基于MAPGIS的市政信息管理系统设计与实现.pdf

本栏目责任编辑闻翔军 数据库与信息管理 Computer Knowledge and Technology电脑知识与技术第5卷第28期2009年10月 基于 MAPGIS 的市政信息管理系统设计与实现 王亚民 1，王卫峰2，葛登科1，王水平1 1.西安电子科技大学经济管理学院，西安，710071；2.石河子泽众水务有限公司，新疆石河子，832002 摘要该文介绍了市政信息管理系统包含的基本功能，给出了市政设施数据模型的抽象方法，基于MAPGIS实现了市政基础设施的 管理功能，对市政管理信息化建设有重要的参考作用。 关键词市政信息系统；MAPGIS；市政设施 中图分类号 TP319文献标识码A文章编号1009-3044200928-7852-03 Design and Implementation of Municipal Ination Management System Based on MAPGIS WANG Ya-min1,WANG Wei-feng2, GE Deng-ke1, WANG Shui-ping1 （1.School of Economic and Management, Xidian University, Xi’an 710071;2. Shihezi ZeZhong Water Supply Limited, Shihezi 832002 Abstract The paper introduces the basic function of the municipal ination management system, puts forward the abstract s of the municipal facilities data model, and realizes the management function of the basic municipal facilities based on the MAPGIS.This paper has the reference effect on ination construction of the municipal management. Key words municipal ination management system; MAPGIS; municipal facilities 随着信息化时代的来临，建设“数字城市”、实现现代化城市的信息化管理已成为城市发展的新方向。 市政工程管理部门负责城 市道路桥梁、供水排水、路灯照明、供热、燃气、市容环境等管理职能。 市政基础设施是城市建设中的公用基础设施，分布面较大，技 术资料信息量复杂。 因此，为了适应城市现代化管理，及时的﹑ 方便的﹑ 直观的掌握城市各地区的各种现场参数和周围环境，提高各 种设施的运行和服务质量，提高市政管理部门的社会影响，美化城市环境，保证人们的生活及行动安全。 拥有一个信息量丰富、真实 直观、使用维护方便的市政设施信息管理系统对于一个现代化城市是十分必要的，GISGeographical Ination System技术是实现 市政信息化建设的一种主要技术手段。 1市政基本设施 市政基本设施主要包括供水、燃气、排水、电力、供热、路灯、园林、路桥、公交等行业。 本系统主要实现了路桥、排水、路灯等管理 功能。 路桥系统设施主要有道路、立交桥、交通标志、标线、信号灯、路栏、涵洞、加油站、停车场、收费站等。 排水管网有雨水管、污水 管和合流管,其中雨水管网设施包括雨水箆、检查井、雨水管、连接管、泵站及出水口等。 污水管网包括收水井、检查井、污水管、连接 管、提升泵站、明沟、污水处理厂等。 路灯系统主要有配电箱、箱式变、接线井、控制线路、架空线、电缆线、路灯等。 这些设备设施的功 能和种类各不相同。 这些设施在信息系统中均以图形符号的形式存在，每一个设施都有自己对应的属性信息。 比如，一条道路它的 属性信息包括道路名称、道路长度、道路宽度、类型、路面处理、建设历史、维修历史、养护责任人等。 对应具体的设施，用户根据实 际情况和具体需求确定属性信息，并在计算机中输入，使其与表示实际市政设施的图形符号相关联。 2市政设施数据模型 GISGeographical Ination System是采集、存储、管理、分析和描述某区域内与地理位置与空间分布有关的数据的空间信息系 统。它主要涉及空间数据、属性数据及可能的拓扑关系的组织和管理。MAPGIS是武汉中地信息工程公司开发的GIS平台软件，也是 国产GIS基础软件中产品化程度较高，应用较广的系统。 该平台可以直接实现海量图库管理、大型数据库支持以及拓扑数据模型支 持等。MAPGIS平台将地理数据进行分层管理,按照各种地物类型和特点,将它们分为点、线、面或区、表、网要素来进行管理。点描 述的是零维形状、很小而不能够描述为线或面的地理要素;线是一维形状,描述狭窄而不能够描述为多边形的地理要素。 