摘要：本文詳細介紹了沈陽市煤氣地理信息系統(tǒng)的建立方案，方案分兩期實施，一期主要完成煤氣地理數(shù)據(jù)庫的建立，單機版煤氣地理信息系統(tǒng)的建立，二期完成網(wǎng)絡工程的建立。

一、前言

沈陽市的燃氣事業(yè)始建于1923年，是國內(nèi)最早生產(chǎn)和使用燃氣的城市之一，現(xiàn)擁有地下燃氣管網(wǎng)2156公里，燃氣居民用戶80萬戶，工業(yè)用戶3000多戶。隨著沈陽市城市建設的飛速發(fā)展，我市的燃氣管道用戶及管網(wǎng)規(guī)模在不斷擴大，手工的管理模式和管理手段已無法滿足“合理規(guī)劃、科學管理、安全供氣、優(yōu)質(zhì)服務”的要求，因此，尋求一種高科技、現(xiàn)代化的管理手段是當務之急，我公司經(jīng)多方面調(diào)研分析，認為建立地下燃氣管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)是解決問題的捷徑，通過地理信息系統(tǒng)可以實現(xiàn)燃氣管網(wǎng)的動態(tài)管理，以便為城市燃氣規(guī)劃、管網(wǎng)管理、燃氣事故預防及突發(fā)事故的處理等迅速、準確地提供管網(wǎng)的相關(guān)數(shù)據(jù)。

該系統(tǒng)是采用先進的計算機網(wǎng)絡、通信技術(shù)、地理信息技術(shù)，建立在強大的網(wǎng)絡系統(tǒng)平臺上，支持大型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。在這個網(wǎng)絡信息系統(tǒng)平臺上，可以實現(xiàn)燃氣管網(wǎng)的規(guī)劃設計、輸配管理、圖檔管理、搶修輔助決策、燃氣用戶管理及綜合查詢、統(tǒng)計等功能，各管網(wǎng)相關(guān)部門可以實現(xiàn)在各自部門同時查閱管網(wǎng)信息，以提高管網(wǎng)信息利用的效率。該系統(tǒng)建設分兩期進行，一期工程主要完成數(shù)據(jù)的采集、管理、更新、查詢、分析等主要功能，二期主要完成系統(tǒng)網(wǎng)絡工程的建設。

二、技術(shù)路線

煤氣管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)的建立是一個復雜的系統(tǒng)工程，其建設的好壞不僅影響系統(tǒng)自身的應用情況，也將對整個沈陽市城市地理信息系統(tǒng)的推廣產(chǎn)生深遠的影響。為此，在設計和建設中必須遵循以下原則：

規(guī)范化原則

城市建設地理信息系統(tǒng)須嚴格遵循國家、遼寧省及沈陽市有關(guān)城市規(guī)劃、建設與管理的法規(guī)。數(shù)據(jù)的分類編碼應該嚴格遵循現(xiàn)有的國家標準、行業(yè)標準，并根據(jù)遼寧省和沈陽市的地方特色，制訂適合于本系統(tǒng)的分類編碼方案。

先進性原則

系統(tǒng)的功能設計應該立足于較高的起點，在考慮性能價格比的同時必須著重考慮系統(tǒng)的先進性。在軟硬件平臺的選用上考察國內(nèi)外最新技術(shù)，同時也應考慮系統(tǒng)的通用性及各部門現(xiàn)有的軟硬件平臺及應用水平，便于該項目的成果盡早產(chǎn)生效益。本系統(tǒng)的地理信息系統(tǒng)平臺采用國際上處于領(lǐng)先水平的美國ESRI(Environmental Source Research lnstitute)的Arclnf08，使系統(tǒng)立足于高起點，為煤氣系統(tǒng)的開發(fā)及應用打下良好的基礎。

