【畢業(yè)學(xué)位論文】（Word原稿）基于ArcGIS的中小型區(qū)域綜合管網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)-軟件工程

中圖分類號： 學(xué)校代碼： 10055 密級： 專 業(yè) 碩 士 學(xué) 位 論 文 基于 設(shè)計與實現(xiàn) on 論文作者 郭 元 指導(dǎo)教師 高鐵杠 教授 申請學(xué) 位 軟件工程碩士 培養(yǎng)單位 軟件學(xué)院 答辯委員會主席 評 閱 人 南開大學(xué)研究生院 二一三年 一月 南開大學(xué)學(xué)位論文使用授權(quán)書 根據(jù)南開大學(xué)關(guān)于研究生學(xué)位論文收藏和利用管理辦法，我校的博士、碩士學(xué)位獲得者均須向南開大學(xué)提交本人的學(xué)位論文紙質(zhì)本及相應(yīng)電子版。 本人完全了解南開大學(xué)有關(guān)研究生學(xué)位論文收藏和利用的管理規(guī)定。南開大學(xué)擁有在著作權(quán)法規(guī)定范圍內(nèi)的 學(xué)位論文使用權(quán)，即： (1)學(xué)位獲得者必須按規(guī)定提交學(xué)位論文(包括紙質(zhì)印刷本及電子版 )，學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印或其他復(fù)制手段保存研究生學(xué)位論文，并編入南開大學(xué)博碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫； (2)為教學(xué)和科研目的，學(xué)?？梢詫⒐_的學(xué)位論文作為資料在圖書館等場所提供校內(nèi)師生閱讀，在校園網(wǎng)上提供論文目錄檢索、文摘以及論文全文瀏覽、下載等免費信息服務(wù)； (3)根據(jù)教育部有關(guān)規(guī)定，南開大學(xué)向教育部指定單位提交公開的學(xué)位論文； (4)學(xué)位論文作者授權(quán)學(xué)校向中國科技信息研究所和中國學(xué)術(shù)期刊 (光盤 )電子出版社提交規(guī)定范圍的 學(xué)位論 文及其電子版并收入相應(yīng)學(xué)位論文數(shù)據(jù)庫，通過其相關(guān)網(wǎng)站對外進行信息服務(wù)。同時本人保留在其他媒體發(fā)表論文的權(quán)利。 非公開學(xué)位論文，保密期限內(nèi)不向外提交和提供服務(wù)，解密后提交和服務(wù)同公開論文。 論文電子版提交至 校圖書館網(wǎng)站： 。 本人承諾：本人的學(xué)位論文是在南開大學(xué)學(xué)習期間創(chuàng)作完成的作品，并已通過論文答辯 ； 提交的學(xué)位論文電子版與紙質(zhì)本論文的內(nèi)容一致，如因不同 造成 不良后果由本人自負。 本人同意遵守上述規(guī)定。本授權(quán)書簽署一式兩份，由研究生院和圖書館 留存。 作者暨授權(quán)人簽字： 20 年 月 日 南開大學(xué)研究生學(xué)位論文作者信息 論文題目 基于 中小型區(qū)域綜合管網(wǎng)系統(tǒng) 的設(shè)計與實現(xiàn) 姓名 郭元 學(xué)號 2220101125 答辯日期 2013 年 月 日 論文類別 博士 學(xué)歷碩士 碩士專業(yè)學(xué)位 高校教師 同等學(xué)力碩士 院 /系 /所 軟件學(xué)院 專業(yè) 軟件工程 聯(lián)系電話6135075信地址 (郵編 )： 自治區(qū)人 民醫(yī)院 (830000) 備注： 是否批準為非公開論文 注：本授權(quán)書適用我校授予的所有博士、碩士的學(xué)位論文。由作者填寫 (一式兩份 )簽字后交校圖書館，非公開學(xué)位論文須附南開大學(xué)研究生申請非公開學(xué)位論文審批表。 南開大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進行研究工作所取得的 研究 成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本學(xué)位論文的研究成果不包含任何他人創(chuàng)作的、已公開發(fā)表或者沒有公開發(fā)表的作品的內(nèi)容。對本論文所涉及的研究工作做出貢獻的其他個人和集體，均已在文中以明確方式標明 。本學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明的法律責任由本人承擔。 