沈阳浑南区供水管网地理信息系统设计与实现 61页

'分类号：Ｆ２７３．１单位代码！１０１８３２０口２５Ｅ１３４研究生学号：密级；公开戀＇古林大学硕古学位论文（专化学位）沈阳浑南区供水管网地理信息系统设计与实现ＴｈｅｄｅｓｉｎａｎｄｉｍｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆＳｈｅｎａｎＨｕｎｎａｎｄｉｓｔｒｃｔｇｐｙｇｉｗａｔｅｒｓｕｌｎｅｔｗｏｒｋｅｏｒａｈｒｍｉｐｐｙｉｃｉｎｆｏａｔｏｎｓｓｔｅｍｇｇｐｙ作者姓名：张秉武类别：工程硕±领域（方向）：工业工程指导教师；王巧辉教授合作ｆ巧．尚剑红髙级工程师培养单位：商学院２０１６年１１月 沈阳浑南区供水管网地理信息系统设计与实现TheDesignandImplementationofShenyangHunnanDistrictWaterSupplyNetworkGeographicInformationSystem作者姓名：张秉武领域（方向）：工业工程指导教师：王珏辉教授尚剑红高级工程师类别：工程硕士答辩日期：2016121年月日 未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，巧不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学硕±学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研巧做出重要贡献的个人和集体，均己在文中明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签备曰期：２曰兴如《中？＾ 摘要沈阳浑南区供水管网地理信息系统设计与实现随着社会经济和城市的发展，供水管网设施的不断扩大和升级，供水资料的管理任务也越来繁重。而供水企业目前的管理系统已经无法满足当今供水企业信息化和数字化的发展需要。因此，为了对管网数据做到全面准确分析、管理和运行调度，需要结合现代计算机技术，开发出一套与供水管网相结合的地理信息系统，利用先进手段为供水管网管理的决策分析提供科学数据。在沈阳浑南区供水管网地理信息系统(GeographicInformationSystem,简称GIS)的设计与实现过程中，首先，对浑南区供水管网运行和管理现状做了充分的调研和需求调查工作，分别从业务需求、功能需求、性能需求和环境需求四个方面分析了当前供水管网所存在的信息管理落后、整体规划性差等问题，由此对地理信息系统的设计提出了具体功能和性能要求，规划出了总体的设计构架。沈阳浑南区供水管网地理信息系统采用组件技术开发方式，在ArcGIS平台基础上进行二次开发，采用B/S和C/S结合的体系结构，综合利用数据库技术和专题应用模型，最终实现将大规模的、动态变化的地下管线基础资料转换为数字化的、可操作的、可共享的信息资源。通过此平台所建立的供水管网地理信息系统综合运用数据库分析技术、模型分析技术、模块集成技术、网络安全技术，实现包括数据采集、录入与编辑、数据处理与存储管理、图形显示和成果输出、空间数据的查询与统计及地图的制作等基本功能。最后，通过实际应用，实现了对本文设计方案的实施。项目在已开发的沈阳浑南区供水管网GIS系统基础之上，实现了GIS系统的专题服务应用包括数据管理功能、管网分析功能、移动抢险和管网巡检、管网破损事故档案管理和客户服务系统等。通过实际实施结果表明，本次开发的GIS系统，基本能够满足I 城市供水企业的功能需求，为沈阳浑南区供水管网规划、建设、管理和社会各行业提供了完善、优质和高效的地理空间数据服务。关键词：供水管网；地理信息系统；信息管理；系统分析II AbstractTheDesignandImplementationofShenyangHunnanDistrictWaterSupplyNetworkGeographicInformationSystemWiththedevelopmentofsocietyandeconomyandthedevelopmentofthecity,thewatersupplypipenetworkfacilitiescontinuetoexpandandupgrade,themanagementofwatersupplyinformationisalsobecomingincreasinglyheavy.Thecurrentmanagementsystemofwatersupplyenterprisehasbeenunabletomeettheneedsofthedevelopmentofinformationanddigitalwatersupplyenterprises.Therefore,inordertoachievecomprehensiveandaccurateanalysis,managementandoperationschedulingofnetworkdata,weneedacombinationofmoderncomputertechnology,developedacombinationofasetofwatersupplypipenetworkgeographicinformationsystemforthewatersupplynetworkmanagementdecisionanalysistoprovidescientificdatabymeansofadvanced.IntheprocessofdesignandimplementationofGeographicInformationSystem(GeographicInformationSystem,referredtoasGIS)ofwatersupplynetworkinShenyangHunnanarea,First,wedoafullinvestigationofthewatersupplynetworkoperationandmanagementsituationofHunnandistrict,respectivelyfromthebusinessrequirements,functionalrequirements,performancerequirementsandenvironmentalrequirementsofthefouraspectsofthecurrentwatersupplynetwork,theinformationmanagementbehind,pooroverallplanningandotherissues,whichproposedSpecificfunctionalrequirementsforthedesignofGISsystem,planningouttheoveralldesignframework.Thesystemadoptscomponenttechnologydevelopment,carryingonthesecondarydevelopmentbasedonArcGISplatform,usingB/SandC/Scombination,thefinalrealizationofundergroundpipelinedatadynamiclarge-scale,convertedtodigital,operableandsharinginformationresources.Technology,modelanalysistechnology,moduleintegrationtechnology,networksecuritytechnologyanalysisIII throughthisplatformestablishedbythecomprehensiveuseofwatersupplynetworkgeographicinformationsystemdatabase,includingdataacquisition,recordingandediting,dataprocessingandstoragemanagementanddisplaythebasicfunctionsandresultsoutput,queryandstatisticsandspatialdataofmapmaking.Finally,throughthepracticalapplication,theimplementationofthedesignschemeisrealized.ProjecthasbeendevelopedbyShenyangHunnandistrictwatersupplypipenetworkGISsystembasedon,therealizationoftheGISThematicserviceapplicationsincludedatamanagement,networkanalysisfunction,mobilerescueandpipelineinspection,pipedamageaccidentofarchivesmanagement.ThroughpracticalimplementationresultsshowthatthedevelopmentofGISsystemwillbeabletomeetthefunctionalrequirementsofurbanwatersupplyenterprises,provideperfect,highqualityandhighefficiencyofgeographicspatialdataserviceforShenyangHunnandistrictwatersupplynetworkplanning,construction,managementandvarioussocialsectors.Keywords:WaterSupplyNetwork;GeographicInformationSystem;InformationManagement;SystemAnalysis.IV 