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關(guān)于開發(fā)鄭州市天然氣輸配管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)的探討
一、必要性及可行性
必要性：
鄭州市燃?xì)夤芫W(wǎng)地下設(shè)施從1985年開始敷設(shè)至今，已有十六年的時(shí)間。據(jù)最新資料統(tǒng)計(jì)，截止2001年初，已敷設(shè)長(zhǎng)輸管線76KM，市區(qū)中壓管道380KM，庭院管道1100KM，門站兩個(gè)，干式儲(chǔ)氣柜3個(gè)(共20萬(wàn)立方米)，年供氣量8500萬(wàn)立方米， 日最大供氣量42萬(wàn)立方米，供氣面積覆蓋120平方公里，民用戶36萬(wàn)戶，公福戶860戶，工業(yè)用戶38戶。以往對(duì)這些信息的保存、調(diào)用，均以圖紙檔案的方式。隨著管網(wǎng)建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大及時(shí)間的流逝，新老資料越積越多，許多已鋪設(shè)的管線需要維修、維護(hù)，同一管線由于改造會(huì)．出現(xiàn)多份資料，從而給管理帶采混亂。隨著類似問題的積累，給管網(wǎng)正常，維護(hù)與維修造成困難，影響對(duì)故障的搶修，而搶修時(shí)間的延誤會(huì)造成更大的經(jīng)濟(jì)損失。隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)地下管網(wǎng)設(shè)施信息的保存、調(diào)用，目前已發(fā)展到“智能”化的程度�；谟�(jì)算機(jī)地理信息系統(tǒng)技術(shù)，可高效、快速、準(zhǔn)確的調(diào)出所需要的管網(wǎng)信息，并具有一定的分析功能，為搶險(xiǎn)、維修、規(guī)劃燃?xì)夤芫W(wǎng)提供了方便、快捷的手段。地理信息系統(tǒng)的開發(fā)，是行業(yè)發(fā)展、邁向高效管理的必由之路。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的發(fā)展證實(shí)了這一點(diǎn)。結(jié)合公司已建和在建的CAD設(shè)計(jì)系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)調(diào)度系統(tǒng)，用戶服務(wù)系統(tǒng)以及內(nèi)部網(wǎng)辦公自動(dòng)化系統(tǒng)，開發(fā)天然氣輸配管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)是十分必要的。
可行性：
目前，國(guó)內(nèi)流行的地理信息開發(fā)軟件有Maplnfo，ArcView，MAPGIS，GeoStar等。比較這些軟件開發(fā)平臺(tái)，ArcView適用于較大的地理信息系統(tǒng)，它是由美國(guó)ESRI公司研制的ARC/INFO平臺(tái)系列產(chǎn)品，是GIS技術(shù)的先驅(qū)，適用于各種尺度應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)，尤其是較大的系統(tǒng)多采用該穩(wěn)定的開發(fā)平臺(tái)。其它系統(tǒng)則用于開發(fā)較小型的地理信息系統(tǒng)、桌面制圖及管理系統(tǒng)。
經(jīng)考察，分析如下：
1．地理信息系統(tǒng)的開發(fā)，屬于計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的應(yīng)用開發(fā)，能否成功，取決于開發(fā)人員對(duì)應(yīng)用軟件的熟悉程度。基于平臺(tái)的開發(fā)工作，是一種高級(jí)語(yǔ)言的開發(fā)，系統(tǒng)提供了大量的基本工具庫(kù)，經(jīng)過(guò)短期學(xué)習(xí)和培訓(xùn)，能夠較快的掌握平臺(tái)，具備基本的應(yīng)用能力。
2. 地理信息系統(tǒng)的開發(fā)，需要有燃?xì)庑袠I(yè)地下管網(wǎng)的知識(shí)、資料，公司有這方面的優(yōu)勢(shì)。綜上所述，開發(fā)鄭州市天然氣輸配管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)是可行的。
二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則
為使地理信息系統(tǒng)的實(shí)施滿足公司現(xiàn)階段的需要，并使之成為鄭州市綜合地理信息的一部分，另外考慮在系統(tǒng)內(nèi)容及功能方面進(jìn)一步拓展的需要，系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循，以下原則：
1．標(biāo)準(zhǔn)化原則：系統(tǒng)數(shù)據(jù)的分類編碼應(yīng)嚴(yán)格遵循現(xiàn)有的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，除此之外，還應(yīng)制定適合鄭州市特點(diǎn)的具有區(qū)域推廣應(yīng)用價(jià)值的地方標(biāo)準(zhǔn)。
2．完備性原則：數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的圖形及屬性等信息，應(yīng)能滿足系統(tǒng)的正常運(yùn)行和用戶日常工作的需求。系統(tǒng)具有的功能應(yīng)當(dāng)完成系統(tǒng)總體方案定義的全部功能，并提供友好的用戶界面。
