浅谈城市供水管网地理信息系统的设计与实现

浅谈城市供水管网地理信息系统的设计与实现

摘要：随着经济的发展、社会的进步，城市社区以及城镇人口是越来越多了，

与此同时城市的供水问题则越来越日益扩大，而本文就是根据供水的问题来建立

一种城市供水管网信息管理系统，该系统细介绍了供水管网现状存在的问题，进

而对系统进行分析，阐述了系统的原则，设计主要功能设计及其系统完善，为我

国在城市供水管网地理信息系统的设计与实现提供了一个有效的参考。

关键词：城市供水管网；地理信息系统；设计；实现

城市地下综合管线是城市基础设施的重要组成部分,是保证城市生产、生活

正常运转的重要基础条件,是城市安全与繁荣的根基,是城市的“生命线”和“血脉”,

也是城市规划、建设和管理的基础资料和公众共享的信息资源,城市供水管网作

为其中的组成部分,更是重中之重。城市供水管网信息管理系统在全矢量化、大

比例尺电子地图基础上实现对分布城市范围内的供水管网和附属设施进行科学的

组织与管理。该信息管理系统建成后将有利于提高供水管网信息现代化管理水平,促进城市精细化管理,保障供水管网管理高效率、高质量的运转,大大提高供水公

司的办公效率,为建设数字化城市提供基础。

一、我国目前供水管网现状存在的问题

随着我国城市化进程的发展，市政的基拙设施建设也越来越困难，城市的建

筑物由于太过于密集而造成向郊区不断的扩展趋势。这造成了城市供水管网系统

的布置不够合理，其主要表现在以下几个方面:①人们依然使用较为传统的方式

进行水质的测量，这种方式并不能充分满足目前社会发展的需要;②在供水管网

系统的建设过程中，所采用的网管都是比较的陈旧，有些还有损坏的地方，造成

管网系统在运行中容易发生质量的问题，不利于人们生活水平的提高;③供水管

网系统在安装的过程中，其节点的流阻系数不是很明确;④在管网的安装完成后，技术人员运用过去传统的方法对其水力进行计算，造成在具体的实际使用中，管

网的压力不能满足用户实际需要的压力，不利于用户的正常用水;⑤在计算管网

的过程中，技术人员要建立一个微防的模型，但在具体的实际工作中，虽建立了

此种模型，但缺少一定的安全与可靠性，实施起来就非常的困难;⑥技术人员运

用过去的网络模式对供水的管网系统进行安装，因为这种模式所涉及到的泵比较多，且工作的周期比较长，在安装的过程中很容易受到磨损，维修起来也很不容易，增加了管网的施工难度。

二、系统分析

（1）需求分析

所谓的需求分析，就是分析用户的需求。该需求分析的结果能间接反映出用

户对该项工作的态度，也能直接反应了用户的实际需求，这将直接可能会影响到

接下来要开展的各个阶段的设计、施工等，同时也直接影响到该方法设计的结果

是否科学、合理以及实用。因此需求分析的工作就是明确设计人员应该怎样设计

来满足各个用户的各种需求的，这项工作是开展实施设计的重要开端，这关系到

设计的结果与用户的利益等。

（2）现场以及数据采集分析

现场的现状分析是在设计开始阶段中的关键的步骤，其主要体现在当前系统

业务的流程、业务的职能、管理的模式以及多方面的相关信息等方面。城市供水

管网是城市的必备结构，它的准确、系统、安全的管理是城市发展的关键。城市

的供水管遍布城市的每一个角落，其组成了一个庞大的、复杂的供水管网络，若

采用传统的方法则就会使城市供水管网的设计不准确、不科学，也会很难以控制

城市供水管网，这就会使设计、管理的系统性变差。因此现状的分析是必不可少的。当然，从现状分析中会采集到很多的数据，经过这样的调查，就会给出城

市供水管网进行系统化的可行性分析和设计，就会在设计和实施过程中有准确的

数据支撑，不会在数据上出现一点点的失误。

（3）可行性分析

所谓的可行性分析就是在系统建设任务明确以后的阶段，其主要分析本系统

在社会、技术、经济、施工条件方面的可行程度：①数据方面：数据的可行性

就是在可获得的数据以及质量能否满足系统建设的要求；②经济方面：根据提

出的建设方案，考虑设计、施工、购材方面是否与提供的经济符合；③技术方面：本系统是采用 GIS 系统，其需考虑软硬件是否符合该系统，等诸多方面。

二、设计原则

烟台供水调度系统的建设是一项综合性的、复杂的、庞大的系统工程，涉及

的技术面较广，业务专业性强，工作流程复杂，因此项目建设应遵循以下原

则： (1)前瞻性与先进性系统设计具有前瞻性，整个系统的软硬件配置，符合长

远的规划和设计，保证5．10 年内保持业界主流。供水调度系统应达到国内领先

水平，采用当今最新且成熟的信息技术，符合最新的技术发展潮流。

(2)实用性和易用性数字化供水建设要满足供水业务的应用需要，符合供水业

务的实际需要，并充分利用原有的投资设备和数据，做好与现有各类业务系统的

衔接接口。供水调度系统建设注重易用性，硬件部分参数配置少，调整少，自动

化程度高，使用方便，操作简单，管理方便；软件部分界面友好，符合操作习惯，便于不同计算机水平的用户都能使用。

(3)安全性和可靠性供水调度系统应具备较强的安全性，采用多种安全防范技术和措施，在数据、物理、系统、网络、应用以及管理上全面的保障系统及数据

的安全。系统设计注重可靠性，能够长期稳定工作，保证每天24小时长期不问

断地稳定可靠运行，适应工作环境能力强，故障率低，维护维修方便。

三、详细设计

系统分析就是考虑解决在设计、施工中存在的问题，避免在以后的过程中出

现不必要的麻烦。总体设计就是要将整个的系统、结构大致的沟壑出来，尽可能

将各个部件、工艺、设备和功能模块详细地描述出来。而详细设计的最终目的就

是尽最大的可能来完成在总体设计阶段中所沟壑出来的所有的结构、功能和布局，不仅如此，在该阶段还必须要对目标系统做出精准的描述，只有这样设计、编程

才能够更加安全、科学的完成。因此，详细设计阶段的结果将直接影响到整个系统、结构的好坏与顺利与否。所谓的系统的结构化程序设计就是通过以模块的功

能以及程序处理过程的设计为主的详细设计。结构化程序设计的目标就是使程序

控制的设计流程呈线性化，就是所谓的程序的动态执行与静态的结构相符合，这

样就会使程序的可读性加强，这样就非常容易的理解、调节、测试等，不仅如此

这样还会方便了程序的形式化证明。供水管网信息系统数据库的设计就是出自对

于自来水供水企业管理和用户进行查询的应用环境中建立一个性能优越、尽可能

的去满足不同用户使用的要求的数据库模式。根据这种数据库模式来建立的数据库，就能够很清晰地反映出供水管网信息系统中的各项信息以及其之间的相互联

系的关系，还能够有效地进行各种数据的管理、储存等，可以很方便的对这些数

据惊醒搜索和查询，这样就有利于对数据库惊醒维护和管理，方便了很多。在上

面本文提到供水管网信息管理系统包含空间数据库和属性数据库，那么这两个数