目录第1章绪论...........................................................................................11.1研究背景与意义............................................................................11.2研究内容与方法............................................................................21.3文献综述与理论基础....................................................................4第2章沈阳浑南区供水管网管理现状及需求分析.........................102.1供水管网管理现状......................................................................102.2供水管网管理问题成因分析.......................................................112.3系统需求分析..............................................................................13第3章沈阳浑南区供水管网地理信息系统设计方案.....................163.1系统总体设计..............................................................................163.2系统功能模块设计......................................................................253.3数据库设计..................................................................................36第4章沈阳浑南区供水管网地理信息系统实施方案及保障措施394.1实施前期准备..............................................................................394.2实施过程控制..............................................................................414.3实施方案保障措施......................................................................43V 结论.....................................................................................................47参考文献.................................................................................................49致谢.....................................................................................................52VI 第1章绪论1.1研究背景与意义1.1.1研究背景城市供水管网系统是城市正常运作的基础，是向各种不同类别的用户供应满足国家水质、水量和水压标准的自来水的基本设施。它由取水构筑物、水处理构筑物、泵站、输水管渠和管网、调节构筑物组成，自来水对居民的日常生活和各个企业的正常运作具有无可替代的重要性，而供水管网正是自来水的直接载体，因此，对供水管网进行整体的规划设计和信息化管理对降低城市能源消耗和节约城市供水费用的重要途径。城市供水管网具有结构错综复杂、分布范围广、数据量庞大、布置隐蔽等特点，所以对城市供水管网进行信息管理是一项非常重要但却是一项十分复杂的工作。供水企业常用的传统管理方式中，大量的管网信息资料都是通过纸质的图纸和档案的形式储存起来，而且还有很多的信息资料没有实际的载体，它们往往被储存在一些工作人员的头脑中，这就会带来严重的安全隐患，比如工作人员一离开工作岗位，就相当于把他头脑中的资料一并带走，别人无法获得其中的资料，这就使得一些专业性工作无法正常进行下去(李霞，2003)。城市供水管网系统是公共基础设施，它与城市的经济发展紧密的联系在一起，市民的日常生活同样离不开它(赵丽霞，2009)。供水管网完善程度和管理水平不仅关系到市民日常的工作、生产和生活,而且与城市的经济健康发展有着直接的关系。中国城市正在加速向前发展，城市的面积不断加大、人口数量急剧增加、水资源也在加速消耗，供水行业对信息化的需求越来越强烈，对供水管网的管理方法与信息共享机制的探索已经成为业界的热门话题。如今随着计算机的发展，计算机技术已经逐渐趋于成熟，计算机已经深入到各个领域当中，而且在数据储存、处理和分析等方面，计算机具有独特的优势。通过以上对城市供水管网发展和管理现状的分析，以及建立信息化系统后1 为城市及企业所带来的利益来看，通过计算机信息技术对供水管网进行研究具有重要意义。1.1.2研究意义随着城市经济的发展，城市管网也越来越复杂，供水企业原有的传统管理方式已经无法满足城市和供水企业的发展需要，这也造成了许多供水事故的发生，为人民生活带来许多不便(李霞，2003)。想要从根本上解决供水管理发展滞后与城市发展迅速的矛盾，提高传统管理技术已经满足不了现状，需要从根本上改变现在的管理方式，适应时代发展，从信息化着手，将信息融入供水管理，实现供水管理的信息化发展。供水管网地理信息系统是以供水企业管理供水管网的日常业务为主线，在已有的城镇地形信息和管网信息的基础上，对城镇供水管网进行合理的规划设计、优化调度和及时抢修。供水管网地理信息系统可以实现包括数据的基本操作功能、数据的空间分析功能、空间数据的查询与统计及地图的制作等基本功能。并可在基本功能基础之上，实现了包括数据管理功能、管网分析功能、移动抢险和管网巡检、管网破损事故档案管理和客户服务系统在内的专题应用。通过将GIS应用于管网抢修现场，可大大提高工作人员的抢修反应速度，查询方便、快捷、准确，及时了解掌握抢修现场周边地下管网的情况，快速制定科学合理的关阀方案和抢修方案，生成停水区域，缩短管网抢修时间，提高服务水平，减少因事故造成的水资源流失，将为供水企业的管理带来便利。1.2研究内容与方法1.2.1研究的主要内容本项目的管理对象是位于沈阳市浑南区的地下供水管网，综合运用模块集成技术、模型分析技术、数据库分析技术、网络安全技术，实现包括数据基本操作、管网事故分析、基本图形操作、空间数据的查询与统计及地图的制作等2 基本功能，为供水管网信息化管理提供最科学的依据(吴明,2009)。具体主要研究内容如下：⑴就目前国内外GIS发展水平以及开发GIS系统的重大意义，以现有GIS发展水平和开发方式，结合具体城市现状，开发出一套能够更优质、更高效为供水管理提供帮助的地理信息系统(于志斌，2015)。⑵系统需求分析：从业务、系统功能、系统性能和运行环境四个方面进行需求分析。⑶系统总体设计：GIS系统总体设计包括系统开发原则及开发规范、系统总体架构设计和技术路线等。⑷数据库设计：系统数据库建立过程包括外业数据准确性检查、管线数据的批量处理、地形数据的批量处理、输出GIS数据等(余彼力，2004)。⑸系统安全设计：主要包括依据法律制度和道德规范建立管理制度、物理实体的安全与系统网络安全、系统数据保密性等。⑹结合沈阳市浑南区地下供水管网的实际情况，运用以上技术，建立浑南区供水管网地理信息系统，实现了包括数据的基本操作功能、数据的空间分析功能、空间数据的查询与统计及地图的制作等基本功能。⑺利用以开发的GIS系统，以实现数据管理功能，管网分析功能、移动抢险和管网巡检、管网破损事故档案管理和客户服务系统等专项系统应用。1.2.2论文的研究方法本文主要应用的研究方法包括：⑴文献研究：通过搜集、鉴别和整理GIS系统的相关文献，并对所搜集资料进行研究，形成对GIS系统的科学认识。⑵经验总结法：通过研究前人对GIS系统的开发的具体情况，进行归纳总结和学习经验技术，以进行GIS系统的开发。⑶定性分析法:对于缺少历史资料和数据的事项，主要采用依靠人员的丰富实践经验以及主观的分析判断能力进行分析和判断的定性分析法。⑷调查法:GIS系统功能的研究与开发需要紧紧结合用户的需求，因此需要3 较全面的搜集用户的功能需求，并做出综合分析以确定GIS系统功能。1.3文献综述与理论基础1.3.1供水管网研究综述1.地理信息系统发展历程GIS技术首先由国外发展起来。“地理信息”这词首先是由加拿大测量学家R.F.Tomlinson在建立第一个世界地理信息系统数据库时提出的，主要用于自然资源的管理和规划，这标志着地理信息系统真正作为一门学科而诞生(杨玉满，2008)。并且，国外也先后建立了许多与GIS有关的机构和组织，这进一步推动了GIS学科的发展与传播。