3．可靠性的原則：一是數(shù)據(jù)可靠性，圖形信息和屬性數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，并可及時(shí)補(bǔ)充、更新和備份已變動(dòng)的數(shù)據(jù)。二是系統(tǒng)的可靠性，系統(tǒng)無(wú)故障率須達(dá)到用戶的管理要求，并具備良好的安全保密措施。此外，系統(tǒng)還考慮到數(shù)據(jù)的兼容性及技術(shù)先進(jìn)性等原則。
三、系統(tǒng)開發(fā)硬件環(huán)境
系統(tǒng)開發(fā)硬件環(huán)境建設(shè)原則是：依托公司現(xiàn)有的或即將建設(shè)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境及設(shè)備基礎(chǔ)，增加具有適合地理信息系統(tǒng)開發(fā)的圖形工作站，可進(jìn)行數(shù)據(jù)共享的網(wǎng)管地理信息服務(wù)器。
四、系統(tǒng)軟件
系統(tǒng)采用windows NT 或(windows 2000)操作系統(tǒng)。GIS軟件的選擇：經(jīng)考察國(guó)內(nèi)已建成的天然氣管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)，大多采用國(guó)外的GIS軟件。國(guó)內(nèi)自行研制的GIS軟件，雖經(jīng)幾年發(fā)展有了相當(dāng)?shù)幕A(chǔ)，但在功能的穩(wěn)定性和二次開發(fā)上與國(guó)外軟件尚存在距離。
國(guó)外典型GIS性能比較：
經(jīng)調(diào)研分析，專業(yè)軟件采用美國(guó)ESRI公司的ARC／INFO系列產(chǎn)品。
理由如下：
1．ESRI公司于20世紀(jì)70年代開始研制GIS軟件產(chǎn)品，是公認(rèn)的GIS軟件鼻祖，現(xiàn)仍是GIS軟件的領(lǐng)頭羊。產(chǎn)品系列全，穩(wěn)定性。
2．ARC／工NFO系列產(chǎn)品不僅具有強(qiáng)大的空間數(shù)據(jù)管理功能，而且其分析功能是其它GIS軟件所無(wú)法比擬的。尤其是網(wǎng)絡(luò)分析功能十分強(qiáng)大，這一功能在管網(wǎng)故障分析中是不可或缺的，它對(duì)系統(tǒng)的深層次開發(fā)具有重要意義。
3．在數(shù)據(jù)兼容方面具有優(yōu)勢(shì)。由于系統(tǒng)采用數(shù)據(jù)開放功能，可直接讀取關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)文件，可無(wú)須轉(zhuǎn)換直接讀取AUTOCAD圖形文件。目前，設(shè)計(jì)室采用的AUTOCAD設(shè)計(jì)圖紙，本系統(tǒng)可直接引用。
4．鄭州市規(guī)劃局及鄭州市房地產(chǎn)局所建的市區(qū)1：10000和1：500電子地圖均采用ARC／INFO系統(tǒng)，為以后使用大比例尺圖提供可能。
五、系統(tǒng)前期的預(yù)研
天然氣管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)是一個(gè)較為復(fù)雜的圖形和數(shù)據(jù)庫(kù)相結(jié)合的系統(tǒng)。系統(tǒng)基礎(chǔ)信息資料的規(guī)范化采集輸入以及日后的系統(tǒng)維護(hù)是本項(xiàng)目的難點(diǎn)所在。應(yīng)該本著“統(tǒng)一規(guī)劃，分步實(shí)施”，邊建設(shè)邊應(yīng)用，有投入有效益的原則，既要為公司節(jié)約項(xiàng)目開發(fā)資金，又要建立起穩(wěn)定可靠，切實(shí)可用的天然氣管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)。任何急功近利，急于求成，幻想一步到位的開發(fā)思想，都是不切實(shí)際的。這樣做的結(jié)果，必將給本項(xiàng)目留下后患，給公司造成損失。
采用前期預(yù)研的方法，充分利用當(dāng)?shù)氐募夹g(shù)優(yōu)勢(shì)和力量，可避免走彎路，減少系統(tǒng)開發(fā)后續(xù)服務(wù)的費(fèi)用。地理信息系統(tǒng)的最大特點(diǎn)之一是：基礎(chǔ)地理信息采集數(shù)據(jù)量大，信息的現(xiàn)勢(shì)性強(qiáng)。應(yīng)充分利用眾多相關(guān)的鄭州市地理信息基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并考慮逐年更新、充利用這些資源的便利性，有利于開發(fā)后的信息數(shù)據(jù)維護(hù)、城市管網(wǎng)規(guī)劃。避免因到非專業(yè)部門獲取數(shù)據(jù)由于格式不統(tǒng)一而造成的大量問題。
預(yù)研步驟：
利用ArcView系統(tǒng)在鄭州市1：10000的電子地圖上進(jìn)行項(xiàng)目預(yù)研。預(yù)研的內(nèi)容有：
1．將鄭州市天然氣主干管網(wǎng)1：1000的地理信息輸入系統(tǒng)。
2．建立系統(tǒng)的信息采集、資料管理、輔助設(shè)計(jì)、信息分析等功能。
3．通過(guò)預(yù)研，系統(tǒng)應(yīng)基本具備的功能有：
(1) 查詢(包括：按地段、按型號(hào)、按類型等)
(2) 分析(包括：管網(wǎng)故障影響地域等)
(3) 統(tǒng)計(jì)(基于地圖數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì),如：管段長(zhǎng)度、閥門總數(shù)等)
(4) 編輯(包括：基本圖形要素
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