學(xué)位論文作者簽名： 年 月 日 非公開學(xué)位論文標注 說明 根據(jù)南開大學(xué)有關(guān)規(guī)定，非公開學(xué)位論文須經(jīng) 指導(dǎo)教師同意 、作者本人申請和相關(guān)部門批準方能標注。未經(jīng)批準的均為公開學(xué)位論文，公開學(xué)位論文本說明為空白。 論文題目 申請密級 限制 ( 2年 ) 秘密 ( 10 年 ) 機密 ( 20 年 ) 保密期限 20 年 月 日至 20 年 月 日 審批表編號 批準日期 20 年 月 日 限制 2年（最長 2 年，可少于 2 年） 秘密 10年（最長 5 年，可少于 5 年） 機密 20年（最長 10 年，可少于 10 年） 摘要 I 摘要 國家十二五規(guī)劃已經(jīng)明確提出，城市在我國的比例要高于農(nóng)村，隨著我國城市化進程加快，城市建設(shè)管理信息資源的建設(shè)具有至關(guān)重要的意義。就目 前我國的城市化水平逐年提高，城市的基礎(chǔ)建設(shè)發(fā)展迅速，在城市區(qū)域內(nèi)已初步形成大規(guī)模的、錯綜復(fù)雜的綜合管網(wǎng)。 尤其 近年來 伴隨著 城市的建設(shè) 發(fā)展，城市面貌日新月異 ，各種類型的管道的變更速度也在加快，大量的管網(wǎng)資料需要處理 。 本文實現(xiàn)的系統(tǒng)將供電、水、暖、煤氣、通信網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星電視信號網(wǎng)等管網(wǎng)信息，納入統(tǒng) 一管理系統(tǒng)。 本文實現(xiàn)的系統(tǒng) 開發(fā)過程 采用軟件工程的方法，即 設(shè)計模式和 架結(jié)構(gòu)。 本文實現(xiàn)的系統(tǒng) 研究了面對 包羅萬象 的信息和有限的空間資源，如何產(chǎn)生最大的效益，如何最合理利用本文系統(tǒng)使管理者徹底擺脫繁重的手工操作。 本文實現(xiàn)的系統(tǒng) 可以輔助管理者從宏觀上做出正確地決策分析，提高工作的科學(xué)化、規(guī)范化水平，更充分地調(diào)配、利用社會資源；從微觀上保證管網(wǎng)資料的正確性、完整性，提高查詢速度，促進信息共享。本文從“區(qū)域綜合管網(wǎng)解決方案”實際工作中的需求出發(fā)，通過深入調(diào)研，以軟件工程的思想做指導(dǎo)，分析了多家單位的區(qū)域綜合管網(wǎng)的 基本功能和組成情況，包括系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能模塊劃分以及數(shù)據(jù)庫分析，在此基礎(chǔ)上設(shè)計并且實現(xiàn)了系統(tǒng)。 本文實現(xiàn)的系統(tǒng) 平臺已在個別單位投入使用，取得了良好效果。 關(guān)鍵詞： 綜合管網(wǎng) 、設(shè)計模式、 間資源 s it in s of as in of in of a of to be V of VC a to to to of on of of of in of as a of of on to in 錄 I 目錄 1 緒論 . 1 1 1 本文研究的背景與意義 . 1 題建設(shè)的背景 . 1 題研究的意義 . 2 1 2 課題目標 . 3 1 3 本文研究的內(nèi)容與組織結(jié)構(gòu) . 4 2 需求分析 . 5 2 1 系統(tǒng)的總體需求 . 5 統(tǒng)開發(fā)前制定的功能 . 5 統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程需求 . 7 2 2 系統(tǒng)的功能模塊 . 9 統(tǒng)的功能模塊組成 . 9 合管網(wǎng)信息服務(wù)平臺的基本需求歸類 . 10 2 3 系統(tǒng)開發(fā)的技術(shù)需求 . 10 2 3 1 開發(fā)工具的選擇 . 13 統(tǒng)平臺的性能需求 . 14 2 4 系統(tǒng)開發(fā)的軟硬件環(huán)境 . 15 3 系統(tǒng)的總體設(shè)計 . 17 3 1 總體研究方案 . 17 統(tǒng)設(shè)計的原則 . 17 統(tǒng)的總體業(yè)務(wù)流程設(shè)計 . 19 3 2 功能模塊設(shè)計 . 21 線數(shù)據(jù)繪制模塊 . 23 線創(chuàng)建模塊 . 25 目錄 編輯操作模塊 . 25 3 3 系統(tǒng)用例設(shè)計 . 27 網(wǎng)管理功能用例 . 27 網(wǎng)建筑物管理功能用例 . 32 4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計 . 