到了20世纪80年代，计算机行业的迅猛发展为GIS的发展提供了硬件支持，这使GIS技术迅速走向专业化和成熟化，能够解决很多日益突出的环境和资源问题。从90年代至今，GIS技术已经不仅仅局限于专业领域了，而是趋向于社会化应用于各个领域。相比发达国家，我国的GIS技术研究起步较晚，一直到20世纪70年代末才有人倡议进行GIS研究。GIS在我国的发展历程大致经历了1970-1980年的起步期、1980-1985年的准备期、1985-1995年的发展期、1996年后的产业化阶段4个时期。在此期间，我国成立“中国GIS协会”等组织，加强了国内的学术交流，推动了GIS技术的发展。20世纪90年代，GIS技术首次运用到水行业中，根据GIS技术所建立的系统基本可以实现对供水管网各项信息的数据分析、数据管理、地图定位等功能(李霞，2003)。随着21世纪信息化的迅猛发展，供水行业也将GIS技术完全引入供水行业，与供水管网完全结合，实现了供水信息的资源共享(周琳，2005)。近几年，为了更好地利用GIS技术满足供水企业和用户的需求，许多技术公司以GIS为基础，整合SCADA、GPS、工程挂历系统、收费管理系统等，建立了统一的公共信息管理平台(金更达，何嘉荪，2005)。2.国内外供水管网的研究状况近年来，随着地理信息系统的迅速发展，将地理信息系统与其他行业结合运用也取得了不错的效果。地理信息系统在供水行业中的运用也将管网优化的4 优势发挥到了最大，其为供水管网管理所带来的便捷和技术支持不可估量。地理信息系统与水行业的结合也比比皆是，例如Dulanly和Hewitt（卫航，2014）等将地理信息系统与排水系统相结合，对排水系统进行日常事物管理；Zick(VASILISK，HABIBM，2014)将Geo/SQL、GIS和AutoCAD进行完美结合，设计出的地理信息系统能够非常高效的进行水事务管理；美国近年来已经在塔科马、亚特兰大、芝加哥等城市建立了城市供水管网的地理信息管理系统(国土资源部地籍管理司，中国土地勘测规划院，2007)。现在国外供水行业采用信息化管理已经非常普遍，许多国家在GIS技术方面已经取得了很大进展，并且已经建立了地下供水管网地理信息系统，供水管网GIS系统在国外已经进入商业化阶段。地理信息系统在我国的起步发展相对滞后一些，最开始是一些发达的现代城市率先引进国外成熟的GIS供水管网系统。1990年北京市地下管线信息系统获得批准；随后一些相对发达城市也相继建立地理信息系统。1997年，上海的水司曾经花巨资购买了国外的成熟的GIS管网系统，基本能够实现地理信息采集、归纳处理设计、事故分析等功能，但也存在一些缺点，会造成投资大、维护周期长等问题。在发展地理信息公共服务功能的同时，一些企业也开始发展专题应用。3.地理信息系统发展趋势GIS技术如今正处于蓬勃发展的时期，GIS技术也正向着网络化、集成化、开放化和标准化方向发展(姜俊，2009)。⑴GIS技术的网络化GIS技术是一项依托于计算机技术发展起来的学科，地理信息系统的数据、图像的存储与管理都是通过计算机完成的，每一次计算机技术的重大发展都带动GIS产业的发展。所以未来互联网的WebGIS技术也将继续是发展主流(吴科可，2014)。⑵GIS技术的集成化如今GIS技术已经在多个领域发挥极其重要的作用。地理信息系统与5 SCADA、GPS、RS技术的结合将使GIS技术拥有更丰富的功能，应用于更多领域(宋中硕,，2007)。⑶GIS技术的开放化由于GIS技术应用于很多领域，也被越来越多的人使用，这使GIS技术发展趋向于大众化、社会化、开放化和全球化。未来建立全球范围内的地理信息系统也将会是全球的目标，GIS技术的开放化也将减少。⑷GIS技术的标准化随着社会经济的飞速发展和人民生活水平的不断提高，社会和人民对GIS系统的需求也在不断扩展，这将对GIS系统提出了更高的要求。因此，GIS系统的数据的采集、存储和管理要更加标准化才能更高效的发挥GIS的功能(李恒利，李富，李香莉，2013)。1.3.2理论基础地理信息系统（GIS，GeographicInformationSystem）也被称作“地学信息系统”，是随着地理科学、遥感技术、计算机技术和信息科学的发展而发展起来的一个新兴学科(刘小燕，2007)。地理信息系统区别于其它绘图软件的关键功能是空间分析功能。它以计算机建立的具有一定空间次序的数据库为基础，此数据库存储了所需数据的所有属性材料和空间分布状况，利用对空间模型的分析迅速准确的提供空间和动态地理信息，为供水系统决策部门提供实时动态信息和多层次分析服务(刘珍兴，龚锐，秦华，2012)。地理信息系统应用领域也极为广泛，包括土地资源管理领域、军事行政管理、水资源管理领域等。地理信息系统在供水行业应用由来已久，是管理管网信息的基础软件平台。供水系统与地理信息系统的完美结合提高了地下供水管线资料的应用技术水平；实现了地下供水管线的信息共享。因此结合地理信息系统的空间分析功能、可视化图形管理和海量数据处理能力建立供水管网管理系统将是未来供水行业发展的趋势(王勇，2012)。1.地理信息系统构成6 地理信息系统作为功能强的空间系统，主要有硬件系统、软件系统、地理空间数据和组织管理人员组成。⑴硬件系统硬件系统即计算机系统，是进行地理信息系统设计和操作的物理工具或装置。硬件系统的好坏从一定程度上也决定了地理信息系统建设的质量和进度。⑵软件系统软件系统是进行地理信息系统建设和系统使用的核心。只有通过软件系统，GIS的基本数据操作功能才能够实现。⑶地理空间数据地理空间数据是进行地理信息系统建设的基础。GIS系统功能的实现是建立在对管网数据分析的基础上，再进行管网的分析和管理。⑷系统的组织管理人员一个周密规划的地理信息系统项目不仅要包括软硬件和数据，更应包括负责系统设计和执行的管理人员、系统建设技术人员和系统应用测试人员(栗小荣，2005)，只有系统建设的组织管理人员对系统整体进度进行协调把握才能为用户提供更优质的服务。2.地理信息系统功能通过利用网络技术、模块集成技术、数据分析技术等，更进一步设计专题功能，例如移动抢险与管网巡检、破损档案事故管理、客户服务系统等等。⑴数据采集、录入与编辑地理信息系统最基础的功能就是对数据的处理功能。数据在采集之后，需要通过进行数据录入，在录入之前应该规范数据的格式，否则会出现各种问题。录入后即可对数据进行编辑和处理(林亮成，2009)。⑵数据处理与存储管理在数据采集、组织、转换输出之前需要建立科学、统一的地形图要素和编码标准。数据可在地理信息系统内进行处理、分析和管理(常立冬，2006)。⑶图形显示和成果输出7 地理信息系统主要的功能是地理管网图形的显示和输出。用户可在地理图形上对图形数据进行分析、查询和操作，并多操作成果进行输出。⑷空间数据的查询与分析管网数据录入地理信息系统设计好的数据库后，通过管网地理图形可对空间数据进行查询和分析。分析结果直接关系管网日常管理和事故处理预案的形成选择(卢水牯，2004)。⑸地图的制作GIS系统可在计算机绘图软件的支持下，将存储的数据矢量化，使与空间有关的各种数据叠加到电子地图上，最后输出结果。可对地形图进行任意分幅、裁剪与切割(马悦，2004)。3.地理信息系统应用GIS地理信息系统如今已经被广泛应用到了各个领域。如今GIS技术逐渐向着社会化、成熟化、全球化发展，并且和SCADA、GPS等技术的结合将推动GIS技术深入更多领域形成新的产业。⑴在资源管理和配置方面的应用GIS特有的空间分析功能可以对资源信息数据进行分析和处理，为资源的管理和资源的合理配置提供决策支持。目前农业和林业领域的应用较多，解决农业和林业领域的资源的储存、管理、配置问题(江城，2014)。⑵在交通管理方面的应用随着社会经济的发展，城市的交通问题日益凸显，而地理信息系统对信息的采集、存储、分析、决策功能够高效的解决城市交通问题，鉴于道路交通问题对城市的重要性而专门开发GIS-T系统也得到了广泛的应用。GIS在交通管理方面的应用主要有路廊设计、道路管理等(江城，2014)。⑶在灾害监测中的应用GIS技术与遥感技术的结合，对灾害预测起到了很大作用；同时GIS利用空间模型分析对灾害数据进行分析，也为救灾工作提供了很多帮助。⑷在医疗卫生方面应用8 GIS技术可应用于流行病的研究和医疗设施分布方面。在流行病方面应用，主要通过GIS技术对于数据的可视化的功能和空间数据的分析功能，并且可以建立模拟病例来对流行病进行研究。在设施分布方面应用，主要通过相关数据获取，然后根据涉及经济对其进行整理分类，最后利用整理后的数据合理的构建小社区诊所。地理信息系统如今正处与产业化阶段。在技术方面，GIS系统发展趋向于集成化，智能化。地理信息系统现在不仅仅在单一领域内发展，而是与多种系统如SCADA、GPS、RS等的集成，使GIS具有更加丰富的功能。在应用方面，由于GIS系统与多中系统地集成，使得应用呈现企业化、社会化、全球化、大众化等特点，正逐步从专业用用领域向大众化应用领域转型(Fendi，KarwanGhazi，2012)。9 第2章沈阳浑南区供水管网管理现状及需求分析2.1供水管网管理现状沈阳城市供水管网的建设已有100年了，在政府的不断投资和规划建设下，城市供水管网已由最初的简单规模管网发展成较为健全的城市基础设施，成为城市生活的基本生命线。但在不断地建设和运行下，城市供水管网也暴露出许多规划、管理及运行方面的问题。1.规划滞后问题随着社会经济的飞速发展，尤其在近些年以来，城市的规模越来越大，许多经济比较落后的地区也相继出现了很多大型商场和高质量的居民区，经济条件的优越促使人们在供水质量和供水总量等方面的要求越来越高，现有的许多管网由于采用老旧的规划管理机制无法承受现在人们需求的变化，管道长期处在高负荷的工作状态，这就使得供水管网在远期规划方面的短板愈发明显。