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基于GIS的城市供水网络数据管理
博艳1，苏晓蓉2，陈一云1
1华南理工大学经济与商务学院，广州
510006年广东,中国
2湖南华布科技发展有限公司，湖南长沙410015
yanbo@scut.edu.cn
摘要
后设计数据组织包括SuperMap数据组织和数据管理和数据布局的内容,探讨所有方面的数据管理城市供水网络,如基本的数据收集,基础地理信息的结构框架,构建过程供水GIS基本信息银行网络,数据转换和进入银行,向量化数据,进入银行,数据刷新和维护等等。，然后对系统数据库进行了设计。
1. 介绍
近年来，随着城市的快速发展，供水网络变得越来越纵横交错，变化速度越来越快，导致网络系统越来越大，需要处理的数据越来越多，管理也越来越复杂。因此，传统的供水管网管理模式已不适应现代城市供水管理，加强城市供水管网GIS[1]数据管理显得尤为重要。本文结合湖南省益阳市的实际，对城市供水管网GIS数据管理进行了探讨。
2. 系统数据组织设计
我们采用北京超图GIS技术有限公司的超图作为GIS平台软件。与其他GIS产品不同的是，所有空间和非空间信息都存储在超地图数据库中，可以通过空间数据库搜索引擎SDX调用。数据集是空间数据的基本单位，一般一个数据集对应一个地图表。数据集中的每条记录都表示某个空间元素，该元素可以包含非空间信息，也可以不包含。
2.1 SuperMap数据组织
当数据集被调用并显示在map窗口中时，数据集就变成了图形层，因此图形层是数据集的一种可视化定义。在地图窗口中，图形层可以看作是透明的薄膜，而地图是由一组叠加的薄膜构成的。一般来说，一个数据集有一个图形层。图形层的状态和样式可以通过某些程序进行控制，如设置为显示或隐藏、可编辑或固定，还可以改变图形层的顺序。数据集和图形层之间的关系如图1所示。
图1数据集和图形层
数据来源
网络GIS地图窗口
消防栓
数据集
管道数据集
城市地形数据集
图形图层1
图形层2
第三层平面
根据数据结构的不同，数据集可以分为三种类型:向量数据集、网格数据集和复合数据集。
点、线、面积、三维等数据集都属于矢量数据集。阀门、消火栓、三通支管等网络GIS数据由网络系统进行处理，均设计为矢量数据集。
网格数据集用于存储网格或图像数据。摘要网络地理信息系统中的城市地理地图是用网格数据集来表示的，通常被加载到地图窗口作为网络矢量数据的背景参考。
复合数据集可以由不同的对象组成，用于存储点、线、面积、文本等几何对象的管道。
2.2 数据管理的内容
根据需求分析和系统的具体情况，系统的最终数据应包括三种类型:空间数据、非空间运行属性数据和管理维护数据。
(1)空间数据。空间数据是以公共地理位置为基础的数据。本系统有两类数据:一类是供水公司内部各部门共享的基本空间数据，如行政地图、地理地图等;另一种是为所有系统应用部门应用空间数据，如网络地图和规划图纸。基本空间数据可以作为整个系统定位的核心，但业务空间数据的存在是必要的，业务空间数据与基本空间数据有着密切的关系。直接应用的是业务空间数据，而不是基本的空间数据。此时，业务空间数据已经成为应用程序分析的核心。因此，从基础空间数据到业务空间数据，再到系统内部的操作应用分析，存在着一种逐层支持关系，而任何一层都不能忽略。
(2)非空间操作数据。非空间操作数据本质上是属性数据，包括表格数据、文档数据和多媒体数据。非空间操作数据按逻辑结构可分为结构化数据和非结构化数据两种类型。前者是指具有一定结构的数据，可分为固定的基本元素，以表格形式显示，并以关系数据库的表和视图表示，如各种申请表格和审批表格;后者是指没有明显结构，不能划分为固定的基本要素的数据，如应用信息、各种文件、法律法规等文件和多媒体数据。
(3)养护管理数据。管理维护数据的生成主要是为了保证数据库的稳定性和可维护性。在本系统中，所有与数据管理相关的内容都将采用数据库管理来维护数据库管理的方便性和完整性。管理维护数据包括元数据、分类编码数据、各种标准[2]等。
2.3 数据布局
通过以上分析，本系统中的数据可以分为两类:网络等空间数据
对象，网络对象编辑输入数据，
地理地图数据等，关系数据，包括网络对象的属性、设备设施等
项目管理字典、系统字典等。空间数据由应用程序管理
采用超映射SDX，非空间业务数据和管理数据采用关系数据库管理。
其中，非空间操作数据起着一定的作用
解释和描述空间数据，我们就能描述
它们之间的关系采用关键字ID相关的方式。
2.4 基础数据收集
2.4.1 基础地理信息库的结构框架
基础地理信息库包含城市平面图和供水网络要素两个图库。
根据超图的块和层概念，构造了城市平面图形库。在水平方向上，城市平面图可以按照逻辑的行政区域进行划分，例如将城市划分为N个区域，以框架式的管理方式。在纵向上，城市测绘信息可以根据要素要素进行划分，每一层都有一定的要素要素，并进行分层管理。根据超地图空间数据组织的特点，结合地理地图的图形公式，将地图数据划分为建筑、水系、交通、边界、控制点、边界地址点、独立地物、公共设施、绿地八层。
供水管网要素图库的建设主要包括管网特征点和管网[3]。网络特征点可分为阀门、空气或污染疏散阀、消火栓、水塔、泵站、knick或锥形点、水表点、三通支管和双三通管，每一个特征点都有自己的属性表达式。基本空间信息库的结构框架如图2所示。
2.4.2 建立供水管网GIS基本信息库的过程
图3显示了构建网络基本银行的过程。城市基础信息、行政边界信息、标准框架信息作为背景地理信息录入银行;经过拓扑处理和拓扑结构检查后，将网络矢量图作为最终网络数据输入银行;基本地图中已有的属性数据将与地理数据一起传输到数据库中，而需要添加或修改的属性数据则可以在网络数据[4]输入后手动输入和修改。