35 4 1 數(shù)據(jù)庫方案制定 . 35 據(jù)庫總體模型規(guī)劃 . 35 據(jù)庫數(shù)據(jù)關(guān)系制定 . 35 4 2 表和字段的設(shè)計 . 36 據(jù)庫數(shù)據(jù)三范式標準實施 . 36 據(jù)庫表的結(jié)構(gòu)設(shè)計 . 37 據(jù)庫數(shù)據(jù)驅(qū)動機制建立 . 42 據(jù)庫數(shù)據(jù)字段類型應(yīng)用 . 43 5 系統(tǒng)實現(xiàn) . 44 統(tǒng)的主界面實現(xiàn) . 44 線數(shù)據(jù)繪制模塊的實現(xiàn) . 44 建基點 . 45 入基點 . 45 置插入基點 . 48 點的點線庫查錯功能 . 48 劃符號功能 . 49 管線創(chuàng)建模塊的實現(xiàn) . 50 線橫斷面屬性設(shè)置 . 50 網(wǎng)類型創(chuàng)建 . 50 編輯操作模塊的實現(xiàn) . 52 網(wǎng)完整性檢查實現(xiàn) . 52 改管線屬性實現(xiàn) . 52 題地圖選擇功能實現(xiàn) . 53 目錄 結(jié)束語 . 54 參考文獻 . 56 致謝 . 58 個人簡歷及攻讀學(xué)位期間參與的工作 . 59 1 緒論 1 1 緒論 1 1 本文研究的背景與意義 題建設(shè)的背景 我國改革開放三十余年，全國人民生活質(zhì)量有了 翻天覆地 的 改變 ，很多農(nóng)村都用起了自來水、天煤氣，家家戶戶都通了電話和有線電視。人們從原來簡陋的茅草屋搬進了現(xiàn)在的高樓大廈，地點也從分散的鄉(xiāng)村生活向中心城市聚集轉(zhuǎn)移。國家十二五規(guī)劃已經(jīng)明確提出，城市在我國的比例要高于農(nóng)村。這樣就進一步加快了我國城市的建設(shè)和城市化進程，鄉(xiāng)村向城市發(fā)展，小城市向大中型城市發(fā)展，大城市、國際化大都城市也屢 見不鮮。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，河南省全省共有 十七 個省轄市、 一 個省直管市 ，二十一 個縣級市 ， 八十九 個縣 ，整整比建國之出河南城市的數(shù)量翻了一倍 1?？陀^地說，我們中國人正在進行一項全人類最偉大 的 工程，全面徹底地改善地球上最大地種族居住、生活、生存環(huán)境，這也必將徹底改變我們偉大祖國地面貌，從沃野千里的農(nóng)業(yè)國向繁榮昌盛的科技工業(yè)大國邁進 2。在這一偉大的進程中，伴隨著城市的發(fā)展，各種復(fù)雜管網(wǎng)也必將層出不窮。如何安全、高效地建設(shè)、管理、維護管網(wǎng)，逐漸成為一個既困難又緊迫的問題。 首先，城市規(guī)模的擴張必然需要管網(wǎng)類型更多 樣化，必然需要管網(wǎng)的密集程度更高 3；其次，管網(wǎng)傳輸壓力，管網(wǎng)接口復(fù)雜程度也伴隨增加。這種情況的連鎖反應(yīng)就是，管網(wǎng)本身的信息量幾何級地膨脹，信息復(fù)雜度也大量增加。傳統(tǒng)的管線數(shù)據(jù)統(tǒng)計形式和定理方法就捉襟見肘了 4。原本統(tǒng)計一整條管線的管理員，在管網(wǎng)增加后可能只能完成十分之一的管段數(shù)據(jù)管理。而且有些管網(wǎng)數(shù)據(jù)，由原來較簡單的數(shù)據(jù)變成了幾種參數(shù)綜合型地數(shù)據(jù)，更復(fù)雜地是每種數(shù)據(jù)又分別劃歸為不同施工單位掌握 5。這樣，在實際管網(wǎng)施工、管網(wǎng)維修等諸多方面都會使施工單位很難全面系統(tǒng)地掌握待施工項目的具體管線信息。很多 可以避免的管線事故，由于管網(wǎng)數(shù)據(jù)管理滯后問題，屢屢發(fā)生。舉個身邊的例子，鄭州二零一零 年 自來水共 有過兩次嚴重的爆裂 事故 6，一次是二零一零 年 陸 月 二十四日東周水廠輸水管道爆裂，影響東區(qū) 三十 萬人 七十二 小時的生活用水；一次 是1 緒論 2 十一月九號 柿園水廠水管爆裂，影響 八十 萬人的生活用水。 這兩次事故的最主要原因 7，就是自來水管線與其它管線施工相交叉，施工方?jīng)]有全面掌握自來水管線壓力保護措施冒然掘進，導(dǎo)致本已經(jīng)超壓運行的主水管爆管。 由此可見一斑，當前我國城市大 量 的錯綜復(fù)雜的地下綜合管網(wǎng)，正面臨著非常大的挑戰(zhàn)。