综合管线信息管理系统设计方案

综合管线信息管理系统

设计方案

公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]

综合管线地理信息管理系统技术设计方案

目录

1 前言

管线是企事业单位基础设施的重要组成部分，是企事业单位赖以生存和发展的物质基础，是维护企事业正常运转的“生命线”。随着我国经济的发展及企业化步伐的加快，单位规模的扩大和现代化程度的不断提高，作为单位重要基础设施的地下管线也越来越庞大、密集；面对日益繁杂的地下综合管线，必须采取更有效的机制和手段来进行管理。对企事业单位的地下综合管线进行探测，建立地形及地下管线信息管理系统和严格执行动态更新机制是企事业单位对地下综合管线进行高效管理的唯一办法。

近年来，人们从可持续发展的角度考虑，认识到必须采用地理信息系统技术、网络技术和数据库技术，从而彻底改变地下管网图形、属性及资料的传统管理模式，建立一个集地下管线基础资料输入、编辑、管理、分析于一体，能快速提供真实、准确、可靠的地下管线资料，并能实现快速检索、管网分析等功能的综合管理系统，为地下管线的日常规划、设计施工、统计分析、发展预测提供可靠的科学依据。

在当今社会，信息化已成为社会发展的必然趋势，而数字化又是信息化的基础，伴随信息技术和社会经济的高速发展，数字管线的建设工程也越来越现实地走进企事业发展建设的日程中。通过建立综合地下管线信息管理系统以及地下管线数据库，建立一个切实可行的信息更新机制，实现地下管线信息的动态管理和数据共享，为企业的发展提供多元化的服务。

根据实际情况和对综合管线的管理要求，特编制综合管线地理信息管理系统设计方案。

2 系统建设目标

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。本项目建设不仅能提高企业规划管理的现代化水平，也将为各部门提供基础、权威、及时和准确的

空间地理信息，满足各类基于空间地理信息的应用需求，特别是能为专题数据信息提供更加直观、准确的地理属性。在为企业提供空间地理信息服务的同时，还能为领导各类科学决策提供支持。

目标定位的原则

我们认为在确定系统的总体目标时，应遵照下列原则：

1) 功能：既是实用的，又有发展后劲；

2) 技术：既是可行的，又有一定的超前；

3) 时间：既能短期见效，又有中长期规划。

功能上的实用、技术上可行和时间上短期见效，三者是一脉相承的，即明确规定了系统建设的前期目标是：建成一个紧贴管理业务，在技术条件、数据准备及投资规模等方面可行的，经过努力在短时间内能初见成效的管线管理信息系统应用平台。

功能上有发展后劲、技术上有一定的超前和有中长期规划三者也是一脉相承的，即要求在建立管线信息系统平台时，应在基础平台选择、数据规范、应用系统的可维护性和可扩充性等方面给予全面的考虑和留有充分的余地，使之能随着前期目标的实现，有计划有步骤地开展新的数据采集和建库工作，不断增加系统功能和扩大应用范围，使系统逐步演进成一个更高层次的信息管理系统。

系统总体目标

根据对地下管线管理的需求,以及信息化、数字化发展的趋势，综合管线地理信息管理系统建设的总体目标是：

建立地下综合管线及设施数据库及基础地形数据库，实现各类信息的数字化存储和管理。

建立综合管线地理信息管理系统，该系统汇集地下综合管线及设施和基础地理信息，实现数据输入、数据编辑、属性查询、数据统计、综合分析、资料输出、管线管理、信息发布等多种功能。

实现管线及相关设施、基础地理信息的动态管理，为规划、建设及各有关部门提供服务，为管线规划、抢险、改扩建决策提供技术支持。

建立数据的动态更新机制，使系统数据的更新维护规范化、标准化，从而保证系统数据的现势性。

3 系统建设原则

运用国内外成熟、先进的GIS及计算机技术，把握信息化发展的大趋势，结合的实际情况和特点，并充分兼顾目前的使用需求及对未来发展的要求进行系统开发。系统建设还要遵循先进性、安全性、实用性、标准性、可靠性、开放性、扩展性等原则。

