耿岩
四川省煤田测绘工程院 610072
摘要：作为一个城市的生命线，地下管网肩负着为建筑物输送资源和能源的任务，是人类日常生活与生产活动顺利开展的保障。以往城市地下管网管理模式随着人们日益增长的需求已无法满足社会发展要求。为了推动城市的建设发展，必须重视城市地下管网中GIS技术的有效运用，GIS技术能够提升城市建设效率，实现二维向三维的转变，更有利于地下管网工作的开展。鉴于此，本文首先介绍了GIS技术概念，其次分析了城市地下管网GIS的工作要点，最后探讨了城市地下管网测绘中的GIS技术应用，以期能为相关业界人士提供一些有价值的参考。
关键词：城市地下管网；测绘；GIS技术；应用
前言：城市地下管网具有规模大、范围广、类型繁杂以及空间分布复杂等特点，是推动城市有序建设的重要前提，肩负着城市日常供水、污水排放、传输信息以及输送能源的重大任务。所以，必须重视GIS技术在城市地下管网测绘中的应用，这样才能最大程度保证地下管网的安全运行。
1GIS技术概述
不同类型测绘信息的采集与分析都可应用GIS技术来实现，还能提高测绘信息的精确度，进一步扩大测绘范围。城市地下管网测绘中GIS技术应用优势的发挥主要是利用计算机技术实现对空间数据的全面管理，而计算机中的模拟数据程序对地理信息深入分析，为相关人员提供丰富的信息数据资源。传统城市地下管网管理不具备统一性，导致实际工作效率与质量迟迟无法提高，进而导致管理工作标准与要求降低。但GIS技术的应用，帮助城市地下管网测绘人员构建了高精度数据库并通过实时共享为管理人员开展相关工作提供了更加准确的数据依据，不仅能提升地下管网测绘水平，还可以提高管理效率。
2城市地下管网GIS的工作要点
2.1需求分析工作
顾名思义，需求分析工作是对用户需求进行分析的一项工作。这一工作所输出的结果与用户实际需求的匹配程度和适配性，将左右整体管线设计工作的效率和进度，并影响设计结果的合理性和适用性。需求分析的核心任务是通过详细调研并分析研究建设目标，从而挖掘用户的内在需求，最终为后续的系统功能规划设计提供支撑，此外，还应当为未来的拓展升级预留一定的建设空间。
2.2现状调查工作
数据收集和分析工作是系统分析中至关重要的工作，并且这是系统可行性分析和设计的重要基础性工作。过去的研究中表明，地理底图和管道网络数据，是系统中涉及的主要数据。底图来自测绘局的城市1：500地形图。城市地理底图通常包含超过133,360,500张地形图。由于地形图通常是基于纸张的，因此有必要对地形图进行矢量化处理并进行数据合并与拼接处理。管道和各种设备的工作运行数据、管道的建设数据以及管道的空间位置数据组成了管网的全部维度数据。其中，属性数据包括阀门直径、埋入深度、打开方式、结构模式和管道直径，管道长度，材料等；空间数据包括管网中每个地理单元的绝对坐标及其之间的关系。
2.3可行性分析
可行性研究阶段是系统建设任务规划完成后的验证阶段，这一阶段主要对几种可能的解决方案的优缺点进行分析，以确定原来的制度目标和规模是否现实。这一阶段通常从社会、技术和经济因素等方面评估方案的可行性。
3城市地下管网GIS技术的应用
3.1爆管分析功能
在城市地下管网信息管理系统中，爆管分析功能是最重要的功能之一。传统的爆管维修工作，涉及组织相关人员在发生管道故障事故后审查计划、并根据人员的维修经验制定阀门关闭计划等多环节、多流程。因此这一方法效率低，精度差，不仅使得维修工作冗长复杂，还扩大了爆管事故的波及面和影响程度，并对水资源造成了极大的浪费，拉高了事故带来的经济与社会利益的损害。目前，对于管网的破裂原因，相关公司通常通过模式化的流程对其诱因、波及面进行分析，并制定相应的管网切断计划：首先选择折断点，获取折断点所在的管道，然后获取起始和末端的端点，最后将管道横穿直至达到一定半径，找到管道的横截面。