第一，市政管網(wǎng) 管理單位，對現(xiàn)有管網(wǎng)資料不能做到準確、全面、詳細 8；第二，施工單位由于施工周期、工程造價成本限制 9，很難有精力全面調(diào)查施工地點綜合管網(wǎng)信息，這樣容易造成在新管網(wǎng)建設(shè)的同時對老管網(wǎng)誤傷；第三，管網(wǎng)維護各個單位各自為戰(zhàn) 10，水網(wǎng)、電網(wǎng)、氣網(wǎng)、電訊網(wǎng)各自獨立，容易發(fā)生相互干擾、重復(fù)建設(shè)、浪費國家資源等現(xiàn)象。 基于 以下簡稱“本文實現(xiàn)的系統(tǒng)” )正是利用現(xiàn)代 地理信息 技術(shù) 11對城市各類型地下管線進行三維精確定位，對各管線的土層埋深、管直徑、管材質(zhì)、傳輸物屬性、管網(wǎng) 建設(shè)年代等諸多參數(shù)進行系統(tǒng)統(tǒng)計 12。經(jīng)過計算機運算建模分析，形成綜合管網(wǎng)模型。為市政企業(yè)或者相關(guān)管網(wǎng)管理單位提供全面、準確、詳細的管網(wǎng)信息。 題研究的意義 實管網(wǎng)管理存在問題 當前管網(wǎng)管理面臨著多方面的挑戰(zhàn)。首先， 管網(wǎng)類型更多樣化， 其必然結(jié)果是 管網(wǎng)的密集程度更高 13；其次，管網(wǎng)傳輸效率也以幾何倍數(shù)增加；第三，管網(wǎng)接口復(fù)雜程度也伴隨增加。 綜合以上 情況 ， 管網(wǎng)本身的信息量 急驟地膨脹，信息復(fù)雜度也大大 增 強 。管網(wǎng)數(shù)據(jù)，由原來較簡單的數(shù)據(jù)變成了幾種參數(shù)綜合型地數(shù)據(jù) 14，每種數(shù) 據(jù)又分別劃歸為不同施工單位掌握。這樣，在實際管網(wǎng)施工、管網(wǎng)維修等諸多方面都會使施工單位很難全面系統(tǒng)地掌握待施工項目的具體管線信息。 課題研究的意義 本文系統(tǒng)旨在為建設(shè)單位提供管網(wǎng) 與生存環(huán)境資源的和諧相處 15，互相不傷害， 消除管網(wǎng) 危險 和 危害的隱患。 本文系統(tǒng)具有必要的信息安全保護和信息保密措施，建立可靠的管網(wǎng)安全保障體系和管理機制，對非正常渠道登錄、非法訪問和計算機木馬陷井具有相當?shù)姆幢I竊防范能力 16，所采用的保護措施能保證1 緒論 3 整個管網(wǎng)系統(tǒng)正常高效運轉(zhuǎn)。同時，使管網(wǎng)管理單位對管網(wǎng)信息記錄、查 詢、變更高效快捷。本文系統(tǒng)應(yīng)具有高度的可靠性，能可靠地 在規(guī)定的條件下，規(guī)定的時間內(nèi)，完成規(guī)定 的管線段協(xié)調(diào)處理 功能 17。 此外，由于本系統(tǒng)應(yīng)用單位環(huán)境各有不同，在試驗室要模擬環(huán)境干擾。同時系統(tǒng)能有效地避免管網(wǎng)管理斷路，在設(shè)備選擇和互聯(lián)時提供充分的冗余備份 18，確保系統(tǒng)全天候不間斷工作。 本文系統(tǒng) 與國內(nèi) 同類 技術(shù)相比，產(chǎn)品的主要技術(shù)特性 19(功能，效率，速度，精度，能源消耗， 抗干擾能力 等 )具有領(lǐng)先水平 ，從而延長系統(tǒng)的生命周期。本文系統(tǒng) 提供友好的用戶操作界面 ，盡量簡化指令代碼界面，爭取做到讓粗懂計算機軟件 使用規(guī)則的操作員就能操控系統(tǒng)。努力使系統(tǒng) 操作方便、快速、簡捷 ，滿足業(yè)務(wù)人員日常工作習慣和流程 。 1 2 課題目標 本課題的研究目標是，在中等規(guī)模城市市區(qū)及復(fù)雜管網(wǎng)單位實現(xiàn)地下管網(wǎng)設(shè)施的坐標模型化管理。由于地下綜合管網(wǎng)包括了城市地下各類綜合管網(wǎng)，系統(tǒng)十分龐大，這樣就需要合理劃分子管網(wǎng)系統(tǒng) 20。 本文系統(tǒng)力爭做到把 一些孤立的 功用或功能 通過某種方式集中在一起，產(chǎn)生聯(lián)系，從而構(gòu)成一個有機整體。保證系統(tǒng)建設(shè)單位無需花費過多的精力進行系統(tǒng)平臺的整合，從時間和進度上促進系統(tǒng)的快速融入生產(chǎn)生活。同時本文系統(tǒng)在開發(fā)中也注意 到，集成的應(yīng)用也降低了系統(tǒng)維護的難度 21，方便建設(shè)單位后續(xù)的應(yīng)用和管理。盡量保護系統(tǒng)建設(shè)單位現(xiàn)有投資原則。個別廠礦單位已經(jīng)上馬過一些分散的管網(wǎng)管理系統(tǒng)，充分考慮利用原單位現(xiàn)有系統(tǒng)，整合已開發(fā)的信息資源，發(fā)揮現(xiàn)有投資的效能。 