完備性原則

系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和功能體系應能充分滿足用戶提出的合理需求。

適用性原則

系統(tǒng)應具有良好的人機交互界面，易于使用，在系統(tǒng)的設計過程中，全面考慮各種特殊情況，使系統(tǒng)具有通用性。

示范性原則

沈陽市煤氣地理信息系統(tǒng)是遼寧省第一家專業(yè)管網(wǎng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)的建立為沈陽市其它管網(wǎng)系統(tǒng)的建立積累技術(shù)經(jīng)驗，同時也可以為其它兄弟城市建立管網(wǎng)系統(tǒng)提供寶貴的技術(shù)支持。

可擴充性原則

系統(tǒng)的要素、編碼、功能和數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)都必須易于擴充，以滿足系統(tǒng)進一步的發(fā)展和沈陽市城市地理信息系統(tǒng)建設的需要。

三、系統(tǒng)一期工程

目前，沈陽市煤氣總公司的管網(wǎng)資料主要以紙質(zhì)的500圖、臺帳、竣工檔案等形式存儲，無任何數(shù)字化管網(wǎng)信息，因此系統(tǒng)一期的一項主要工作是建立管網(wǎng)地理數(shù)據(jù)庫，此項工作主要由屬性錄入子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)來完成。

l、煤氣屬性數(shù)據(jù)錄入子系統(tǒng)

說明：在系統(tǒng)建立初期，為了方便用戶屬性的錄入，用VB和Access相結(jié)合開發(fā)了屬性數(shù)據(jù)錄入子系統(tǒng)，它主要應用于系統(tǒng)建立初期屬性數(shù)據(jù)的大量錄入，系統(tǒng)建立以后，不再使用此系統(tǒng)。

錄入：通過拷貝、提供可選項等方式，提高屬性數(shù)據(jù)錄入的效率，錄入過程中可以實現(xiàn)記錄的全屏幕編輯，如：刪除、修改、存盤等操作。

查詢：通過28種查詢方式，查詢到滿足用戶條件的記錄。

修改：高級用戶可以實現(xiàn)屬性數(shù)據(jù)的批量更新、恢復。

報表：可以實現(xiàn)條件報表，動態(tài)報表

2、煤氣數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)

說明：在系統(tǒng)建立初期，為了實現(xiàn)數(shù)字化各工序的管理，圖形和屬性數(shù)據(jù)的掛接，圖幅的拼接，錯誤的檢查等工作，用VB和Maplnfo相結(jié)合開發(fā)了數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)，它主要應用于系統(tǒng)建立初期。

管點分類：在拼接完成的1：5000區(qū)塊上，完成調(diào)壓站、抽水缸、節(jié)點、罐站、閥門井的分離

屬性掛接：在拼接完成的1：5000區(qū)塊分類表上，實施點屬性的掛接，全市拼接完成之后，完成點屬性向線屬性的抽取。

查錯：查出各種圖面錯誤(符號用錯、線端點無點符號、點符號不在線上、重復點、懸掛點、重復線、點號重復、點號為空)

拼圖：完成1：5000范圍內(nèi)的拼圖，全市的拼圖·轉(zhuǎn)換：利用Maplnfo的轉(zhuǎn)換工具，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成　Arclnfo的E00格式或CAD格式。

打印輸出：查詢結(jié)果報表，總表報表、標準圖幅打印

3、煤氣地理信息系統(tǒng)

說明：在ARC／INF08環(huán)境下，以VB6．0作為系統(tǒng)二次開發(fā)語言，實現(xiàn)煤氣管網(wǎng)的專業(yè)化管理。

查詢：快速查詢、組合查詢、關(guān)聯(lián)查詢、空間查詢。

統(tǒng)計：快速統(tǒng)計、組合統(tǒng)計、關(guān)聯(lián)統(tǒng)計、空間統(tǒng)計。

專題圖：以字段為依據(jù)、生成各種專題地圖。

標注：根據(jù)標注參數(shù)設置，完成自動標注、扯旗標注。

分析：垂距分析、爆管分析、橫剖面分析、縱剖面分析、兩點連通分析開關(guān)測試、預警分析、水力計算、動態(tài)監(jiān)控口

圖形管理：開始編輯、拴點上圖、捕捉設置、停止編輯、圖幅打印、沿道路打印。

屬性管理：單記錄屬性管理、多記錄屬性管理、更新維護次數(shù)、報表打印。

動態(tài)報表：查詢、統(tǒng)計、分析結(jié)果的動態(tài)報表。

圖紙輸出：標準圖紙的黑白打印、彩色打印、任意打印、沿道路打印。

數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換：與Maplnfo或AutoCAD之間的雙向轉(zhuǎn)換。