1) 先进性

系统采用先进的GIS技术、数据库技术和计算机技术，结合Windows系统的最新发展方向，以确保系统运行的高效率。系统的软件设计采用面向对象技术，组件化技术，方便今后系统的升级和维护。基于这些基础建立的系统，不仅保证在现阶段技术的领先地位，而且为今后留下了足够的发展空间。

2) 实用性

系统要以满足管线及相关设施管理需求为原则，注重系统的实用性和操作的便捷性，应采用成熟和高效的GIS技术，采用人性化的操作方式，一切从用户的实际需求出发，贴身定制，确保系统能够尽快地投入实际应用。系统界面设计友好、便捷，系统的各项操作简便、灵活，使用方便。

3) 标准性

系统严格按照现有的国家标准和行业标准进行系统开发和数据生产。系统建立按照统一的数据编码与规范，实现数据格式标准化。在信息的收集、处理、汇总和传递过程中建立统一的数据接口，保证各层次之间形成高效规范的体系，确保对各种信息的高效收集和利用，建立科学的平台数据采集与更新规范，最终达到与其它应用系统的资源共享。

4) 开放性

系统设计时要充分考虑系统的开放性，提供多种数据格式间的转换接口，保证各层次之间形成高效规范的体系，确保对各种信息的高效收集和利用，从而实现数据来源的多样化选择，系统将空间数据和属性数据存放在商用数据库中，并能进行空间海量数据的管理，最终达到与其它应用系统的资源共享。

5) 安全性

地下管线信息系统管理的数据极为重要，为保证数据的安全性，其查询、修改等操作必须经过相应的授权才能进行。系统的网络配置和用户权限管理要充分考虑各种数据与资料的保密与安全。在系统中专门定制用户管理模块，实现用户权限控制和数据访问控制。由系统管理员按照用户的管理需求，分配多种级别的权限，相应权限的用户，只能在其允许的范围内，实现数据的检索或维护操作。

6) 可靠性

综合管线信息系统承担着保证企业正常运转的关键任务，所以要求系统必须安全可靠地运行。在系统操作时，将确保在意外故障或重负载情况下的稳定性。要做好数据入库的审核工作，做好数据的备份工作。

7) 扩展性

系统的软硬件应具有扩充升级的余地，保护以往的投资，能够适应网络及计算机技术的迅猛发展和需求的不断变化，使系统中的信息资源具有长期维护使用能力，使系统的升级和维护更加方便。考虑在用户的管理水平和信息技术应用水平进一步提高之后，会对系统的性能和功能提出新的要求。系统建设充分考虑扩展性，以满足发展的需要。

4 系统总体设计

(1) 《1:500、1:1000、1:2000地形要素分类与代码》（GB/T14804-93）

(2) 《1:500、1:1000、1:2000地形图数字化规范》（GB/T17160—1997）

(3) 《1:500，1:1000，1:2000地形图图式》（GB7929-87）

(4) 《城市基础地理信息系统技术规范》（CJJ100-2004）

(5) 《国家城市测量规范》（CJJ8-99）

(6) 《城市地下管线探测技术规程》（CJJ61—2003J271-2003）

(7) 《中华人民共和国标准计算机软件开发规范》

(8) 《中华人民共和国标准软件产品开发文件编制指南》

(9) 重要地理信息数据审核公布管理规定（2003年3月35日中华人民共和国国土资源部第19号令发布）

(10) 国家基础地理信息数据使用许可管理规定（1992年12月22日国家测绘

局第5号令）

(11) 软件产品管理办法 (中华人民共和国信息产业部令第5号)

(12) 城市地下管线工程档案管理办法（中华人民共和国建设部令第136号）

(13) 城市建设档案管理规定 (中华人民共和国建设部令第90号)

系统技术路线

操作系统

建设综合管线信息管理系统，考虑到系统专业服务的开展，必须着眼于未来的发展，在操作系统选型上，根据性能价格比和实际需求，结合单位的实际情况，确定选用Microsoft的系列产品Microsoft Windows XP/2000/2003。