本文實現(xiàn)系統(tǒng)遵循 發(fā) 周期內(nèi)有問題定義、可行性分析、總體描述、系統(tǒng)設(shè)計、編碼、調(diào)試和測試、驗收與運行、維護升級到廢棄等階段 22。本文系統(tǒng) 這種按時間分程的思想方法是 遵循 軟件工程中的一種思想原則，即按部就班、逐步推進，每個階段都要有定義、工作、審查、形成文檔以供交流或備查 ，以提高軟件的質(zhì)量 ,保持平臺易維護升級 23。 本文實現(xiàn)的系統(tǒng)在力求做到具有整體協(xié)調(diào)性的前提下，各子系統(tǒng)模塊具有統(tǒng)一性 24；子系統(tǒng)或功能模塊要具有可分性和唯一性；在功能上不與其 它 子系統(tǒng)重復(fù)，同時保證在系統(tǒng)內(nèi)是唯一的，在簡化開發(fā)工作的同時力求減少了模塊之間的相互影響；其二，盡量做到按軟件需求相關(guān)性和數(shù)據(jù)存取完整性的原則，把具有相同邏輯功能和高關(guān)聯(lián)1 緒論 4 性信息交換的部分放在同一子系統(tǒng)中。使功能模塊與系統(tǒng)主控部分要有較強的接口能力、可拆卸性，以便更新和不斷優(yōu)化。 1 3 本文研究的內(nèi)容與組織結(jié)構(gòu) 本文共分六章，具體 如下。 第一章是引言，主要介紹該課題建設(shè)的背景和必要性，以鄭州市為代表分析了我國地下管網(wǎng)建設(shè)中存在的問題。同時描述了本課題的目標和內(nèi)容安排。 第二章為研究課題的需求分析，包括介紹城市地下綜合管網(wǎng)平臺的概況，介紹管網(wǎng)平臺的業(yè)務(wù)，以及本系統(tǒng)功能需求。通過模擬對應(yīng)問題及其特殊地理環(huán)境的建模分析，為問題設(shè)計的信息、功能及系統(tǒng)行為建立模型，將用戶需求精確定量，最終形成需求規(guī)格說明。 第三章為系統(tǒng)的總體設(shè)計，描述了本課題的總體建設(shè)方案，包括系統(tǒng)的設(shè)計原則和總體目標，詳細介紹了該課題的主要建設(shè)內(nèi)容，用圖例圖和 活動 圖形式說 明本系統(tǒng)軟件。系統(tǒng)的功能模塊設(shè)計包括了，管線數(shù)據(jù)繪制模塊，管線創(chuàng)建模塊，編輯操作模塊；系統(tǒng)用例設(shè)計包括了，管網(wǎng)管理功能用例，管網(wǎng)建筑物管理功能用例 ,文中詳細對這幾個方面進行論述。 第四章介紹數(shù)據(jù)庫設(shè)計，包括數(shù)據(jù)庫方案制定，數(shù)據(jù)庫總體模型 規(guī) 劃，數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)關(guān)系制定，表和字段的設(shè)計，數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)三范式標準實施，數(shù)據(jù)庫表的結(jié)構(gòu)設(shè)計，數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)驅(qū)動機制建立，數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)字段類型應(yīng)用等部分。 第五章本文系統(tǒng)實現(xiàn)，主要介紹本系統(tǒng)工程的實現(xiàn)，主要包括系統(tǒng)的主界面實現(xiàn)，管線數(shù)據(jù)繪制模塊的實現(xiàn)，以本文作者主要參與的幾典型模塊為線索 ，較詳細地分析了系統(tǒng)使用方法和操作步驟；具體包含有創(chuàng)建基點，插入基點，設(shè)置插入基點，基點的點線庫查錯功能，規(guī)劃符號功能，管線創(chuàng)建模塊的實現(xiàn)，管線橫斷面屬性設(shè)置，管網(wǎng)類型創(chuàng)建，編輯操作模塊的實現(xiàn)，管網(wǎng)完整性檢查實現(xiàn)，修改管線屬性實現(xiàn)。 第六章結(jié)束語，總結(jié)本課題所做的所有研究工作。 2 需求分析 5 2 需求分析 本文系統(tǒng)為了非常充分地了解管網(wǎng)建設(shè)單位 要求軟件給予滿足的條件。 本文系統(tǒng)在開發(fā)之前做了較多的調(diào)查，力爭做到 將用戶對系統(tǒng)的要求轉(zhuǎn)化為 開發(fā)人員對軟件的各項需求。 即認真擬定了軟件系統(tǒng)的功能、行為、性能、設(shè)計約束等方面。通 過模擬特殊地理環(huán)境，然后把對應(yīng)模擬問題的理解與分析設(shè)為問題，再為問題設(shè)計的信息、功能及系統(tǒng)行為建立模型，將用戶需求精確化、完全化，最終形成需求規(guī)格說明。 