4、動態(tài)監(jiān)控子系統(tǒng)

利用煤氣總公司已建成的動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)(存儲在SQL SERVER數(shù)據(jù)庫中)，實現(xiàn)監(jiān)測點數(shù)據(jù)在電子地圖上的動態(tài)顯示。

四、系統(tǒng)二期網(wǎng)絡工程

煤氣二期網(wǎng)絡系統(tǒng)是在煤氣一期工程系統(tǒng)(單機版)的基礎上擴充了網(wǎng)絡功能。二期工程的建立可以更好地發(fā)揮煤氣數(shù)據(jù)資源的價值，煤氣數(shù)據(jù)資源是煤氣公司寶貴財富，是近，百年來，幾代煤氣人辛勤勞動的結(jié)晶，它的數(shù)字化、錯誤的糾正更是耗費了大量的人力、物力，網(wǎng)絡的建設可以使煤氣總公司這一寶貴的財富發(fā)揮其應有的作用和功能。二期網(wǎng)絡工程的建設與施，使各管網(wǎng)相關(guān)的部門可以及時了解最新的管網(wǎng)信息，為管網(wǎng)的設計、運行、維護、更新、管理提供高效、準確、及時的管網(wǎng)信息，加強管網(wǎng)科學化、自動化管理，為沈陽煤氣事業(yè)的騰飛，打下堅實的基礎，造福子孫后代。系統(tǒng)二期網(wǎng)絡工程的建設，使得煤氣公司的管網(wǎng)系統(tǒng)采用了客戶朋艮務器(C／S)方式，成為了真正的企業(yè)級的地理信息系統(tǒng)構(gòu)架，使得各管網(wǎng)相關(guān)部門，可以做到足不出產(chǎn)，便可以了解到最新的管網(wǎng)信息，使得煤氣公司在全國范圍內(nèi)處于技術(shù)領(lǐng)先地位。

1、網(wǎng)絡工程目標

提供沈陽市煤氣管網(wǎng)設計、管理一體化的解決方案，完成沈陽市煤氣總公司企業(yè)級GIS體系，強化煤氣管網(wǎng)管理。

采用當今世界最先進的企業(yè)級GIS應用構(gòu)架，采用符合技術(shù)發(fā)展和工業(yè)標準的Oracle數(shù)據(jù)庫作為系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理平臺，構(gòu)架先進的企業(yè)級應用系統(tǒng)，使得系統(tǒng)的投資能夠長期為用戶服務。實現(xiàn)管網(wǎng)數(shù)據(jù)資源最大程度的共享，實現(xiàn)管網(wǎng)規(guī)劃、設計、管理、維護一體化。

提高管網(wǎng)信息的使用價值，使一期的投資達到更好的經(jīng)濟效益和社會效益

提高沈陽市煤氣總公司的企業(yè)形象，為IS09000的認證準備雄厚的技術(shù)儲備。

2、 網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)

該系統(tǒng)的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)采用標準的快速以太網(wǎng)，傳輸介質(zhì)采用100M的非屏蔽雙絞線，服務器及客戶端計算機通過中心的100M高性能交換機連接，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示：

沈陽市煤氣管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)二期工程

該網(wǎng)絡系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單明確，使用很少的投資實現(xiàn)完全的網(wǎng)絡系統(tǒng)，同時便于系統(tǒng)的升級與擴充。如果建立了相應的網(wǎng)絡中心，不僅可以控制、維護各工作站數(shù)據(jù)的使用，還可以作為展示中心，如果與遙調(diào)、遙測系統(tǒng)相聯(lián)，還可以在投影上動態(tài)顯示各監(jiān)測點的數(shù)據(jù)?？紤]網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)和應用軟件系統(tǒng)的具體要求，系統(tǒng)使用高性能的服務器系統(tǒng)與網(wǎng)絡交換機。