面是二维 形状,描述由一系列线段围绕而成的一个封闭的具有一定面积的地理要素;表是非空间实体对象,用来描述非空间实体特征或空间 实体属性特征的一组记录;网即为网络,是一个由边和结点二元关系构成的地理要素。 空间数据模型的主要任务是在计算机环境下 描述和模拟实现地理世界。 它要解决的核心问题是空间数据的描述和组织。 各类市政设施按照空间几何形态的抽象,可以分成四类 ①点状要素,它包括供水系统中阀门、水表、连接设备等;电力系统中 杆塔、变电站、刀闸、变压器;燃气系统中阀门、变径接头、调压器等;排水系统中检查井、泵站等;供热系统中热源、热力站、热用户处 设备等;路灯系统配电箱、箱式变、接线井等; ②线状要素,它包括供水系统中供水管;供热系统中供热管;排水系统中雨水管、污水 管;电力、路灯系统架空线、电缆线;路桥系统中道路; ③面状要素,它包括园林系统中绿地等; ④记录要素,它没有具体几何图形信 息,包括电力系统记录交叉跨越情况信息、巡检记录信息等[1]。 在各类市政设施中,许多设施间具有拓扑关系，如排水系统中检查井 收稿日期2009-07-08 作者简介王亚民（1962-），男，教授，研究方向信息系统与智能信息处理； 王卫峰（1965-），男，工程师，研究方向计算机应用；葛 登科（1984-），男，硕士研究生，研究方向信息系统与智能信息处理；王水平（1961-），男，高级工程师，研究方向计算机 检测技术。 ISSN 1009-3044 Computer Knowledge and Technology电脑知识与技术 Vol.5,No.28,October2009, pp.7852-7854 E-mail jslt Tel86-551-56909635690964 7852 数据库与信息管理 本栏目责任编辑闻翔军 Computer Knowledge and Technology电脑知识与技术第5卷第28期2009年10月 与雨水管之间等等。 另外,许多设施间却不存在拓扑关系,但是它们 之间存在依附关系,它们在空间平面上的坐标位置一致或有一定的偏 移,如路灯系统中路灯与灯杆之间等等。 市政基础设施内容较多，在不同的城市可能由不同的行政部门进 行管理，文中所描述的系统主要实现了桥梁、道路、排水管和各类井等 的管理。 系统数据的管理采用工程管理和专题数据管理两种方式。 工 程管理可方便的对图形的点、线、面文件以及各类文档进行合理化管 理，利用工程文件可以对显示方式、数据文件的操作状态、图形输出等 进行操作； 专题数据管理可以方便的对专题数据显示方式、 添加、修 改、查询、统计、图形输出等进行操作。 专题数据是本系统的数据管理 核心，本系统实现的专题数据主要有道路、桥梁、排水管道和各种主要 排水管道的相关井。 专题数据空间信息和属性信息互相关联，其属性信息数据模型如 表1表4。 3系统架构及主要功能 系统构架在普通PC机上，基于国产优秀软件MAPGIS平台，运用 先进的可视化Visual C面向对象编程工具，结合MAPGIS强大的二 次开发函数库，进行系统二次开发。 系统管理的对象为城市道路、桥梁、地下管道以及井四种基础设 施。 这些设施在系统中均以图形符号的形式存在，每一个设施都有自 己对应的属性信息。 比如，一条道路它的属性信息包括道路名称、道 路长度、道路宽度、修建年代等。 对于具体的设施，用户可根据实际情 况和具体需求，将确定的属性信息在计算机中输入该系统，通过系统 管理人员可方便的对这些数据进行科学化、自动化、信息化管理，以实 现信息的浏览、查询、定位、统计输出及数据维护。 本系统总体结构分为原始数据层、数据处理层和数据应用层三部 分。原始数据层指获取原始成果图件资料、文档资料等的过程，在该过 程获得的数据需要按照系统要求进行处理；数据处理层指按照系统设 计要求对原始数据层获取的数据进行编辑处理，使其符合系统设计要 求；数据应用层是指用户根据系统提供的功能对数据进行浏览、查询、 定位、统计、输出及数据维护等应用的过程。 在整个系统的应用过程 中，只有数据应用层是直接面向最终用户,其它两层由专业人员完成。 系统功能架构如图1所示，系统界面如图2所示。 市政信息管理系统中包括了基础地形数据（底图）和专题数据（桥 梁、道路、管线、井）。 底图工程是反映基础地形和建筑物信息的点、线、面文件的集合。 在市政设施信息管理系统中作为参照数据， 与专题数据叠加显示，一 般用于显示和输出。 以MAPGIS工程文件*.MPJ形式添加。 专题数据 即桥梁、道路、管线、井数据。 它是系统管理的核心数据。 3.1数据入库 新建工程前，首先必须要准备好数据。高质量的数据，可以保证建 立起一个完整的、性能优良的数据工程。 在本系统中新建工程要求底 图工程和专题数据必须加载。 这些数据的来源有多种形式（如从已有 的AUTOCAD工程图转换），但对专题数据的要求如下①点状要素 一般只记录其定位位置的一个点，有方向时记录两个点，第一点表示 其定位位置，第二点表示其方向。 