2 1 系統(tǒng)的總體需求 統(tǒng)開發(fā)前制定的功能 系統(tǒng)軟件做了如下規(guī)劃，本文系統(tǒng)應(yīng)該具有自動維護空間拓撲、有效管理海量數(shù)據(jù)，同時能具有圖庫管理、數(shù)字地形模型管理、空間分析檢索等功能。 針對城市地下綜合管網(wǎng)有電情、電力、給水、排水、燃氣、曖氣等多種類型的特點，設(shè)計分層管理體制，可方便的對不同層綜合管網(wǎng)和地圖進行開關(guān)操作，允許不同層綜合管網(wǎng)具有不同的屬性結(jié) 構(gòu)。 對于綜合管網(wǎng)較密集的地方，可通過窗口放大顯示，還可以通過改變視角觀察重疊在一起的管網(wǎng)，對三維綜合管網(wǎng)進行查詢。豐富的查詢手段：本文開發(fā)的課題系統(tǒng)可根據(jù)不同條件對綜合管網(wǎng)進行查詢、屬性修改、設(shè)置，并可提供相應(yīng)的分析和輸出功能。 系統(tǒng)可實現(xiàn)給水、排水、煤氣等專業(yè)綜合管網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)傳遞，使城市管網(wǎng)綜合管理部門同各下屬單位（專業(yè)管網(wǎng)管理部門）之間建立完善的綜合管網(wǎng)管理體系。數(shù)據(jù)接口轉(zhuǎn)換使系統(tǒng)實現(xiàn)與若干其它數(shù)據(jù)格式間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，比如把使用普遍的 據(jù)格式或是外業(yè)直接測量的數(shù)據(jù)格式與系統(tǒng)的數(shù)據(jù)格式可方便的 轉(zhuǎn)化，從而達到數(shù)據(jù)資源的共享。 同時從實際出發(fā)，本文系統(tǒng)在構(gòu)建綜合管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)時，若完全由獨立開發(fā)穩(wěn)定性和可靠性難以保證，并且時間效益和經(jīng)濟性價比都不是最高。所2 需求分析 6 以，本文系統(tǒng)決定選用現(xiàn)有的 擇時本文經(jīng)過仔細調(diào)查分析，根據(jù)所建系統(tǒng)的大小、經(jīng)濟情況和工程的具體要求選擇了 在定義數(shù)據(jù)庫表和字段需求輸入時，首先檢查了現(xiàn)有的或者已經(jīng)設(shè)計出的報表、查詢和視圖輸出。建立管網(wǎng)數(shù)據(jù)庫模型，見圖 圖 數(shù)據(jù)庫模型 2 需求分析 7 統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程需求 城市發(fā)展速度明顯加快，管網(wǎng)變更 頻繁，管網(wǎng)管理方式、管理制度都不斷改進，綜合管網(wǎng) 應(yīng)具有適當?shù)膹椥?，能適應(yīng)這種變化。本文規(guī)劃了一個系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程。業(yè)務(wù)流程圖見圖 圖 業(yè)務(wù)流程圖 在開發(fā)啟始階段，本文考慮到一個完備的綜合管網(wǎng)信息系統(tǒng)應(yīng)具備以下基本功能。本文系統(tǒng)的圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)快速存儲功能；并且實現(xiàn)把圖形數(shù)據(jù)分層、分區(qū)顯示，同時能實現(xiàn)方便快速地輸出、編輯；能把相關(guān)的屬性數(shù)據(jù)自動生成報表；可以實現(xiàn)圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的相互檢索和即時更新；可以實現(xiàn)對圖庫管理、綜合查詢；進而實現(xiàn)綜合管網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化、協(xié)調(diào)運行和合理調(diào)度；本文系統(tǒng)還具有綜合管網(wǎng)維護和事故處理功能，綜合管網(wǎng)工程規(guī)劃功能，綜合管網(wǎng)工程輔助設(shè)計功能。以下一節(jié)即是針對這些功能的一些具體設(shè)計方案。 這一點對非設(shè)計本課題數(shù)據(jù)庫的工作人員非常有效，方便了他們理解 達式，本系統(tǒng)也盡力做到了 達式的文檔化。數(shù)據(jù)關(guān)系 圖 2 需求分析 8 圖 2 需求分析 9 2 2 系統(tǒng)的功能模塊 統(tǒng)的功能模塊組成 （ 1）數(shù)據(jù)管理功能 。 