本系統(tǒng)米用ESRI公司企業(yè)級GIS解決方案，實現(xiàn)大規(guī)?；A空間數(shù)據(jù)的管理。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示，采用三層結(jié)構(gòu)體系，底層為空間與屬性統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(數(shù)據(jù)庫采用 ”Oracle8i)；中間層為應用系統(tǒng)服務器，應用系統(tǒng)為ARCINFO與ARC—SDE，具有強大的空間分析能力，及空間數(shù)據(jù)管理能力，并支持3維地形圖分析；上層(客戶端)基于UapObject組件開發(fā)基礎空間數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，支持管網(wǎng)數(shù)據(jù)的查詢、統(tǒng)計、圖形打印、動態(tài)報表、數(shù)據(jù)輸出或轉(zhuǎn)出等基本功能。 系統(tǒng)采用ESRI公司的網(wǎng)絡平臺ARCSDE、Mapobjects，不僅考慮到與一期軟件平臺(ESRI

公司的Arclnf08)的兼容性，主要是考慮系統(tǒng)整體構(gòu)架的先進性、可擴充性和企業(yè)級應用。

系統(tǒng)采用大型數(shù)據(jù)庫0racle8i，主要是用于管線數(shù)據(jù)和基礎地形圖海量數(shù)據(jù)的管理。Oracle8i是當今先進的地理數(shù)據(jù)庫，它可以同時存儲圖形信息和屬性信息，同時，它與ESRI公司的ArcsDE8的兼容性最好，可以保證系統(tǒng)能夠發(fā)揮最高的效率，同時也保證了方案的最優(yōu)性，保證系統(tǒng)在相當長的時間內(nèi)不會落后。

3、 方案特點

應用當今世界最為先進的企業(yè)級GIS應用框架，為煤氣工程提供了靈活、高效的企業(yè)級應用解決方案，系統(tǒng)的運行實施，將使沈陽市煤氣管網(wǎng)的管理達到國內(nèi)領(lǐng)先水平，并接近國際同期水平。

系統(tǒng)是采用真正的客戶朋艮務器結(jié)構(gòu)的GIS系統(tǒng)，是在企業(yè)范圍內(nèi)高效、安全

地共享煤氣管網(wǎng)數(shù)據(jù)的必然選擇。

采用工業(yè)標準數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，同時存儲空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)的安全性、一致性。

系統(tǒng)方案符合當前煤氣管網(wǎng)管理和GIS技術(shù)發(fā)展趨勢，特別是采用的GIS技術(shù)解決方案目前處于絕對領(lǐng)先的優(yōu)勢，通過系統(tǒng)運行期間的升級、維護，能夠保證在相當長的時間內(nèi)不會落后。

合理的軟件配置，具有較好的性價比。

保證了煤氣一期工程的投資利用，最大程度地重用了一期工程的資源，保護了前期投資，避免資源浪費。

五、結(jié)語

沈陽市煤氣總公司從2000年6月開始至今已順利地完成了一期工程。使我公司的燃氣管網(wǎng)管理登上了新的臺階，但由于我市燃氣事業(yè)起步較早，歷史原因造成燃氣管線的部分數(shù)據(jù)不詳，因此，管網(wǎng)資料需要進一步完善，同時，今年啟動二期工程的建設，力爭在最短的時間內(nèi)完成，使得該系統(tǒng)能夠近早地為沈陽市煤氣總公司服務。

參考文獻：

l、 ESRI公司系列產(chǎn)品簡介，富融科技有限公司，1999、10

2、 Modeling Our World,The ESRI Guide to Geodatabase Design ，MichaelZeiler，ESRI PreSS

3、 沈陽市煤氣管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)調(diào)研報告，沈陽金建數(shù)字城市軟件有限公司，2000

4、 沈陽市煤氣管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)設計報告，沈陽金建數(shù)字城市軟件有限公司，2000