2.网管资料短缺问题沈阳浑南区的城市供水管网目前处于建设中。其中一部分原因是由于供水管网的管道大多数都埋藏在地下再加上一些管理维护人员经常会发生不定期更换，这就会造成下一任管理人员无法获得前任管理人员的数据资料，最终会导致一些管道基本参数资料发生缺失的后果。另一部分原因是随着时间的推移，管道的使用时间也会随之增加，在此期间供水管道会发生一系列不可预知的自然变化，使管道自身的一些重要属性发生变化，如直径、管壁粗糙度、水力坡度、高程等。3.管理模式问题目前我国国内对供水管网的管理主要还是依靠手工管理，大概流程就是首先由决策部门对管网建设项目进行初步规划，然后设计部门通过探测实际管网情况后绘制图纸，再由建设部门根据设计图纸进行施工，最后讲施工图和设计图交给档案管理部门进行存档，同时在管网运行期间，管理人员还要对供水管网10 进行巡查，在巡查过程中及时发现问题，对超龄运行的管线进行及时更换，这些复杂的过程暴露了在手动管理阶段所存在的自动化信息化程度低效率低等缺陷。因此，供水管网系统会发生许多无法预料的事故，并且这些事故也是多种多样的。根据有关数据显示，由于我国供水管网管理模式较为落后导致我国一般城市的供水漏失率已经高达10%~30%，平均水平也高居24%左右，远超欧洲7%的漏损率。在对全国408个城市的统计资料中也显示出全国城市供水系统的平均漏损率达21.5%，最高漏失率竟达到了40%。这些数据充分体现出我国目前的管理模式存在很大的漏洞，急需要采取更为先进的供水管网信息化管理的技术。4.供水事故问题从过去几年来发生的诸多供水事故中可以发现，最严重的并且发生频率最高的当属爆管事故，这也体现出目前城市供水管网中的主要问题。供水事故发生的频率非常高，从最近这几年所发生的供水事故中可以发现有些地区在一年之中会发生多起严重的爆管事故。爆管原因通常与不堪重负、水压变化、土层震动、管网老化、气温变动、施工等因素有关，其中管网老化是爆管发生的主要原因，据统计由于管网老化所造成的爆管事故大约占总爆管事故的23%。在目前的情况下，一旦发生了供水事故，目前所采取的应急措施只能保证一定时间段内的供水安全，并不能解决长期的供水安全隐患，这就促使这些供水事故在短时间内反复发生，使城市的供水安全受到了严重的威胁。2.2供水管网管理问题成因分析对于沈阳浑南区供水管网现在的状况，分析是由如下原因造成的：⑴新旧管道同时存在，管道相互交错重叠，且缺少整体规划，从而造成管网结构非常复杂。⑵管道本身的质量比较差,加上年代也比较久远,使用年限较长以及管道老化等问题，造成供水突发事故和水质问题频发。11 ⑶管网结构参数，如比阻、管径受敷设年代、管内壁腐蚀、管内聚积物和管材变质等因素的影响。⑷在管网实际运行过程当中，节点流量的变化没有规律性，很难对其进行跟踪实测，然而节点流量是求得其它参数的重要部分，如果对节点流量的监测不够准确，势必会造成严重的偏差；因此则会造成供需水量及水压不平衡，对水泵机组会造成一定影响。⑸由于受到经济条件的限制，无法实现对每个节点设置监测点，加上运行过程当中流速以及压力的不断变化，导致从管网反馈到的信息不够及时和完善，造成管网管理滞后现象。⑹管网基础资料数量庞大并且复杂混乱，加上资料的补充更新常常滞后于管网建设，一些基础资料不够详细，这会造成管网管理上的混乱现象，这对管理者在进行管网事故处理决策时是不利的。⑺此外，威胁城市供水安全的原因还包括水源污染，一方面,由水污染所造成的供水事故所占比重较大；另一方面此类供水事故所产生的危害也是其它供水事故无法相比的,其他供水事故一般都是造成供水中断,但由水污染所造成的供水事故还会对居民的人身健康造成威胁；因此，水源污染事件常常会造成城市的供水瘫痪等事故。⑻城市在规划过程中,没有以大局为重,常常在关键的管道上修建道路和建筑物，对供水管道造成严重的损害。针对以上出现的诸多问题，城市建设部门应当迅速采取有效措施来应对。在建立健全应急管理体系的同时，应该把水污染造成的供水事故视为主要考虑的对象，对此进行应急预案方面的规划设计。在进行其它建设工作的过程当中,我们也应做到未雨绸缪,优先重点考虑供水安全的问题。因此，建立、健全、有效的地理信息系统成为制定当前城市日常维护及事故预案所需科学管理方案的重要方法和手段。12 2.3系统需求分析2.3.1业务需求分析根据业务调研的情况，我们对在供水专业系统应用中所涉及的数据进行了分类，主要包括以下4类功能：管网分析、维护管理、数据管理、客户服务四部分。这四部分业务相互之间有着密切的联动关系，共同形成企业内部的业务链(冉申德，周健，李玉岐，2006)。地理信息系统在这四个方面都发挥着或大或小的作用，涉及到供水企业绝大部分的业务处理流程。因此，供水企业想要为供水管网用户提供完善、优质服务，提高企业的商业价值和盈利，必须大力发展GIS系统产业。浑南供水企业的生产运行模式围绕水源、给水处理厂然后经由输配水管网送到用户。通过调查并对资料进行整理分析,可以得出GIS用户情况调查表表2.1GIS用户情况调查表部门日常任务探测部勘测管道埋深、位置等信息维修部维修损坏管道、阀门等设备设备管理部对管网附属设备的装修、更换、改造等管线设计部对新装或变更管线进行设计及完成施工图等工作档案管理部管理、备份全部管网有关资料施工部参与管道埋设、及安装施工等工作项目开发过程中，用户也尽量的参与到项目中来，一起了解真实的工作流程中的需求，把握每一个环节的流转，让软件产品给供水工作带来最大化的便捷。对于需求调研工具选择，图形能使用户对其产生兴趣，因此，在进行调研过程中，要尽量采用图形化的界面来与客户交流。例如可以采用Rose工具，把用户的需求转换为图像的形式，使其表达的意思更加直接宏观，达到方便与客户进行沟通的目的。13 2.3.2功能需求分析根据地下供水管线信息管理系统的概念与特点，并结合浑南区供水管线信息管理现状以及调查需求显示，供水管网地理信息系统的建设应该能够真实规范地描述资源的现实性，最大效率地提高资源的使用性，实时地反映资源的动态性，无数据垃圾存在。系统建成后，应达到用户提出了GIS系统功能需要，从而实现供水管网的科学化管理。在此基础上，针对不同的需要按以下分类展开叙述：建立供水管网地理信息数据库；实现供水管网主要业务自动化管理，实现供水管网数据的查询、统计、分析、辅助规划设计、应急处理、水力模型等；快速输出符合标准或符合用户要求的各种图纸；实现面向社会公众的网上供水管网地理信息服务；为浑南区供水管网其它信息系统提供标准化的、权威的、多种比例尺的供水管网基础地理平台；实现供水管网地理信息的实时更新等；与为企业内部信息系统提供基础地理信息共享平台，利用供水管网地理信息系统数据库和环境进行共享，使供水管网地理信息系统的数据处理变得更加便捷快速，达到资源共享的目的，同时使供水管网的管理和服务部门得到较大提高。2.3.3性能需求分析沈阳市浑南区供水管网地理信息系统的性能应满足下列要求：第一，系统实用，用户界面友好、简洁、操作方便。第二，系统具有容纳海量数据的能力，反应速度快。第三，系统将依托于灵活、高效的数据库管理系统，图形和属性统一入库，数据冗余小。第四，能直接读取和输出各种数据源的地理信息数据，具有对数据资料完整性和一致性的检验。第五，系统具有良好的可维护性，便于系统维护和再开发。第六，系统应具有可扩展性，区域范围容易扩充；能方便地与其他系统的数据进行共享和集成。2.3.4运行需求1.网络环境计算机网络是信息化管理平台的重要组成部分。系统主要处理的是图形数14 据，并且数据量、用户的数量及其网络的传输量都比较庞大，需要更完备的网络环境才能满足系统处理的需求。网络主要分为两个层面，分别是广域网和局域网。局域网带宽为100MB以太网。2.硬件环境由于系统要求对“沈阳浑南区供水管网设计与实现”的数据进行统一和实现各个部门之间的共享，还需要有Web平台发布的功能，这就需要有更加强大的系统服务器支持。考虑到提高数据的安全性，应该采用对数据具有复制功能的服务器。考虑到系统硬件的兼容性、统一性和安全性，建议系统服务器采用IBM系列服务器。3.软件环境为了建立一个高起点、高标准的信息系统，并且综合考虑沈阳市浑南区供水管网地理信息系统建设的延展性、系统的开放性与安全性、高效并发访问、海量数据的稳定存储等因素，沈阳浑南区供水管网地理信息系统的GIS软件平台将采用ArcGIS系列软件中的ArcGISServer企业标准版、ArcEditor平台来建立。服务器：操作平台：WindowsServer2008标准版空间数据库引擎：ArcSDE地理信息发布平台：ArcGISServer数据库平台：Oracle11g编辑客户端：操作平台：WindowsXP地理信息系统平台：ArcEditor浏览客户端：操作平台：WindowsXP15 第3章沈阳浑南区供水管网地理信息系统设计方案3.1系统总体设计3.1.1系统开发原则、规范及开发工具1.开发原则⑴实用性对一个系统来说，实用性是至关重要的。系统应该具备取代几乎所有手动管理工作部分的能力，对于基本工作要进行全面、细致、具体的分析，找出其内在关系，并转化为计算机可以接受的形式。对于一些有助于系统提高的功能，只做一般性探讨。⑵先进性系统在完成基本功能的过程中，应引进国内外先进的技术和经验，尽量使基本功能，无论在效率上还是在功能上都尽善尽美。⑶可靠性可靠性在计算机系统中集中体现在“容错体系”方面，系统对用户的任何误操作都能给予提示，对任何数据错误均能给出详尽的错误信息。⑷可扩充性系统需要在使用的过程中，不断地改善，当有某些特殊问题，系统在设计阶段未考虑到时，应给系统预留可扩充空间，这就要求在代码设计、库结构设计、源代码编制过程中，都要对这一问题予以重视。⑸规范性系统的开发都要采用规范性原则，遵循国标和有关地方标准，这不仅有助于系统的完整性，还便于信息的共享和交换，也有利于系统的维护和升级。