图2城市平面图的图形组织
|
城市基本信息 |
边界信息网络图矢量化或数据传输 网络图形 输入道路和河流数据 地图及 |
输入属性数据 |
图3基本地理构造过程
2.4.3 数据转换和进入银行
对于网络系统来说，现有的系统数据如何传输到新的系统中一直存在着问题。在部分供水企业的计算机图形管理系统中，图形数据以AutoCAD的DWG格式存储，网络属性数据采用Access数据库进行管理。随着企业的发展，迫切需要图形数据的传输属性数据到统一的关系数据库中进行集中管理。
数据转换的目的是将数据从Access数据库传输到空间数据库，以获得更强大的功能。转换后的数据与数据库布局要求统一，图形数据分别存储为点、线、多边形。在与空间相关的属性数据的转换过程中，将采用ADO作为数据接口。ADO应用程序通过OLEDB提供程序调用数据库中的数据。传输属性数据与空间信息有关时,属性关系空表,街头表、阀门表,水表数据表,消防栓表结构相同的访问将建立在SQL server数据库中,然后用连接两个链接对象:一个连接与访问数据库,另一个与SQL服务器。因此，当访问数据被调用时，数据将同时写入SQL server，也就是说，当调用一个字段时，在另一个数据库中写入一个字段，直到记录集指向空。
2.4.4 数据向量化和进入银行
(1)网络地图扫描矢量化原理
图4为扫描矢量化流程图。纸质地图经扫描仪器扫描后转换成图形文件，最后通过矢量软件进行校正、拼接等一系列操作，在GIS平台上进行矢量图形数据的处理。
扫描原始地图BMP图像矢量软件
图像增强，校正和关节
数据
编辑
数据检查及治疗后
向量
图形数据
图4扫描矢量化过程
(2)网络地图扫描矢量化原理
矢量操作包括图形内容的矢量化、图形属性的添加和表格字体。根据GIS管理的要求，图形内容可以分为建筑物、水系、交通、边界、控制点、边界地址
点、独立地物、公共设施、绿地等。
向量化操作的一般原则是保持精度,精度和完整性的原始地图,选择地面物体的准确规范,叠加编码的多属性,准确捕捉点的位置,并熟练应用这些工具软件,可以提高数据精度。为保证地物信息的完整性，达到GIS数据采集的基本标准，需要对采集数据进行分类。
(3)网络地图的矢量化内容
矢量化内容主要包括:图形内容的矢量化、图形属性的添加、表格的刻字。
(4)网络地图矢量化质量控制的一些关键技术
为了保持完整性,精密度和准确度的网络地图的矢量图,需要注意在以下技术问题:成长方形的建筑,悬挂点治疗,治疗上多余的点和线,关闭多边形,围墙,长凳和其他对象。矢量化后的符号方向与矢量化方向有关，数据采集[5]时应注意点的顺序。
2.4.5 数据更新和维护
数据的更新和维护采用了野外测绘、数据导入等方法，实现了历史数据的更新和备份。该系统建成后，未来的日常基础测绘工作将以全数字化的方式进行，因此如何采集数据，基础测绘将使用什么设备也非常重要。
基础调查数据的采集方式包括电子平板、带记忆的全站仪、无记忆的全站仪、电子手册、野外地图等。现场数据采集有两种方式:简洁代码和草稿。数据刷新也有一些其他的方式，如导入新数据，所以系统应该支持多种数据格式，如通常的电子平板和数据接口[6]中的点坐标数据格式。
3.系统数据库设计
3.1 数据库总体设计
网络系统具有多种数据源和业务数据类型，如客户服务数据、字典数据、地理数据、属性数据、业务数据等。数据的特点也不同，既有网络地理资源上的空间数据(向量、网格或图像)，也有非空间数据(数据统计、数据输入等)，因此科学存储必须有一定的原则和统一的标准。
数据是信息系统的血液，也是系统应用运行的基础。系统数据库可分为系统管理数据库、客户服务数据库、业务数据库、空间数据等
字典数据库、空间数据库等根据其来源、数据特点和业务特点。图5显示了系统数据库的一般结构。
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系统数据库 |
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客户服务数据库 |
系统管理数据库 |
业务数据库 |
空间数据字典数据库 |
空间数据库 |
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客户数据 |
组织和人员 |
安装数据 |
类别 |
背景 |
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业务应用程序数据 |
期刊数据 |
维护数据 |
图形层目录 |
管道 |
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流通事务 |
权威的数据 |
付款数据 |
属性目录 |
阀 |
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通知和反馈 |
字典数据 |
收费资料 |
领域目录 |
消防栓 |
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投诉和建议 |
配置数据 |
商业流通 |
风格的数据 |
池 |
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其他数据 |
其他数据 |
其他数据 |
其他数据 |
监视点 |
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其他数据 |
图5系统数据库的总体结构
系统管理数据库为整个系统的服务提供了框架数据:员工数据用于企业制度体系和员工的设置;期刊数据的记录和评估系统使用用户的状态
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