GIS软件平台

综合管线地理信息管理系统是GIS技术的一个很重要的应用领域，建立这样的系统对于底层的GIS技术，有其特殊的要求，关键技术的优劣，关系到系统运行的效率、功能和可扩展性。不同的GIS软件平台有不同的特性和优势。随着计算机硬、软件技术的飞速发展，促使GIS软件朝着实用化方向迅速发展。商品化的GIS软件已达一百多种。不同的GIS软件平台，对软、硬件配置要求不同，对使用及维护人员要求也不同，客户在选择时，一定要充分考虑自己的实际情况，充分利用已有的软件、硬件资源，以及资金安排情况，选择相应的GIS软件平台，不一定选择大的GIS软件平台就能管理的更好，满足需要就可，要注重其实用性。

根据实际情况和对综合管线管理的要求，我们将在SuperMap平台上为定制开发综合管线地理信息管理系统。

SuperMap地理信息系统是一个国产优秀GIS平台，是北京超图地理信息技术有限公司自主开发的集数字制图、空间分析、影像处理、数据库管理为一体的大型的地理信息系统平台。它可对数字、文字、地图、遥感图像、航片、GPS实时数据等多源数据进行有效的采集、一体化管理、综合空间分析以及可视化表示。该系统是一个功能强大的大型软件系统，能将传统的地图制图软件、数据库软件以及数据分析软件功能汇集到一个统一的平台，从而为多源数据的综合评价与分析创造了一个理想的环境。

本项目从数据生产、属性数据录入、图像处理、输出图集以及建库和信息管理系统开发全过程都选用性能优良的SuperMap地理信息系统作为基础平台，可以极大的保证数据库的一致性、方便了用户的操作程序、降低了建库成本。

同时，我们可以根据客户的需求，在已有软件功能的基础上，为客户量身定制式的开发，使最终为客户配置的软件应用系统更具实用性。完善的服务体系可以保证客户使用的持续性。

SuperMap平台的主要特点

1) SuperMap支持空间数据库管理、关系数据库管理和文件管理等数据管理方式，特别是其空间数据库引擎（SDE）支持空间拓扑，具有数据冗余小，检索快速的特点。

2) SuperMap支持多种操作系统，服务器端支持WINDOWS NT、WINDOWS 2000、WINDOWS XP，客户端支持WINDOWS NT、WINDOWS 2000、WINDOWS XP。

3) SuperMap将所有的空间数据、属性数据存储在SQL Server或ORACLE中，充分利用商用数据库的数据分布式处理方面的特点。

4) SuperMap能适应内网与外网的要求，充分利用操作系统和商用数据库在安全管理方面的优势，具有身份认证、权限管理的功能，系统具有灵活而强有力的恢复机制，保障系统不被恶意的破坏，在并发响应和交互环境下能保证数据的安全和一致性。

5) SuperMap已经实现了全面的组件化开发，为用户的开发提供了良好的条件，支持现在市面上普遍使用的开发环境。

6) SuperMap支持B/S和C/S的混合结构，对于数据服务中心，多种操作可以认为是统一的。

7) SuperMap支持多种数据格式的转入和转出，如：ARC/INFO、AUTOCAD、MICROSTATION、MAPINFO、国家空间数据交换格式等，具有很强的开放性。

SuperMap平台的主要优势

1) 国产GIS软件符合中国国情，注重实用性，与国外软件相比，在安全性和性价比上具有明显优势。

2) SuperMap连续多年保持在国家科技部基础地理信息系统测评中获得“首选推荐”的殊荣，产品技术先进，符合未来发展方向与趋势。

3) SuperMap平台具有自主版权，在该平台基础上开发的应用平台软件，技术上不受制于人，并且具备最完善的技术支撑；

4) 为市政、国土、规划、电信、安全、电力、供水等部门服务多年，熟悉相关工业和部颁标准，并能严格遵守，最大范围满足用户的需求。

5) SuperMap平台对二次开发商提供了深层次的支持，而国外软件往往只提供了用户最基本的功能，在应用系统的二次开发上，其开放性较差，这对系统软件的升级、维护和深度开发带来诸如费用、技术支持等方面很大的麻烦。特别是二次开发商技术力量薄弱时，这一弱点尤为突出。

