发布时间：2020-05-18所属分类：工程师职称论文浏览：1次
摘 要： 摘要：针对地下管线数据复杂等特点，将GIS技术运用到地下管线管理信息中，应用ArcGISEngine10.1开发工具包，在VisualStudio2010开发环境下，以某城市管线为例子，开发了基于GIS环境下的管理信息系统，该系统对总体框架进行了描述，并实现了对地下管线进行编
摘要：针对地下管线数据复杂等特点，将GIS技术运用到地下管线管理信息中，应用ArcGISEngine10.1开发工具包，在VisualStudio2010开发环境下，以某城市管线为例子，开发了基于GIS环境下的管理信息系统，该系统对总体框架进行了描述，并实现了对地下管线进行编辑、查询、管理和分析等基本功能，重点对管线连通性、爆管、覆土深度以及开挖进行了深入的应用分析。
关键词：地下管线ArcGISEngine应用分析
1引言地下管线是城市规划和基础设施建设中重要基础和资料，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。随着城镇化进程的不断深入，加强对城市地下管线资料的精确高效管理对城市高效、安全运转具有重要意义[1]。地理信息系统(GIS)具有获取、输入、查询统计、地图制图、空间数据编辑、空间分析、建模和输出数据的功能，可以为土地利用和城市基础设施等规划管理提供决策支持。GIS的强大功能和处理问题的高效性，使得其在城市地下管线的规划和建设当中得到越来越广范的应用[2]。
基于此，本文综合国内外开展地下管线普查和建立管理系统的经验，将以某城市地下管线为例，借助先进的计算机网络、GIS等技术，采用C#、ArcGISEngine10.1两者结合开发，实现地下管线信息整理、入库、编辑、分析、管理、查询及输出等功能，为城市的规划建设和管理提供了科学决策依据。
2系统设计
2.1系统开发环境
ArcGISEngine是美国Eris公司在2004年推出的一个可以创建自定义的GIS桌面应用程序。ArcGISEngine开发包主要包含了基本服务、数据存取、地图表达和开发组件四个方面的内容。基本服务包括了ArcGISEngine中最核心的ArcObjects组件，地图显示、地理要素等GIS组件的操作都需要调用ArcObjects组件。数据存取包括了访问矢量或栅格数据的GeoDatabase所有的接口和类组件。地图表达包含了GIS应用程序用于数据显示、数据符号化和专题图制作等需要的接口和类组件。开发组件具有MapControl、PageLayoutControl等可视化控件，而且还拥有大量ToolbarControl调用的内置commands、tools等，它们可以极大地简化二次开发工作。
ArcGISEngine支持多种开发语言，本文在编辑语言上选择了Visualstudio2010中的C#语言，C#语言功能强大且使用灵活。NET技术为C#语言添加了更多功能。不仅可以进行强类型的查询，还有各种数据之间的交互等等。
2.2系统框架
系统是构建在.NET体系结构上，采用了“N”层结构方案[3-4]，开发具备四层体系结构，结构如图1所示。主要界面包括用户层、逻辑层、数据层和系统层。
(1)用户层：系统通过对使用人员进行展示。
(2)逻辑层：提供基础的应用服务，中间层主要包括基本操作、管线编辑、信息查询、管线分析等。
(3)数据层：主要包括城市地下范围的电力、通信、燃气等管线及其附属设施等管线数据。
(4)系统层：主要包括系统搭建所需要的软平台，如客户端的硬件配置，系统运行的软件环境等等。
2.3系统功能设计系统采用模块化设计，分为五个主要功能模块，主要分为文件、基本操作、信息查询、管线编辑、管线分析等，系统总体功能如图2所示。
(1)基本操作模块对多种图形窗口的可视化操作。如放大、缩小、漫游、全屏显示以及点、线和多边形选择操作，这些功能使用户的编辑操作更加方便、准确。
(2)信息查询模块对管线数据提供了属性和空间查询，并且实现了对管线点、管线专业属性的条件检索功能。
(3)管线编辑模块对管线数据实现了要素选择、属性编辑，添加、删除要素及管点的移动、添加、删除等功能。
(4)管线分析模块主要实现了纵横断面分析、开挖分析、覆土深度分析、水平和垂直净距分析等功能。
3管线管理系统关键业务分析
城市管线通常埋设在地下，要较直观的了解管线的现状以及管线的走向，管线和相连设施的连接关系，管线起点和终点，管径，材质等各种属性信息必须通过管线管理系统，系统综合分析功能包括管线的三维浏览、查询、管线连通性分析、爆管分析、开挖分析以及覆土深度分析等，可为城市安全管理提供辅助决策。
3.1连通性分析
城市地下管线连通性分析是针对管网进行管线连接关系的模拟仿真分析，显示当前管线连接的数量、位置、流向等状态以及管线的属性信息。连通性分析的主要功能实现过程是调取系统连通分析对话框，选择需要进行连通分析的管段，通过指定管网中的两条管线任意两点，分析出与这两条管线相连通的所有管线，并可以根据任意两点计算出两节点是否连通，其分析操作过程简单快捷，系统可以生成连通分析数据图表，如图3所示，同时也导出相关分析的图、表等文件，并显示连通分析三维效果主视图，如图4所示。通过连通分析不仅可以管线工程规划设计和施工的科学性和准确性，而且可以有效避免和降低城市地下设施的安全隐患。
3.2爆管分析
在城市地下管线管理过程中时常会遇到管线爆管事故，如果不能及时处理或者处理不当会造成经济损失和社会不良影响。因此，城市地下管线管理信息系统在设计时充分考虑了压力管线发生爆管的处理分析方法。系统根据管线设计成果与爆管点的具体位置信息，利用管线拓扑信息，通过算法运算，自动高效分析辨别出受影响的管段及相关区域，并生成压力管线爆管分析图，如图5所示，同时可以显示爆管受影响区域三维效果图，如图6所示，通过这些图可以分析制定关阀方案，防止爆管事故进一步扩大。
3.3覆土深度分析
管网铺设应该严格遵循各类管线的最小覆土深度行业规范，因此系统在开发设计时将国家和行业标准考虑在内，管线信息管理系统可以快捷地对所选区域内管网数据进行分析，得出各类管线的覆土深度，同时对于不符合规范标准的管线用红色显示，并在管线覆土深度分析对话框中可查询不符合行业规范的管线与相关标准进行比对，系统还支持文件导出与打印等功能，如图7所示。
3.4开挖分析
针对城市地下管线开挖过程中准确确定开挖地点、开挖范围大小以及开挖深度等问题，系统可依据参考高程，设置开挖深度并提供自定义和沿路开挖两种开挖模拟方式，同时系统可提供开挖分析地段三维效果主视图，开挖分析操作简单，分析结果直观易懂，为施工提供重要的决策依据。
4结束语
面对复杂的地下管线数据，本文建立了一个基于ArcGISEngine的城市地下管线信息管理系统。本系统实现了对地下管线数据的编辑维护、查询和关键业务分析等功能，提升了城市地下管线基础数据的管理水平，实现对决策基础数据资源的数字化、可视化管理，为建设“智慧城市”提供了一定的技术支持。
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