基于GIS的昆明市地下排水管线数据库的建设

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导读：第11卷第25期2011年9月1671—1815（2011）25-6229-04 科学技术与工程 ScienceTechnologyandEngineering Vol.11No.25Sep．20112011Sci.Tech.Engrg. 基于GIS的昆明市地下排水管线数据库的建设程立鼎陈占（昆明理工大学国土资源工程学院，昆明650093）

第11卷第25期2011年9月1671—1815（2011）25-6229-04

科学技术与工程

ScienceTechnologyandEngineering

Vol.11No.25Sep．20112011Sci.Tech.Engrg.

基于GIS的昆明市地下排水

管线数据库的建设

程立鼎

陈

占

（昆明理工大学国土资源工程学院，昆明650093）

摘要以昆明市地下排水管线数据库的建设为例，重点介绍了基于GIS的数据检查、入库以及更新，并提出了数据库的设计地下排水管线

TU990．3；

地理信息系统

数据库

原则和功能。最后讨论了地下排水管线信息系统未来的发展与应用。关键词中图法分类号

文献标志码

城市管线是城市的生命线，是城市的血管和神担负着信息、物质、能源输送的重担。尤其是地经，

下管线，因其具有系统性、隐蔽性等特点，往往成为城市管理的一大难题。地下管线信息系统是数字城市的重要组成部分，其建设关系到居民生产生活是城市水污染防治的源头所在。以往的各个方面，

仅利用Excel表格和CAD格式存储管线数据的管理模式存在很大的缺陷，存储的信息仅仅是图形的不能很好地关联属性信息，无法有效地表示显示，管线的特性

［1］

究手段，进行地理信息的空间分析、多要素综合分析和相关参数的动态预测，从而产生更高层次的地为地理研究和地理决策提供科学理空间信息，支持

［2］

。

1地下排水管线数据库设计的基本原则

数据库的设计规范性直接影响应用程序中的

数据维护、查询、检索、分析等功能。只有建立一个低冗余的存储机制，才能对系统中所涉及高效率、

的空间和属性数据进行统一有效的管理。地下排水管线信息系统的设计应遵循以下原则

［3］

。因此必须依靠GIS技术，按照其体

系和方法建立统一的信息系统，才能实现数据的有效管理、拓展数据的应用领域，才能够从根本上解决目前的问题。

地理信息系统（GIS）于20世纪60年代中期逐渐发展起来，它是在计算机软硬件的支持下输入、存储、管理、分析和输出多学科、多专业所需地理空间信息的一种计算机技术系统。GIS能够应用计算机软件和硬件系统的支持，进行地理空间数据的管理，并利用计算机程序建立常规或专门的地理分析与模拟方法，从而对复杂的地理空间系统进行空间定位和综合分析。GIS能够以地理模型方法作为研

2011年5月30日收到

第一作者简介：程立鼎（1985—），男，湖北襄阳人，硕士研究生，研究方向：3S集成应用研究。

：

（1）空间数据的多源性：排水管网的查询和分析，需要多种类型的空间基础数据的支持，包括基DEM等。影像图、础地形图、

（2）空间数据和属性数据的互联性：基于GIS的平台可以对管网数据进行有效地存储，相关的属性数据则利用数据库平台进行高效存储并便于扩充，两者通过关键字段相连。

（3）数据的规范性：地下排水管网中节点和管线的类型比较复杂，数据库在设计和建设中应有统一的依据。昆明市城市地下管线探测办在国家和行业标准的基础上，制定了《昆明市城市管线探测，并上升为云南省地方标准。技术规程》

（4）良好的可扩展性：排水管网的数据随着城市规模的扩大变得越来越复杂，冗余度低、可扩充性好的数据库结构有效支持了数据的维护和更新，便于将来系统的数据内容和功能的扩充。