2.开发规范系统在整个需求分析、设计、开发、调试、测试等过程严格按RUP规范来完成。近年来使用RationalRose工具完成工程项目的建设和产品研发已经成为16 主流，此本次开发的整个过程都会遵照RUP规范来完成。3.地理信息系统开发工具选择在国内的供水管理及设施管理的应用上，主要的GIS平台包括ESRI公司的ArcGIS、Intergraph公司的G/Water、MapInfo公司的MapInfo、AutoDesk公司的AutoCADMap及中地公司的MapGIS、西门子的Sicad。由于ESRI公司是全世界最大的GIS软件提供商，所以在GIS领域中ESRI公司的产品应用最为广泛，在我国，许多的供水管理部门和供水企业都采用了ESRI公司的产品。ArcGIS具备了大量的GIS分析的功能，这些功能包括三维分析、叠加分析、动态分段技术、缓冲区分析和风格分析等重要功能。同时，适用于供水行业的专业算法以及专业模型也可以从ArcGIS的AM/FM功能中获得。全世界能够支持全系统操作系统的GIS厂商只有ESRI一家，充分证明了ESRI的高权威性，并且ArcGIS还支持多种大型数据库。而且ArcGIS还具备了COM技术，这使得ArcGIS可以利用任何兼容COM技术的编程语言来进行定制与扩展。因此，本次沈阳市浑南区供水管网地理信息系统的GIS软件平台选用ESRI的ArcGIS系统平台。基于沈阳市浑南区的规模地理分布，本方案建议采用ESRI的产品作为GIS平台。1.ArcGIS性能特点⑴海量数据的存储企业级和社会级信息系统的核心是数据库，两者都用于储存管理空间属性数据，由于沈阳市浑南区的管网基本属性数据非常繁琐复杂，这就对所选用的GIS软件的数据管理存储能力提出了更高的要求。ArcSDE经过几代产品的更新和发展，目前已经能够储存大量的数据，并且可以实现多个用户进行并发访问，其能力已经经受住了国内外市场的考验。⑵长事务处理和版本管理ArcSDE还提供了版本控制的功能，可以通过多个用户对单一要素的编辑17 得到多个相关的结果，使用户可以根据个人的要求来选择符合自己要求的结果，并且允许多个用户同时访问，这样就可以实现多个用户同时对沈阳浑南区的供水管网进行编辑并获得最佳的编辑结果。⑶系统可伸缩性ArcGIS系列产品的公共的技术基础采用了工业开放的、标准的和统一的对象组件库。ArcGIS系列产品这一特点使得浑南区供水管网地理信息系统不会受限于平台的提升和功能需求的扩展。⑷系统的开放性现在ESRI的产品开放性强，数据库支持Sybase、Oracle、DB2、SQLServer等；平台支持HPUnix、SUN、IBM、Informix、Digital、SGI、Unix、AlphaNT、WindowsNT、等多种硬件平台；因为采用了微软的组件对象模型技术，所以ESRI的产品还支持Delphi、NET、C、VB、VC等大量其它的开发语言。由于ESRI产品有良好的开放性使沈阳浑南区的地理信息系统具备了强大的开放性，更加便于后期进行更新改造。⑸强大的开发工具ArcGIS平台提供了方便的二次开发工具，二次开发工具可以采用VC、PB、VB、Delphi等支持COM的编程语言。⑹系统的安全性ArcGIS是ESRI三十年GIS研究、开发和应用经验的成果，具有非常高的稳定性，ArcGIS系列产品中的ArcSDE提供了独具特色的空间管理功能，在保证较高工作效率的前提下，可以解决数据一致性以及空间数据的并发操作等重要问题（李为国，2014），本项目是基于ArcGIS产品所开发的系统，可以很好的保证空间数据的安全准确。3.1.2系统总体构架设计1.系统构架由于GIS系统平台的运行是一个非常复杂的系统工程，按照软件工程的原则，分解复杂任务，采用模块化、层次化的思想建立基本框架。GIS平台基本结18 构体系的外围分为：最顶层的服务对象和最底层的外围环境。而体系核心部分包含五个层次要素和四个支撑体系，横向层次要素的上层对其下层具有依赖关系；纵向支撑体系对于四个横向层次要素具有约束关系，如图3.1所示。⑴数据层系统应建立数据中心化服务。数据中心整合元数据、检测数据、空间数据、业务数据、水文水利数据等相关基础信息，通过磁盘管理、NAS存储、分布式存储等数据存储技术，把结构化数据、非结构化数据进行有效组织。⑵业务层提供面向城市及公共的公共性信息类服务，为城市及公共服务以及各领域的应用建设提供统一支撑。⑶服务层服务层包含两个服务层面：基础资源服务和普适权限服务。基础资源服务层面目的是在一个安全、可靠的基础设备上提供多元化的网络和终端接入，保证信息的交互的可信性和扩展性。普适权限服务层负责各种应用业务的管理权限，包括用户权限、用户审计和权限管理。⑷应用层系统在数据层、业务层和应用层的基础上建立个中应用。应用层是数据具体领域的业务需求，对技师掌握的各类感知信息进行综合加工：智能分析，辅助统计等手段，构建GIS体系。⑸界面层界面层是一种界面工具，它可以为用户提供应用服务，主要包括移动客户端、浏览器以及专用客户端。用户通过界面层可以实现GIS系统中其他结构层的应用。19 图3.1系统构架图基于面向服务的体系结构（service-orientedarchitecture，简称SOA）SOA架构的城市规划GIS应用支撑平台确定了可以被任何应用程序所使用的服务、接口和交换协议。遵从OpenGIS规范的应用能够被无缝地集成进服务框架中。某个应用程序可以被增加、修改或者替代，而不会影响其它应用程序。此外，运行中的工作流可以实时改变(缪炎，2005)。2.平台服务实现规范基于SOA架构的GIS系统平台应用支撑平台包括空间、专题图层、和空间特征这三种基本地理参考信息访问服务，另外，地理编码以及地理解码返回空间参考等重要服务也包含在基于SOA架构的GIS系统平台之中。地理信息服务的实现规范按照服务可分为以下几类:⑴核心服务基于SOA架构的GIS系统平台的核心是支持其它应用领域服务，它并不考20 虑应用领域的通用接口，基于SOA架构的GIS系统平台的核心服务具有高度的兼容性。⑵专题图服务这些服务规范使得遵循OpenGIS规范的厂商或组织开发的服务器之间就Web上不同类型的空间信息可以进行动态查询，存取，转换和综合等处理(卢亚辉，2003)。目前规范包括网络地图服务规范，网络特征服务规范和网络图层服务规范等。⑶空间信息服务该服务可以将图像上所拥有的各种信息全部整合进一个统一的信息管理框架之中。目前包括地理解析器服务、地理编码服务、位置组织器文件夹、地名服务接口等规范。3.构架设计总体描述本项目的架构描述方法采用统一过程中的以架构为中心的架构设计方法，来描述系统软件的构架。描述系统重要构件的组织或结构和其与不断缩小或者接口所组成的构件是如何通过接口进行交互的。软件架构如何被分解成构件以及这些分解出来的构件如何经连接器连接来产生成有用的形式是通过构架视图来显示的，然后，还要对主要的结构设计策略进行记录。在本次的架构设计采用了统一过程中“4+1视图模型”并进行了相应的修改，主要包括了不同类型的架构视图具体如下：⑴用例视图用例驱动开发是以用例为中心，进行分析，设计，开发，测试，以及项目计划；用例不仅起到了需求描述的作用，而且还会影响到架构设计、测试和重用设计。⑵逻辑视图逻辑视图包含设计类到包与子系统和包与子系统到层的组织形式。逻辑视图是设计模型的子集，此外，它还包括了一些用例实现。⑶实施视图21 实施视图包括实施模型和从模块到包和层的组织形式的概览。它是实施模型的子集。⑷部署视图部署视图由将任务向物理节点分配和对物理节点进行描述两方面部分组成。它是部署模型的子集，部署视图只应用于分布式系统中。4.构架设计本项目的设计中，整个B/S业务系统采用J2EE的体系架构，分层、模块化设计，搭建企业级的业务运行支撑框架，以此为纽带，利用企业业务总线和数据总线，实现众多专业系统的连接。系统总体结构的核心部分采用的J2EE技术路线，严格按照J2EE的技术规范进行设计。一般情况下，J2EE的系统结构由业务逻辑层、表示层、数据集成层、服务层这四层组成。表示层通过AJXA架构向Browser用户提供的用户界面具有灵活方便的优点；服务层，对外提供Web服务，将各种应用功能比如GPS定位服务通过Web服务的形式发布到企业总线上；业务层，在这一层中利用已经封装好的各种服务来构建综合调度系统中的具体的业务应用(唐运海，2009)。在本系统中，基础服务包括：GPS定位服务、动态数据展现服务、空间分析服务、专题展现服务、管网GIS服务、地图数据服务等。持久性框架可以把服务层、业务逻辑层、数据层、表现层结合在一起。它是软件服务，位于数据源上层，它可以将应用程序和数据源分离。提供的服务应完全抽象从这个数据源使用和操纵数据的物理细节。⑴表现层设计表现层的设计主要采用MVC模式，利用AJXA架构来进行页面的开发，充分保证业务逻辑层和设计之间的透明性，不仅如此，还要在设计中保证系统的整体界面具有灵活性和高度一致性。MVC模式是设计模式中的经典模式，它可以有效的分离数据层，展示层，和业务逻辑层。⑵业务层设计22 业务层的设计主要采用Facade（门户）模式和Delegate（代理）模式，通过门户模式将业务逻辑层与数据层分离，利用商业代理模式将表示层与数据逻辑层分离，且在设计中充分考虑到系统的运行效率，充分做到设计与数据层和表现层完全透明(李树平，刘遂庆，王荣和等，2000)。门户模式分为SessionFacade（会话门户）和MessageFacade（消息门户）两种情形。