第一点与第二点之间的距离不代表 符号大小， 点的定位位置参照现状图图式。②线状要素保持其连续 性，被其它符号割断而应连接的线，按延伸方向将其连接。需要建拓扑 关系的线状要素，线段分割在适当的交叉点或属性变换点处，以保证 拓扑的一致性和要素属性的逻辑一致性， 不需建拓扑的线状要素，线 段分割在属性变换点处。③要保征图形和属性的一致性。 3.2专题数据编辑 桥梁编辑完成的功能有添加桥梁、移动桥梁、定位桥梁、修改桥梁角度、删除桥梁、修改桥梁参数、修改桥梁属性、桥梁现状图 片编辑、桥梁竣工图编辑等；道路编辑完成的功能有添加道路、移动道路、剪断道路、延长道路、联接道路、靠近道路、删除道路、修 改道路参数、修改道路属性、道路现状图片编辑、道路竣工图编辑；管道编辑完成管道添加和维护功能，在输入管线时可供选择三种 管线类型（污水管线、污雨管线、雨水管线）中的一种管线进行输入，其它有关管道的操作与道路的操作基本相同；有关井的操作与 表1桥梁信息资料结构类型 表2道路信息资料结构类型 表3排水管道信息资料结构类型 表4井信息资料结构类型 图1系统功能结构 7853 本栏目责任编辑闻翔军 数据库与信息管理 Computer Knowledge and Technology电脑知识与技术第5卷第28期2009年10月 桥梁的操作基本相同。 3.3数据统计 数据统计是对专题数据的应用操作，主要包括桥梁统计、道路统计、管 道统计等。 在日常办公中对专题数据进行统计，能够更加快速、灵活、准确、 直观地为城市市政设施部门及决策机构提供所需的各种信息，同时为量化 目标管理提供科学依据。①系统可以对所有桥梁专题数据中的桥梁进行桥 梁总面积和桥梁总座数统计，用户也可以对面积和座数进行年度统计。② 系统可以对所有道路专题数据中的道路进行道路总长度、道路总面积和道 路总条数统计，用户也可以对道路长度、道路面积和道路条数进行年度的 统计。③系统可以对整个管道专题数据进行长度的统计，用户还可以对管 道进行年新增长度的统计。④除此之外，系统还提供了道路分段统计、管道 分段统计、任意范围道路统计、任意范围管道统计、任意范围道路分段统 计、任意范围管道分段统计等专题数据统计功能。 属性数据统计是根据桥梁、道路、管道的属性字段和属性字段数据进行统计的。 可以统计分类字段属性的最大值、最小值、总数 以及平均值，也可以根据分类字段的属性值通过设置分类的方法和统计的方式对被统计字段的属性数据进行统计。 统计结果数据 可以保存，统计的图像数据也可以保存。 桥梁、道路、管道属性数据的统计操作基本相同，下面就以桥梁属性数据的统计操作过程进 行说明。①字段设置首先在字段设置的分类字段下拉列表中选择分类的字段，如果选择的是数值型字段，则在右侧显示该字段的 最大值、最小值、总数以及平均值。 然后选择被统计的字段。②分类方法在分类方法中可以对数值型字段进行一值一类或者分段分 类的选择，如果选择分段分类则可以通过对点击设置分类信息按钮弹出的分段设置对话框中数据项的设置进行分段，首先选择分 段数，然后点击均匀分段，则系统自动均匀给该字段值的范围均匀分段。 用户也可以通过点击分段值对分段范围重新进行设定。 非 数值型字段只能进行一值一类的分类方法。③统计方式数值型字段可进行计数方式和累计方式的统计方式，而非数值型字段只能 进行计数方式的统计方式。 计数方式就是按多少个进行统计，而累计方式则是将统计的字段属性值进行累加的统计。 字段设置、分 类方法统计方式设置完成后即可开始统计，统计结果有两中输出方式，一种是列表形式，一种是图形形式。 图形方式还可以进行标 注和连动的设置。 用户可以通过点击保存数据和保存图像分别对两种统计输出的结果进行保存。 除以上主要功能外，系统还提供了方便的信息浏览、动态距离面积测量、定位查询、打印输出、系统管理等常用功能，使得系统 有友好的用户界面。 4结束语 本系统处理的数据是宝鸡市市政设施的矢量数据及相关信息，通过本系统可以方便的对这些数据进行科学化、自动化、信息化 管理，以实现信息的浏览、查询定位、统计输出以及数据的维护。 随着地理信息系统的不断发展，它将更广阔灵活应用社会各个部 门。 基于GIS的市政信息管理系统和集成的研究和应用，将丰富完善数字城市理论架构和实践积累，有利于推动城市信息化大范围 深层次的研究。另外,由于市政行业涉及设施类型众多,特性各异,建立基于GIS的市政设施数据模型,可实现城市级的市政设施管 理的综合集成与共享,这样将大大提高了市政设施管理和养护水平,为市政行业管理者提供了科学准确的决策性服务。 参考文献 [1]林伟华,伍永刚,曾文,等.基于MAPGIS的市政设施数据模型研究[J]，测绘科学，2008.33474-77. [2]宝鸡市市政设施地理信息管理系统使用手册[M].西安西安电子科技大学，2008. [3]吴信才.地理信息系统设计与实现[M].北京电子工业出版社，2002. 图2系统工作界面 7854