數(shù)據(jù)的錄入、編輯。將勘測的管線信息按種類錄入系統(tǒng)，形成管線成果數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)可以支持供水、下水道污水、降雨、煤氣流量、熱力、電力等大量 管線數(shù)據(jù)的存儲，并能隨時進行快速查詢和修改。 （ 2）數(shù)據(jù)的分類匯總功能。系統(tǒng)采用圖形分層技術(shù)，對城建地理信息進行分層管理，主要以道路為載體，將給水、污水、雨水、熱力、煤氣、路燈等城建信息作為圖層，運用數(shù)據(jù)庫技術(shù)對各層相關(guān)信息數(shù)據(jù)進行管理。 （ 3）方便靈活的生成各種管網(wǎng)圖。系統(tǒng)根據(jù)數(shù)據(jù)庫的管線數(shù)據(jù)，生成匹配各類管線的屬性圖、全局調(diào)度圖、局部放大圖等。 （ 4）量測信息顯示和標注。操作員從系統(tǒng) 坐標系取值 ，支持任意兩點間的管線長度計算和任意區(qū)域面積的計算，同時還顯示管線的主要信息?？呻S意選擇顏色進行自由注釋、標 注任意點坐標、管點屬性及兩點的距離等。 （ 5）索引功能。圖形查詢和屬性查詢，系統(tǒng)提供強大的查詢功能，可完成管網(wǎng)建設(shè)各部門的數(shù)據(jù)查詢，并把查詢和檢索的結(jié)果以圖形和文本方式進行顯示。根據(jù)數(shù)據(jù)的地理坐標和空間位置，將數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)與其在地圖上的圖形元素相對應(yīng)，通過圖形即可完成對數(shù)據(jù)庫的操作。 （ 6）地址定位功能。按 客戶端傳送之地址產(chǎn)生一個相應(yīng)的點位在地圖上?？梢园凑詹僮鲉T輸入的地址數(shù)據(jù)屬性值產(chǎn)生一個相應(yīng)的點位在地圖上，可以在系統(tǒng)地圖上快速的定位顯示。 （ 7）錄入規(guī)范與定制數(shù)據(jù)功能。本文系統(tǒng)提供 存 一個 儲表示 地圖 上 的各種符號 的數(shù)據(jù)信息的集合 ，允許用戶根據(jù)自己企業(yè)特點對系統(tǒng)提供的標準庫內(nèi)容進行擴充、修改、刪除。使用者可自行設(shè)計自己需要的符號。 （ 8）人工智能功能。對各部門的信息進行分析與統(tǒng)計，統(tǒng)計的結(jié)果可以按表格形式、專題圖形式等多種方式直觀地輸出顯示。如：綜合管線縱橫剖面圖、綜合管線宏觀分部圖等。 （ 9）建模輸出功能。系統(tǒng)支持以表的形式輸出文字報表，同 時支持以圖的形式輸出各種管線圖。 2 需求分析 10 合管網(wǎng)信息服務(wù)平臺的基本需求歸類 本文把地下綜合管網(wǎng)信息服務(wù)平臺的基本需求歸納為六大類 ： 管線架構(gòu)管理、建筑物管理、權(quán)限管理、管線檔案維護、管線屬性管理、區(qū)域管理。 本文實現(xiàn)系統(tǒng)建筑物管理詳見表 表 筑物管理 功能名稱 功能描述 （建筑物管理） 建筑物管理 對建筑物信息進行維護 創(chuàng)建建筑物 根據(jù)區(qū)域需要創(chuàng)建建筑物 刪除建筑物 根據(jù)區(qū)域需要刪除建筑物（刪除建筑物內(nèi)管線） 瀏覽建筑物信息 查看建筑物信息 管線管徑分析，在地圖上選擇某一管線的 起點、終點， 從垂直于物體的軸心線的方向切斷物體后所露出的表面。 本文系統(tǒng)是 在地圖上繪制一條直線或折線，根據(jù)這條線段生成相應(yīng)管線的橫斷面圖。爆管分析 25，點擊爆管管線位置，顯示受影響的管段區(qū)域，給出關(guān)閥方案，顯示所有應(yīng)關(guān)閉的閥門，輸出關(guān)閥報表，關(guān)閥圖和因關(guān)閥影響停水的重要用戶信息。 通過管爆分析功能，可以快速找出距管道爆裂處閥門，以便及時關(guān)閉，降低事故引起的損失。緩沖分析 26，針對點、線、面實體，自動建立起周圍一定寬度范圍以內(nèi)的緩沖區(qū)多邊形，通常用于確定地理空間目標的一種影響范圍或服務(wù)范圍 。例如以一個大 樓為中心 ,搜索 500米范圍內(nèi)可用的消防栓。預(yù)警分析 27， 能夠快速有效預(yù)先偵察出潛在危機 ，爭取因應(yīng)時間；其次是預(yù)先構(gòu)想可能的情境，作為應(yīng)對混沌的依據(jù)。 例如，以降雨防洪管線為例 ,根據(jù)降水量的大小進行模擬 ,可以判斷出雨水管線是否能滿足防洪需要。 本文實現(xiàn)系統(tǒng)管線架構(gòu)管理詳見表 2 3 系統(tǒng)開發(fā)的技術(shù)需求 本文課題開發(fā)的過程中經(jīng)過仔細地分析，并且掌握了部分數(shù)據(jù)，請過有經(jīng)驗地開發(fā)人員做咨詢，綜合各方面意見建議擬定以下幾點戰(zhàn)略目標。 