⑶服务层设计Web服务在系统中的应用规程如下：系统构造Web服务；Web服务路由模块将系统中需要发布的接口通过Web服务的形式发布出去；客户端应用（不管是VB、VC或者.Net）基于WSDL编写Web服务客户端代理；客户端应用通过Web服务客户端代理访问Web服务路由模块；Web服务路由模块根据不同的服务对象，转发请求到不同的业务处理对象中，并从业务处理对象中得到返回值，传送回客户端应用；Web服务层架构如图3.2所示：图3.2Web服务层架构图⑷数据层设计数据集成层集中处理数据的整合以及后端企业信息系统（EISs）间的整合问题。通过数据访问对象技术，数据集成层能够屏蔽底层数据源的不同访问，使得上层业务逻辑处理能够对来自于不同数据源的数据（比如来自于RDBMS、23 ODBMS、文本文件、XML文件等）进行透明存储和访问。数据集成层架构如图3.3所示：图3.3数据集成层架构图⑸软件部署应用服务器：应用服务器主要实现系统的业务处理、以及公共的地理信息处理等功能，应用服务部署了Web服务器，负责系统的界面展示等功能。因此系统管理平台的主要同业务相关的功能组件是部署在这个服务器上的。数据服务器：在数据服务器中主要包括以下几个主要模块：空间数据库、业务数据库、ArcSDE数据封装模块。数据处理服务器中主要是将各个数据统一存储在数据处理服务器中，由于ArcGIS的特殊设计，所有的空间数据库访问必须通过ArcSDE进行封装和处理，并通过ArcSDE进行访问，因此ArcSDE处理模块也部署到了离空间数据库最近的地方。用户终端：本次系统的特点是公司统一管理，数据由各部门分别录入的方式，因此数据维护终端采用了Client/Server的方式。空间数据的维护通过空间数据维护模块来收集并通过ArEngine模块输入到数据处理服务器中。应用终端使用Web方式，直接通过浏览器实现GIS应用。24 3.2系统功能模块设计3.2.1系统模块化结构设计1.模块划分系统采用CASE工具进行系统建模，依据需求分析所提出的系统需求可以将系统划分成管网分析功能模块、维护管理模块、数据管理模块、客户服务模块。管网分析功能模块包括：纵剖面分析、预警分析、垂距分析、爆管分析、横剖面分析等。本模块的功能主要为进行管网的状态分析，为维护人员作出决策提供管网信息依据。并且用户可以根据管网分析功能，通过当前管道地址查询管道运行信息，并最终生成管道剖面图。维护管理模块包括：移动抢险与管网巡检、管网破损事故档案管理。本模块的功能主要为通过巡检人员，进行管网事故地点定位，并进行快速抢修。系统将事故信息储存在GIS系统中，以方便破损事故档案的查询工作。数据管理模块包括：管网空间数据模型管理、管网数据输出、数据图层管理、管网数据入库等。本模块的功能主要为进行管网空间数据的管理功能，为后续管网的分析和维护提供丰富的基础数据。客户服务模块包括：报装管理系统、查表营业系统和服务热线管理系统。本模块主要是供水企业在水的售前、售中和售后的各个环节为客户提供服务及管理的子模块。具体模块构架如图3.4所示：25 图3.4系统功能模块架构图2.结构设计结构单元设计包括以下方面：说明各模块单元文件间的引用关系；全局函数操作对数据集状态的影响通过利用数据集状态图来描述；描述模块中包含的其他程序单元文件和各个模块的主界面单元文件；用控件对象的状态转换图描述全局函数操作与控件的响应关系；说明单元中包含的对象类、全局变量和全26 局函数。3.2.2数据管理功能1.管网空间数据模型管理⑴图层管理①图层结构管理用户可在其权限范围内管理相应的图层组并配置其中的空间要素，包括新建、编辑、删除、更名图层等。②图层显示控制用户可对图层的显示比例、叠加方式、显示开关进行设置，并能够对前端的显示方式进行总体控制。系统提供图层分层显示控制功能，可以单独显示某类管网，或显示某类管网中的几种对象，定制不同种类对象的显示效果，可以在不同比例尺的范围内进行控制图层的显示，控制图层标签显示效果、标签叠加处理规则、标签的标注内容等等。系统总图是一种窗口浏览工具，它可以方便地提供当前管网图在系统总图当中的位置。图形浏览功能是本系统为了用户更好地对管网图进行浏览而提供的一种工具，主要包括系统总图、放大镜窗口、图幅定位和书签管理四大功能。放大镜窗口作为一种窗口浏览工具，它能够对管线图中管线位置进行局部放大浏览。图幅定位可以实现通过指定图幅号进而快速定位到当前窗口的功能。图形定位包括指定图幅号定位和坐标定位。⑵管线管理①可自定义绘制、编辑各类给水管线图形元素。图元更改后，在所有图层中的显示均得到更新，同时提供离线编辑功能。27 ②可对不同类型管线的属性字段进行自定义编辑，管理员可根据实际业务应用需要新增字段，并可设置其是否在前端可见。③对管线的属性数据进行维护，如对管线空间位置信息进行修改，则须经数据校核后才能进行数据更新。④管段属性信息可分为以下分类：资产信息、工程信息、现状信息、全部信息。⑶节点管理①可对不同类型节点的图形元素进行自定义编辑，用户可根据需要新建节点类型并绘制图元。图元一旦保存，在所有图层中的显示均得到更新。②可对管件、阀门、水表、监测点、水源点、消火栓、水鹤等不同类型节点的属性字段进行自定义编辑，管理员可根据实际业务应用需要新增字段，并可设置其是否在前端可见。对现有在用字段，不可进行修改或删除操作。③可对不同类型节点的属性数据进行维护，支持节点数据批量修改。如对节点空间位置信息进行修改，则须经数据校核后才能进行数据更新。提供对水表、水表组、阀门等节点的拓扑关系维护界面。④对管段属性信息分类：现状信息、工程信息、资产信息、全部信息。⑷设备管理①阀门井管理：提供生成阀门井、阀门井设备查询、设备所属阀门井查询等。②报废管道管理：对需要报废的管道进行选择，可将报废管道数据导入到报废管道数据库。提供报废管道的添加、修改、删除、查询等功能。③通过外业数据表，可对GIS数据和附属数据进行批量添加和修改。④提供对消防系统（蓄水池、消火栓、水鹤）设备属性（如有坐标、现场数码照片、编号、类型、年代等等）的编辑录入、查询、定位、统计等功能。⑤编码规则管理对管网空间对象（管网设备）的编码规则进行管理，编码规则可自定义编辑，符合不同地方性标准要求。28 ⑥拓扑规则管理系统应自带常规的点、线、面拓扑规则，可根据设定的容限、拓扑等级等参数，自动建立管网对象间的拓扑关系。⑦系统能记录GIS数据的历史操作记录，如历史操作任务名、历史操作依据。2.管网数据输出系统可生成shape、Excel、CSV、CAD等格式的文件来输出管网数据，并且能够从本系统数据库中提取出相应的专题信息，然后对数据的格式进行转换，以此来满足各个平台下的应用需求是本系统最重要功能之一。3.数据图层管理系统应建立以下图层：市政管网、小区二次管网、全市测压点、流量计、水质监测、消防系统、二次供水泵站信息、水厂信息、原水信息、大用户信息、报装等，并建立合理的数据结构。图层数据在可在C/S系统或B/S系统中进行数据维护，并在B/S系统中进行专题图展示。4.管网数据入库支持CAD图导入、物探成果导入、线、面文件导入等多种方式。⑴CAD图入库本系统ArcInfo的某个原有图层或者新创建的图层中的图形位置和属性数据是通过AutoCAD中的Dxf文件转入的。但是Dxf文件的坐标单位应为公制；转入数据的坐标范围必须在沈阳市范围之内方可转入。转入数据的点、线、面颜色和样式均按ArcInfo图层缺省值处理，可能与原文件中所包含的信息不同；而且Dxf文件中注记、椭圆、三维实体等数据信息本系统没做处理。⑵竣工图纸扫描入库沈阳浑南区供水年代较久远，多年来积攒下大量的图纸资料。供水主要信息反映在台帐、1:500图和1:1000图上。29 3.2.3管网分析功能管网分析功能主要包括：预警分析、纵剖面分析、垂距分析、横剖面分析、爆管分析。横剖面分析：横剖面分析功能是系统能够在横剖面上进行空间操作，在此基础上对管线横剖面各个属性信息进行空间分析，并且能够以文档的形式把分析结果打印出来。纵剖面分析：纵剖面分析功能是系统能够在纵剖面上进行空间操作，在此基础上对管线纵剖面各个属性信息进行空间分析，并且能够以文档的形式把分析结果打印出来。垂距分析：地下管网系统错综复杂，且在空间上下分布。垂距分析功能能够分析出管线空间上的距离，为管网规划提供科学依据。预警分析：预警分析功能能够通过颜色显示或者声音提醒为用户提供预警信息。爆管分析：爆管分析功能能够在管网发生事故时，为用户提供紧急预案，将损失降为最低。3.2.4移动抢险与管网巡检二次供水巡更管理系统由三部分组成：监控端、移动端、数据处理端。1.地图浏览用户可以利用GIS系统在浏览器中查看电子地图，系统不仅能够提供树状图层列表和显示控制，而且能够提供图形窗口其它的一些基础功能，管理人员可以根据查询定位方便地进行查看和监控。2.巡线监控一是对巡检人员位置进行定位并显示出来，二是通过支持智能移动终端的条码、二维码或RFID的扫描功能，测定目标设施或事件的位置。巡检器可通过2.5G/3G/4G等主流无线数据通讯技术把含有巡检人员实时坐标的数据包发送至服务器，进而帮助监控人快速确定目标设施、故障设施以及巡检人员的位置。30 3.报警管理自动报警功能可以通过颜色或声音来提醒巡检人员，以此来确保管线最后都处于巡检状态。4.报修与维护管理系统接到报修指令后，派人现场维修，维修人员到达事故现场，用巡检器拍下现场图片，并输入事故信息，开始维修施工，当发现漏点及管径信息，也要及时拍照并记录相关信息，等到维修结束后还要记录并拍照，保证此次施工维修的完整性。通过通讯上传维修信息，管理软件进行数据处理，并提交完工数据。如果出现爆管等严重问题时，调度或相关人员可以向现场人员发送指令与通知，通过服务端迅速推送出事现场位置，以及管网及附属设施的加亮定位信息，直接定位到出事地点，并可以分别定位应该关闭的阀门。5.历史轨迹回放系统可以根据用户输入的查询条件进行事故定位，并且在地图上显示历史轨迹，实现历史轨迹回放。6.日报、月报管理系统提供日报、月报的上报管理及相关查询统计分析，如：日报、月报提交情况统计等，辅助管理层对日常巡线工作管理的整体把握与调控。