6) SuperMap具有很好的并发控制能力、数据存储速度、图形数据显示速度、图形属性数据编辑功能，以及数据调用效率高，并且具有高效的网络数据解决方案。

7) SuperMap支持瘦客户端、胖客户端两种形式，对于瘦客户端还支持在客户端零代码、零数据、零维护和需要自动下载安装一个SuperMap控件的两种形式，用户可以根据自己的需要灵活选择。

8) 全面采用了商用数据库技术，具有良好的安全可靠性。

9) 全面组件化开发方便，数据结构开放兼容性好。

10) 使用国产GIS软件有利于国家信息数据的保密。

11) 支持国产GIS软件的推广应用，是支持民族信息产业的最有效方式。

数据库平台

系统的核心是数据，所以对海量数据进行安全、有效地存储是整个信息系统建设的重要一环。系统选择网络版管理模式，管网数据就不能以文件方式独立存在，必须把所有管网数据放入大型数据库中，即必须选择当今主流关系型数据库作为管线数据的存放容器。目前业界比较流行的数据库主要有Oracle 和SQL Server两大数据库平台，均可作为本系统的数据库平台。

系统运行环境

硬件配置

系统硬件平台是支持系统高效、安全、稳定运行的基础设施，它的使用寿命是最长的，而且一经建设后就相对固定，不易更新和改造，这就要求系统硬件平台建设必须有一定的先进性和前瞻性，保证满足未来5年内的应用需求，要充分利用有限的投资，选用性能价格比最好的设备，既要避免不必要的超前投资，又要防止因重复投资或设备可用性差被过早淘汰造成的浪费。

对于服务器的选型，依据我们针对地下管网的数据量、用户数和对服务器处理能力和网络流量的需求的估算，同时考虑系统的稳定性和安全性，以及性能价格比等因素，我们建议如下：

1) 网络环境

内部局域网

2) 服务器

选用中、高档专用服务器。

3) 客户端

选用普通微机

要求：处理器：PIV 2G，?硬盘容量：80G，??配置内存容量：512M ，网卡：PCI-100M网卡

4) 其它设备

为了满足工作的需要，配置必要的图形输入输出设备（根据实际需要选择）,例如：

①输出设备：彩色喷墨绘图仪、打印机

②输入设备：扫描仪一台

软件配置

1）操作系统

服务器：Windows 2000 Server

客户端：Windows 2000/XP/NT

2）数据库

SQL Server或Oracle

3）GIS平台

SuperMap 专业版

SuperMap Objects运行版

SuperMap Deskpro

SuperMap esupermap

4）应用系统

综合管线地理信息管理系统

5）工具软件（可选）

AutoCAD、Excel

系统实施方法

综合管线地理信息管理系统的建立本身是一个系统工程，系统组织尤为重要。GIS技术是一种对空间数据进行采集、处理、存储、组织、分析和可视化的计算机系统，数据的组织是系统成败的关键因素。现有数据内容，数据质量如何，怎样使数据随企业现状的变化而及时更新是GIS系统中的首要问题。此次系统的建立主要注意以下几个方面：

充分、细致的调查研究

系统的开发建设是为用户服务的，要进行充分的用户需求调查，对用户的运行机制、信息流程、现有数据基础、用户对系统和产品的要求等方面做详细研究，做认真的方案设计，并在开发过程中，根据使用者的意见，不断修正设计方案，对系统设计进行调整和完善。

协调关系，统一安排

数据的收集和更新，以及数据共享方面的协调和管理是系统建设过程中一大难点，也就是组织协调问题。这种协调在不同部门间进行，若各部门没有统一的领导和规划，由于资料各有归属，则会在工作中出现难以逾越的障碍。

重视数据库建立工作

数据是GIS的核心，一个系统的好坏很大程度上依赖于数据质量的好坏。建库包括数据库设计、数据录入、外部数据库引用。数据库设计要求对系统内的各类数据标准化，并分类编码，采取严格的数据质量控制办法。

标准化问题

系统的开发涉及到许多标准化问题，如地理信息编码、数据交换格式、基础数据库结构和图形定制都有许多标准化问题，要求其符合一定的规范和标准，以利于数据的交换、共享、更新和系统的推广应用。尽量在开发建设过程中注意标准化问题。