（5）拓扑关系的可维护性：数据库在设计时必须考虑拓扑关系的可维护性，

包括空间拓扑关系和属性拓扑关系。拓扑关系的正确与否直接影响管网的网络分析和模拟计算结果。

（6）数据的安全性：排水管网数据的泄露将导致数据的破坏和丢失，

因此需设置完善的安全机制。包括对用户权限的设置，对数据库的加密和备份等。

2昆明市地下排水管线数据库的建设

笔者随同昆明市城市地下管线探测管理办公

室在遵循上述基本原则的基础上，建成昆明市地下排水管线数据库，实现了管线数据的表达和应用。2．1

综合数据库设计

综合数据库包括空间数据库、属性数据库和元数据库等。空间数据库存储地下排水管网设施的空间信息和基础地形数据。属性数据库存储运营监测数据、

文档多媒体数据、模型参数数据和管网普查数据等。系统采用混合数据模型（如图1），将空间数据和属性数据分开保存，前者用分层的方式存储在空间数据管理系统中，

以便系统开发应用过

图1

混合数据模型

程中能随时调用。后者用关系型数据库Oracle存储。同时，

在数据库中保存所有数据的描述信息，通过一系列数据表来描述和管理所有数据［4］

。

2．2

数据入库流程入库流程如图2所示。

对准备建库的数据，为了保证数据库的质量能满足要求，

需要对入库前的数据进行一系列的处理，严格控制数据质量。在正式库中来进行数据的修改是相当麻烦的。为保证工程的完整高效性，要建立一个临时的工程，利用该工程来进行预入库处理，直到最后没有任何错误时再将数据输入到正式库中。

数据检查无误后，进行预入库处理，将通过检查的数据导入到一个临时的库中，在入库的过程中系统会自动检查一些错误，

这些错误将自动进行标记后保存下来，

便于后面进行定位、修改。通过了上面所有的工序后，数据才能导入到正式库中

。

图2数据入库流程

2．3数据检查

数据对整个系统起着决定性的作用。排水管

线数据主要包括MDB数据、

DWG数据、纸质数据和其他格式的电子数据，其涉及的数据量大，数据种

类繁多。对海量的基础地理空间数据进行有效的

检查，使之成为符合系统数据标准的数据，是保证整个系统发挥效用的基础。采集到的数据要全部、无损地进入GIS系统，建立起无缝空间数据库。这个空间数据库是全要素的、并且同时符合GIS数据模型和制图规范，保证进入到库中的是高质量的“干净的”数据。数据检查可分为制图检查和要素质量检查两类。前者主要通过有经验的制图人员通过浏览挑错来完成。后者检查的主要内容是要素质量检查。

数据检查采用自动批量处理和人工交互处理相结合的办法。最初完成采集的数据要经过检查→修改→检查等反复的过程，

直到检查不出错误为止。这些都通过专门的检查工具或脚本来进行智能化的检查，对错误加以标记后由数据录入人员进行修改。随着作业人员对规范理解和熟练程度的加深，上述的反复过程就会大大减少。2．4

数据库的数据更新功能设计

城市排水管网地理信息系统的生命力依赖于数据的现势性，这就要建立完善的数据更新机制。一方面，不断获取现势数据，并对数据库进行更新维护；另一方面，

还要能够保存历史数据，以便在必要时能恢复过去任一时刻的数据，并能实现历史查询和数据对比等操作。

基本库是保存完整的、“干净的”现势数据的空间数据库，

其中的信息只能在进行数据更新时进行修改，不能进行随意地修改，同时为了保证检索的速度，整个系统的索引机制不能被随意增加一些无关的内容

［5］

。数据的更新需满足以下要求：

（1）能够针对基本现势数据库建立历史库，把每次被更新的数据及其描述信息保存起来，包括所包含的图形和属性数据、数据更新的时间、位置、范围等；

（2）提供更新状况的查询功能，能够根据给定的条件查询哪些数据在何时进行了更新；

（3）能够将某 …… 此处隐藏：2767字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……

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