巡检日报：可以查询某一天的个人日报，班日报及组日报信息，可按部门、人员及日期进行查询。巡检工作月报：表查询及导出功能模块，可以选择历史查询月份对某一巡检班组进行查询，反映该部门在当月巡检片区情况及总体隐患情况。7.巡线计划和任务安排巡检线路管理是对巡检的线路的一个管理，主要包括对指定线路中的关键点的添加、修改、删除。31 巡检计划安排可新建巡检计划，并可对未审核通过的计划进行编辑和删除。系统可新添加一个巡检计划，巡检计划分析常规计划和临时计划。添加完新的巡检计划后，该计划就进入了审批流程，管理人员进行巡检计划审批，如果发现有些已经审核通过的计划不合理，可以撤回为审核，由相关的人员对该计划进行修改。3.2.5管网破损事故档案管理沈阳市浑南区供水管网破损事故档案管理信息系统由管理功能和分析功能两部分组成，其中部分功能是通用的。该管理系统的功能强大、使用方便，只需简单的运用键盘和鼠标就可以操作完成繁重复杂的工作。1.系统功能菜单沈阳市浑南区供水管网破损事故档案管理信息系统是由管理功能和系统分析功能两部分组成，两部分中部分功能是通用的。⑴文件管理：打开、另存、保存、屏幕输出、纸张设置、打印预览、打印、纸张设置、退出(蒯兵，2009)。⑵病案查询统计：破损原因查询、破损类型查询、破损次数查询、SQL查询、组合查询(姜俊，2009)。⑶信息编辑：破损信息编辑、添加破损点。⑷分析预警：预警分析、未处理破损信息、自动预警。⑸地图打印：标准图幅打印设置、打印标准图幅、当前窗口打印、沿道路打印。2.病案查询统计⑴单独查询病案查询功能包括破损材质查询、破损原因查询、破损类型查询以及破损次数查询。病案查询根据管线的破损类型按照接报时间、完成时间和空间区域三种方式对管线破损情况进行查询，界面清晰明了，操作简单，可以提高工作效率。32 ⑵组合查询组合查询即按照破损类型、破损原因、破损材质、破损次数、接报时间、完成时间和空间区域等任意组合的查询方式对管线破损情况进行查询。⑶SQL查询SQL查询就是利用类似数据库中的SQL语句对信息进行查询，这一方法对高级操作人员比较适用。3.地图打印地图打印是地理信息系统最基本的功能，系统可提供多种不同的地图打印功能，包括标准图幅打印、沿道路打印和当前窗口打印等。4.信息编辑⑴破损信息编辑破损信息编辑即根据筛选条件客服编号和时间范围对破损记录信息进行修改编辑再保存的功能，界面清晰明了，操作简单，可以提高工作效率。⑵添加破损点添加破损点就是在系统管网图破损管段处添加破损标识，并且对破损点属性信息进行编辑，保存到数据库中，以便其他功能中使用。5.分析预警本系统具有较强的分析功能，可以有效地为专业人员进行各种决策提供可靠的支持和参考。本系统的分析功能有：预警分析、未处理破损信息、自动预警。⑴预警分析预警分析功能是用SQL查询设置预警参数，以查找破损的设施来采取应变措施。⑵未处理破损信息未处理破损信息功能就是将系统存在的没有处理的破损信息记录显示，便于查看详细信息，以及对破损信息进行编辑等操作。33 ⑶自动预警自动预警功能是使用预警分析功能的预警条件，对破损情况进行预警分析。3.2.6客户服务系统1.客户报装系统客户报装系统包括对客户甩水报装报建的审批、设计、施工、验收等各环节的流程化管理。用户受理：主要内容包括登记用户申请内容，核定和整理用户受理资料，形成工程工作单等。项目查勘：查勘工作是项目前面的一个准备工作，它的主要目的是确定项目的可行性。查勘人员根据现场的实际情况，进行项目评估，获得项目区域周边的设施情况，管网覆盖情况，并出具项目草图。工程设计：工程设计方案的合理性决定了项目的成本投入、施工质量、使用年限、供水能力等指标，也影响到后期的用水安全和水费计量。因此，这个环节需要水务企业重点关注。工程设计环节将记录项目设计图纸、设计单位及其他设计过程中的关键内容。工程预算：项目预算的主要工作是根据确定的设计图纸预算工程造价的过程；工程预算环节中需要导入或记录的内容有工程预算书、主材清单等。缴款：缴款环节根据的主要工作是根据预算费用制订缴款计划，并收取用户费用的过程。合同管理：合同管理不仅包括报装工程合同，还涉及供水合同等多种合同的管理，合同管理中应当可以详细记录工程费用、合同条款、签订人、签订日期等内容，对于部分报装管理功能可以支持合同扫描件的存储。合同的保存是以后施工、供水等工作的法律依据。工程实施：工程实施的主要作用是记录工程进度、实施质量等内容，从而保证工程进度和工程质量，并可以向用户进行反馈。34 验收：验收的主要工作是确定工程最终满足验收要求还是需要进行整改，这里记录了验收过程中的主要环节的验收结果，以及各验收单位对项目的验收意见。归档：归档的主要作用是根据系统中记录的各项材料对纸质材料进行核对并封存的过程，成功归档是项目顺利结束的标志。2.查表营业系统本部分内容主要是查表营业系统的各类专业业务，包拈：实现管理客户基本档案、水表状况、查表状况、费用计算、缴费业务、账务处理、账单业务、统计报表等各个环节。用户管理：包括用户基本档案管理、账单订阅管理、注销管理、新装管理、过户管理、优惠管理、性质变更管理、户表关系管理等(张毅，2013)。查表管理：完成用户水表当期用水记录、内复审核、外复修正、开账等业务功能。收费管理：实行用户各类缴费功能。账务处理：是抄收业务不可或缺的管理模块，为已收费或未收费用户发生的各项调整、减免或退款业务的管理模块。票据处理：主要完成各类票据的打印，包括水费发票、同城托单、各类催缴通知单、增值税发票等。对于已经进行票据外包的水司，只需定义好数据接口，在规定时间生成业务数据提交给邮政打印。水表工程：对水表的拆、换、报停等业务的管理。包括拆表管理、换表管理、水表报停、水表复用等。水表的拆换业务直接会影响下个周期查表数据、故拆换表的数据的完整性准确性要求很高，必须及时更新数据。统计查询：实现各类数据的查询和统计报表。包括用户综合信息查询、历史缴费信息、查表信息、表务信息、账单信息、欠费信息等查询。3.呼叫中心系统城镇建设行业标准《城镇供水服务》（CJ/T316-2009）要求水务企业应建立24h在线服务电话，并建立健全多媒体售后服务系统，包括网站、短信、邮35 件等。呼叫中心建设的目标，就是提供客户与水务企业沟通的平台，通过这个平台可了解客户在使用过程中的真正需求，从而不断改进系统，不断提升，为客户提供更好的服务。业务受理：客户在系统使用过程中对所咨询的各种问题，客服人员会一一受理，并形成工单，派发至各个技术负责部门，已形成问题解决方案。工作任务：工单派发至各部门后，相应部门会针对问题进行分析、调查、催办等操作。知识查询：客户服务系统还会为用户提供供水方面相应政策及知识的查询，以便用户能够更好的了解供水行业政策，为用户提供更优质的服务。信息查询：信息查询主要包括用户个人档案及用水信息，以及历史档案信息。这会为工作人员在处理用户事故工作时提供更科学的决策依据。系统监控：对工作人员及客户的电话通话及技术人员的维修操作进行监控。3.3数据库设计3.3.1元数据设计1.元数据设计原则要通过采用科学合理的设计原则来建立完备的管网管理元数据。元数据不但包含对管网数据的描述，而且也是对管网信息数据的管理方式和组织方法。因此在进行系统元数据设计时，应该遵循一定的原则来保证系统基础构架的稳定性和牢固性，具体原则应如下述(卢亚辉，2003)：⑴模块化原则系统功能设计时采用的技术是模块化集成技术，这不仅体现了系统功能的独立性，同时也为日后增加系统功能模块提供了便利。⑵一致性原则元数据在设计时为了保证日后与其他模块的对接，且保证信息的一致性，应该尽量保持与国家标准或者行业标准一致。⑶可扩展性原则36 为了日后所设计的系统能够在基础的功能上扩展更多的专题应用功能，元数据体系在设计时应该保持可扩展性。⑷稳定性原则在考虑将来系统使用的稳定性，以及系统功能模块的可扩展性时，此时系统最基础功能的稳定性也就尤为重要了。2.元数据结构化语义设计元数据语义设计是在元数据结构下进行具体语句设计。设计时应遵循予以设计标准语法和合同规定所能到的目标。且应尽量保证予以结构的完整性和统一性。元数据的描述方式则采用XML语言。3.3.2数据模型设计1.数据建模流程系统设计开发之前，技术设计人员已经该就合同规定所达到的业务需求对系统进行整体框架设计，之后进行单个模块的模型设计，最后在整体框架下进行系统设计(林亮成，2009)。设计时应综合考虑各种因素。2.数据模型设计思路先要统一企业级概念模型，在其基础之上，一步一步健全细分企业级逻辑模型；再通过企业级逻辑模型设计逻辑数据模型；最后，在确认数据库产品选型后，即可产生物理数据模型。3.概念数据模型设计数据主题是任何可以区分的人、地点、事情、事件或概念，信息围绕它来保存。数据主题域是数据仓库主题建模的基础，通过细化数据主题域即可建立统一的数据仓库模型。同样，数据主题分类可以帮助数据可以提供业务系统之间需要的业务数据给平台开发人员。4.逻辑数据模型设计37 逻辑数据模型是对概念数据模型的细化，是以主题及主题域来表现网络运营主要业务数据范围，通过对主题的细化形成了实体、实体与实体之间的联系。逻辑数据模型的建模包括以下流程：明确数据分析应用需求；确定数据分析应用所涉及的数据主题域与相关主题；识别这些数据主题所分布的业务系统，获得源数据表结构；对分析需求所涉及的主题进行细化得到相关实体、实体的属性以及实体间的关系。5.数据模型设计结果通过以上步骤即可建立供水管网数据库模型，管网中的数据可存储在相应的数据库中。而数据要素集主要用于存储具有图形特征的供水管线数据和管点数据，以及没有图形特征的关系表和数据字典。