其在地下管线应用系统的设计开发上也有较为丰富的经验，为地下管线在三维平台上的应用提供一整套的解决方案。
Stamp平台对于地下管线三维模型的制作提供了一套成熟的编译工具，能够将原始的shp 格式管线数据自动生成三维模型，shp文件中应包括地下管线管点、地下管线、地下管线附属设施三个图层，文件数据来自于地下管线数据库。
地下管线三维模型制作流程如图2所示。
图2 Stamp平台地下管线三维模型制作流程
3.3 功能设计
二三维一体化地下管线信息系统建设的目的在于共享和发布地下管线数据，实现地下管线数据在二维和三维模式下的浏览，并提供检索、分析、辅助审批等业务功能，更好地为地下管线的管理和应用部门服务。
系统的功能模块如图所示。
在管线浏览模块提供管线在二维模式、三维模式下的浏览，实现两者之间的无缝切换，另外，还提供双屏浏览功能，在同一屏幕联动显示二维数据和三维数据，完成二三维一体化的浏览。
查询、统计、量测、标注、分析、辅助设计功能模块在两种模式下都能实现相应的功能，真正体现二维一体化。
图3地下管线信息系统系统功能结构图
图4 二三维一体化地下管线信息系统。