要具有长期规划

地下管线普查管理系统建设是一个长期的工程项目，运行周期较长。因此，应该有一个保证其数据更新、模型改进的长期预算。

数据结构的合理性

本系统中的数据为综合管线数据，数据类型多、数据量大，管线与管点之间又有复杂的拓扑关系，因此数据结构的合理性非常重要，在系统分析和数据库设计时应该给予充分重视，以保证系统高效稳定运行。

系统总体设计

系统运行模式

目前，计算机应用结构的演变主要经历了三个阶段：集中式或终端式的结构、Client/ Server(客户机/服务器)结构、Browser/Server(浏览器/服务器)结构和嵌入式手持设备。

综合管线地理信息管理系统采用C/S+B/S+PDA+PDA模式构建，在C/S运行模式主要是实现地形、管线及设施数据管理，包含数据录入、编辑和更新、查询统计、分析、数据库备份恢复、系统管理等模块；在B/S运行模式实现管线及设施信息发布，包含地图控制、数据的查询、统计、分析、系统管理等功能模块。

1 、C/S模式

C/S结构具有良好的人/机交互能力，对图形数据具有很强的处理和编辑能力，对于空间数据的存取效率高的特点，方便用户开展管理工作。

因此，本系统在厂内各部门之间建立C/S架构的局域网，主要由负责数据编辑/更新和系统维护等涉及大数据量的专业技术人员使用，用来进行系统配置、数据录入/建库/编辑、数据备份等工作。

2 、B/S模式

B/S结构下的主要命令执行、数据计算都在服务器上完成，而且应用程序也安装在服务器，客户机几乎是零安装零维护，大大减轻了系统管理员的工作量，而且这种方式对客户端的用户数没有限制。同时，由于所有日常办公操作可通过浏览器完成，也可大大降低对基层办公人员的计算机技术要求(会使用计算机打字、上网即可)。

3、PDA

GPS技术能帮助管网的动态管理。GPS的数据采集和实时定位功能，一方面能解决管网GIS系统数据来源问题，加强管网巡检和维护；另一方面能更有效指挥和决策外业现场管网巡查和事故应急抢修。

GPS管网巡检抢修系统构筑在微软的移动开发平台WINCE及超图的嵌入式开发平台eSuperMap下，以先进的GPS/GIS技术为依托，在提供了管网数据的读取，地图浏览、查询、地图定位、数据采集等重要功能的同时，着力解决管网日常巡

检维护、管网抢修中最优关阀方案显示、阀门的快速定位，抢修路线的制定等问题，本系统为供水管网中的爆管事故抢修提供了一套可靠的解决方案。 GPRS GPRS GPS

GPS GPS 巡检抢

修

系

统G PS 定位管线巡检导航功能浏览查看

实时定位

信息查询

巡检设置

信息上传

管线抢修

路径规划

模拟导航

实际导航

PDA 手机终端系统巡检抢修管理系统定位查看巡检管理考核管理

浏览查看人员定位信息查询轨迹管理信息上传

轨迹回放

任务分配

巡检考核

统计报表

系统主界面 主要功能界面 管线界面

采用C/S+B/S+PDA 模式开发综合管线地理信息管理系统。采用多级分布式开发方式，三层结构，表现层、业务逻辑层、数据层相互独立，最终用户不直接与数据库发生关系，不需要了解所访问数据库的技术细节，而把着眼点放在所要浏览的数据结果上，应用人员更容易提出对系统的要求并参与设计。

网络结构

图1 系统网络结构

其他部门

网络中心 Internet/

Intranet 其他部门

客户端 客户

端 外设（绘图仪、打印机等）

外设（扫描仪、数字化仪

等）

数据服务

器

TCP/IP 应用服务器

Oracle

SDX

端

数据库管理子系统体系结构

图2 系

系统体系结构

系统采用标准的三层体系结构：

数据层：采用Oracle 数据库系统，实现各类数据的高效存储和管理。 桌面数据库管理应用程

SuperMap SDX+或

基础空间市政数据

输入输

数据编查询浏统计分批量更地图制SuperMap Objects 组件库

表现层

逻辑层 数据层