2 需求分析 11 表 線架構(gòu)管理 功能名稱 功能描述 （管線架構(gòu)管理） 管網(wǎng)類型 管理 對管網(wǎng)類型信息進行維護 創(chuàng)建管網(wǎng)類型 根據(jù)區(qū)域需要創(chuàng)建管網(wǎng)類型 撤銷管網(wǎng)類型 根據(jù)區(qū)域需要撤銷管網(wǎng) 瀏覽管網(wǎng)類型信息 查看管網(wǎng)類型信息 管線管理 對管網(wǎng)所設(shè)置的管線信息進行維護 設(shè)置管線 為指定的管網(wǎng)設(shè)置一條新的管線 撤銷管線 撤銷指定管網(wǎng)的某一條管線 修改管線 修改指定管網(wǎng)的某一條管線 修改管線 修改指定管網(wǎng)的某一條管線 瀏覽管線信息 查看管線信息 區(qū)域管網(wǎng)展示 根據(jù)區(qū)域所設(shè)置的管網(wǎng)類型、管線信息自動生成區(qū)域圖 本文實現(xiàn)系統(tǒng)權(quán)限管理詳見表 表 限管理 功能名稱 功 能描述 （權(quán)限管理） 操作權(quán)限維護 按照角色對系統(tǒng)的操作權(quán)限進行維護 操作權(quán)限設(shè)定 對系統(tǒng)中的操作權(quán)限進行設(shè)定 第一，地下綜合管網(wǎng) 括了城市地下各類綜合管網(wǎng)，系統(tǒng)較為龐大，要統(tǒng)籌劃分系統(tǒng)最小單元，應(yīng)使系統(tǒng)單元針對處理具體事件。其二，系統(tǒng)在具有整體性的前提下，各子系統(tǒng)模塊應(yīng)具有統(tǒng)一性。第三，簡單有效地開發(fā)，系統(tǒng)工作單元或功能模塊要具有可分和唯一的特征。也就是在功能上不與其它系統(tǒng)單元重復(fù)，在系統(tǒng)內(nèi)部是唯一的，這樣可以減少系統(tǒng)模塊之間的相互影響。 2 需求分析 12 表 線檔案維護 功能名稱 功能描述 （ 管線檔案維護） 對管線的檔案進行維護 管線空間檔案維護 對管線空間檔案信息進行維護 查看管線空間信息 查看空間信息 錄入管線空間信息 根據(jù)管線實際情況的變化錄入空間信息 更新管線空間信息 根據(jù)管線實際情況的變化對其空間信息進行更新 刪除管線空間信息 根據(jù)管線實際情況的變化對其空間信息進行刪除 屬性信息維護 根據(jù)需要對管線的屬性信息進行維護 查看管線屬性信息 查看管線屬性信息情況 錄入管線屬性信息 根據(jù)管線的屬性信息實際情況增加相關(guān)信息 更新管線屬性信息 根據(jù)管線的屬性信息實際情況更新相關(guān)信 息 刪除管線屬性信息 根據(jù)管線的屬性信息實際情況刪除相關(guān)信息 區(qū)段信息維護 根據(jù)管線情況對管線的信息進行維護 查看管線區(qū)段信息 查看管線區(qū)段信息 錄入管線區(qū)段信息 根據(jù)管線區(qū)段的實際情況增加相關(guān)的區(qū)段信息 更新管線區(qū)段信息 根據(jù)管線區(qū)段的實際情況更新相關(guān)的區(qū)段信息 刪除管線區(qū)段信息 根據(jù)管線區(qū)段的實際情況刪除相關(guān)的區(qū)段信息 查看管線節(jié)點信息 查看管線節(jié)點信息 錄入管線節(jié)點信息 根據(jù)管線節(jié)點的實際情況增加相關(guān)的節(jié)點信息 2 需求分析 13 本文實現(xiàn)系統(tǒng)管線屬性管理詳見表 表 線屬性管理 功能名稱 功能描述 （管線屬性管理） 更新管線節(jié)點信息 根據(jù)管線節(jié)點的實際情況更新相關(guān)的節(jié)點信息。 管線接觸分析 可以自動管線分析接觸情況。 查看管線剖面圖 可以根據(jù)選擇自動生成管線剖面圖 管線材料統(tǒng)計 可以統(tǒng)計構(gòu)建管線所需材料 本文實現(xiàn)系統(tǒng)區(qū)域管理詳見表 表 域管理 功能名稱 功能描述 區(qū)域管理 區(qū)域管理 對區(qū)域信息進行維護。 創(chuàng)建區(qū)域 根據(jù)系統(tǒng)需要創(chuàng)建區(qū)域。 刪除區(qū)域 根據(jù)系統(tǒng)需要刪除區(qū)域。（刪除建筑物內(nèi)管線） 瀏覽區(qū)域信息 查看區(qū)域信息。 第四，按系統(tǒng)單元功能關(guān)聯(lián)度 高低，把邏輯功能和信息交換緊密的系統(tǒng)單元以及在同一進程下的處理過程相同的事件放在同一子系統(tǒng)中。 第五，功能模塊與系統(tǒng)主控部分要有很強的接口能力，使模塊具有拆