不过，这一方法因为尚未发展成熟，存在着无法高效分析突发事件，并且对数据量大的管网系统也无法下手的问题。
城市地下系统中不时发生管道破裂事故，是在自来水厂运行中常常遇到的问题。因此，有必要重视对自来水管爆裂的损害管制工作，从而降低管线爆裂导致的损失。如今，城市地下管网的规划范式主要有环形管网和树形管网两种，通常来说，在中心城区和一些重要区域的城市地下管网，基本采用环形管网的方式进行规划；而在一些较为分散或者呈现主干-枝干布局的居民区和路边建筑，则通常使用树状官网，布置地下管网。如果断裂点在主管上，则必须在断裂点的两侧都将水切断；如果断裂点在分配管中，则可以利用分配管段的水流方向是固定自上而下流动的这一性质，采取只关闭上游管段的方式阻断水流，修复爆裂。
3.2查询显示管网设施模块
该模块提供了一套完整的工具，用于在地下管网中添加和编辑GIS数据。其具有图层元素的编辑所选元素的属性值并从外部表生成图形；在编辑时捕获相关数据；合并，拼接和裁剪图层元素；中间层元素；并行拷贝图层元素；检查图层元素；使用草图工具创建几何图形，选择当前可编辑层；开始，结束和保存编辑内容；组合，排列和分割图层元素；选择并编辑图层元素的空间二维特征等基本编辑和现实功能。
3.3管道设施报表统计模块
地理信息系统的主要特征之一就是统计，地下设施报表统计模块不仅可以统计分析管网的各维度信息，还可以科学发掘数据的内在价值，输出报告。具体而言，地下管道设施报表统计模块可以有效的归纳记录管道的各维度数据，选择满足相关规划有要求的管道，然后将统计条件和管道的属性信息输出到具体的报告之中，以导出统计信息。对于满足条件的管道的属性信息，可以使用相关的专业数据分析系统与管理工具进行科学化的管理与系统化的分析。通过向报告提供自定义状态统计信息，用户可以对管道和辅助设施的属性执行汇总的状态统计信息，并科学地将统计结果进行凝练化的汇总和编制。
3.4维护数据模块
维护数据模块是全方位记录管线修理记录，并对其进行相关的修订、补充、删除、标记的系统。这一模块具有一键查询，关键词排序查询，搜索查询，数值区间查询以及维护记录的导入与导出功能。维护数据模块具备记录、编辑、删除裸钢管腐蚀数据、阀门井检查和维护数据、水阀开关数据、保存地下设施维护数据、管道中断维护数据、寄存管网辅助设备维护数据等功能。并且，可以对这些数据进行方便快捷的分析和导出。
3.5垂直剖面分析模块
垂直剖面分析模块是一种视觉化采集地下管道数据，并进行响应分析的系统。这一系统可以有效地为市政建设提供强有力的参考。这减少了与施工有关的停水停电，并防止了不必要的生产安全责任事故和相伴随的经济与社会损失。这一分析模块具有全方位记录输水管线相关数据、对比输水管线数据与建设要求、一键式输出管道线路断面图像、标记重要管道、输出相应地图等功能。
结束语：
总而言之，将GIS应用在城市地下管网测绘中具有十分重要的作用及意义，相关人员通过GIS技术构建完善的地下管网测绘系统，能够实现对地下管网的有效管理，不仅能够更加准确的找到地下管网的故障位置，还能够进一步提升管理质量及效率，将地下管网的作用最大程度发挥出来，从而推动城市化的建设发展，建立更加稳定的地下管网工程。
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