供水管网数据库中的主要数据要素如下表所示：表3.1管网数据模型要素表类别名称说明二次加压泵站加压位置水门（阀门）阻断水流动的设备消火栓消防设备排泥阀水里杂质排除位置排气阀水里气体排除位置测压点测压位置测流点测流位置管点节点变质、变径、三通、四通、线位点水源制水位置分区计量表计量水量设备远传点水压测定并自动传输水压信息的位置水质检验点检测水质的位置水表计量设备二泵点小区管网市内管网管线市政管网输水管线取水到制水之间的管线数据字典阀门阀门类别字典38 第4章沈阳浑南区供水管网地理信息系统实施方案及保障措施4.1实施前期准备地理信息系统项目在实施之前需要做很多准备工作，这样才能确保方案的顺利和准确进行。前期的准备工作包括方案的制定、实施环境的准备、实施人员的准备和前期数据的准备。4.1.1实施计划准备浑南区地理信息系统项目在实施过程中最主要的环节就是项目实施计划的制定，一个明确可行的实施计划能够最大限度的确保项目的安全、顺利进行。由领导小组审核项目组制定的系统实施计划，通过后发布系统实施通知，并召开系统涉及部门的业务主管动员会。如果系统涉及某些业务流程的改造或优化，其流程必须由用户发布正式的业务规范说明。4.1.2实施人员准备整个信息系统工程项目的顺利实施需要有项目的组织人员和项目的技术人员。这其中项目的组织人员的有效运作会直接决定项目实施的成败，为了切实做好项目的建设工作，成立专门的项目管理委员会，负责协调、决策项目建设过程中的重大技术问题、资金问题。委员会下设专家顾问组、项目管理组、分析设计和开发组、项目实施组和质量保证组等，这些机构会共同管理和组织项目的运作，对整个工程进行负责。项目技术人员贯穿整个项目执行过程，是整个项目实施过程的核心。项目技术人员包括项目总顾问、项目经理、项目执行经理兼集成组组长、项目分析设计主管、和项目质保主管。39 4.1.3招标采购准备根据初步设计方案，组织开展施工招标和施工监理招标，确定施工单位和施工监理单位。为了保证施工质量、控制工程进度和投资目标，对于大、中型系统的设计和施工，应实行监理制度。确定施工监理要实施招投标制度，其招投标的操作流程可参考本节中施工招标的相关内容进行。对于小型信息化系统，可采用议标方式确定监理单位，也可由业主直接委托某个监理单位进行监理。1.招标准备浑南区地理信息系统招标工作是由招标公司代理完成的。招标流程一般为准备招标文件、发布招标公告或邀请书、投标单位资格预审、发售招标文件、组织现场踏勘、工程交底和答疑、收受投标单位的标书、开标、评标和决标和签订合同。由此确定施工单位后才可进行后续的采购和调试准备。2.设备采购浑南区地理信息系统的实现对设备要求相对较高，且设备采购需要一定的周期。因此，在施工前需严格按合同规定的规格、型号、数量安排设备订购。订购的设备到达施工现场后，应由监理、业主、设计、施工各方有关人员一起进行清点和开箱检查。检查包括包装外观、设备类型、型号、数量、说明书及随机而来的有关技术文件。若有不符应由责任方负责增补或调换。进口设备还应做好报关、进关、商检、减免关税等工作。4.1.4验收调试准备浑南区地理信息系统工程项目的验收调试准备应分为系统测试、系统试运行、初步验收、正式验收四个步骤。1．系统测试地理信息系统设计安装完成之后，其测试工作将会依据国家相关技术规范和设计文件，由工程监理单位组织第三方专家对工程进行全面测试，设计人员会根据测试。40 2．系统试运行系统调试开通后，至少应进行15~30天试运行。在试运行期间应由业主方受过培训的人员进行操作，并依据试运行大纲进行功能、性能检验同时做好试运行记录。试运行应达到设计性能要求并且得到业主单位认可。否则需对存在问题进行整改并重新进行试运行。系统顺利通过试运行便可进入正式运行。建设单位应在系统正式运行后1~3个月内，向监理单位或上级主管部门提出验收申请。3.初步验收地理信息系统工程项目完成后，正式要求监理工程师验收前，施工单位会组织内部预验收。在系统正式竣工验收前，施工单位应向监理部门提交竣工验收申请报告。监理部门收到验收申请报告后会依据合同进行仔细的审查。监理工程师审查验收申请报告后，若认为可以进行验收，则应由监理部门对竣工的项目进行初步验收，在初步验收中发现施工质量问题，应及时以书面形式通知施工单位，并令其按有关的质量要求进行修理或返工。在初步验收合格的基础上，可由监理部门申请正式验收。4.正式验收验收流程在信息化系统项目的正式验收前，应由建设单位组织相关专家成立工程验收专家组。正式验收会应由专家组组长主持，并由业主、设计单位、施工单位、监理部门、验收专家组参加。4.2实施过程控制4.2.1实施进度控制施工单位要保证地理信息系统项目如期顺利进行，则必须规划项目进度表，进行项目进度控制(班福忱，佟恒宇，2013)。而具体的时间进度需要根据工作安排确定。工作安排，主要分为数据加工工作组、管网地理信息工作组、地理信息平台研发组，几个工作组每个组有统一的项目经理，由项目研发总监领导，41 由项目产品客户经理统一协调。4.2.2实施质量控制1.实施质量规划为保证浑南区地理信息系统的工程质量，则必须进行工程质量控制。项目质量规划是整个项目所要达到的预期目标，是项目实施的质量依据。项目的质量规划需要项目的组织人员和技术人员根据项目的合同技术需求进行分析制定。质量规划一旦制定后，技术施工人员应严格按照质量规划所规定的进度和质量要求进行施工。2.实施质量保证⑴项目进度的质量保证项目实施期间会遇到许多不可预见的问题，所以项目管理人员和技术人员一起制定项目实施的进度计划，对项目的质量控制具有很大的意义。进度计划制定后，施工人员应严格按照季度计划施工。当项目实际施工进度与计划进度有偏差时就很有可能会出现质量问题。此时项目管理人员应对项目进行周期性检查与维护。⑵需求分析质量保证系统的需求分析往往并不是一次就能制定出来的，而是在系统设计、实施过程中不断提出，不断改进的。因此，在整个项目执行过程中，对于每一次的需求变更都应该进行分析、记录，并规范流程。最终实现设计的功能满足执行过程中的需求分析。⑶系统设计质量保证在项目实施之前的系统设计是项目实施的核心，一个合理的系统设计可以减少很多实施过程的重复和修改工作。因此在设计人员制定设计文件后，应由项目专家、设计人员和测试人员对设计计划进行共同评审，保证系统设计计划的合理性。42 4.3实施方案保障措施要确保浑南区地理信息系统项目工程顺利、高质的完工，必须实施多项保障措施对项目实施过程进行保驾护航。这其中包括组织管理保障、专业技术人员保障和系统安全保障。⑴组织管理保障进行组织管理保障首先要确保组织管理的清晰和规范，因此必须建立健全项目责任制度。从项目经理、总工程师到具体施工的工作人员店铺应该遵守项目管理规章制度和标准，并承担各自相应的责任，履行各自的职责。其次，资金、设备、人员的保障，保证系统建设的软硬件环境的及时到位。及时建立设备中心保证资金的及时到位，这样可以促进工期提前完工。最后，需要建立健全阶段性工作计划，对每一阶段的工作都需要总结和完善，并向领导汇报。当客户提出相关的业务修改建议，需要统一交给客户负责机构，然后按时间统一反馈给系统设计人员，系统设计人员在一段时间集中修改甲方提出的问题，以及修改意见，这个工作需要反复迭代。只有这样才能做出好的项目实施保障。⑵专业技术人员保障为确保项目实施人员的技术水平，在项目实施过程中需要进行人员的专业技术培训。人员的专业技术培训包括系统的开发、软件的使用等专业技能培训，除了软件开发阶段培训，在系统投入使用后，系统的维护方面，包括系统调试和管理等也需要对人员进行培训。为了是用户快速掌握系统的使用方法，系统培训分为GIS平台培训和应用系统培训两个环节进行。GIS平台培训时间安排在项目建设初期，参加人员为业务人员代表和全部维护人员。应用系统培训时间安排在项目建设末期，参加人员为系统使用全部业务人员和维护人员。⑶系统安全保障城市供水管网信息数据是信息系统建设的基础，因此其具有很高的保密性和重要性，这也对系统建设的数据安全提出了更高的要求。供水管网地理信息系43 统的安全模型是一个层次结构，各层之间是相互依赖的，下层为上层提供支持，上层靠下层的完善，最终可以实现数据信息的安全(张毅，2013)。系统的安全性不仅包括硬件的物理安全，更包括网络安全和数据安全。尤其是网络安全，由于是共享网络，因此很容易受到病毒和黑客的攻击，对系统安全产生威胁。信息系统的基础和核心就是数据，而数据资源却很容易因为系统的安全漏洞而造成数据泄密，这会对信息系统造成致命的威胁。因此，系统安全设计应着重从数据安全和网络安全方面着手，进行整体设计。图4.1安全体系构架图根据前文安全需求分析，具体系统安全方案构架体系结构如图4.1所示。系统的安全问题并不是单一结构的安全，而是各层安全性的环环相扣。因此在系统安全设计时，应该从全局进行把握和设计，保证系统硬件、软件和网络的安全性，从而是向整个系统的安全。在保障了系统能够安全设计、建设和运行后，GIS体系的安全保障必须从全局角度考虑，要个保障税务运营体系需具备方破坏性、防入侵行、抗灾难性等能力。同时，建立相应的信息安全保障机制，充分利用加密技术、数据隔离、44 灾难恢复等配套性解决方案，以避免GIS运营系统的业务服务不可持续性发生。GIS体系的安全保障系统主要体现在下面几个方面：①建立科学使用的全程访问控制机制由安全管理中心统一制定和下发访问控制策略，在安全的计算机环境、安全区域边界、安全通讯网络实施统一的全程访问控制，阻止对非授权用户的访问行为以及授权用户的非授权访问行为。②加强源头控制，实现基础核心层的纵深防御终端是一切不安全问题的源头，终端安全是信息系统安全的前提，而安全操作系统是终端安全的核心基础，如果没有安全操作系统的支撑，终端安全就毫无保障。实现基础核心层的纵深防御需要高安全等级操作系统的支撑，并以此为基础实现深层次的人、技术和操作的控制。③面向应用，构建安全应用支撑平台GIS系统应该采用安全封装的方式实现对应用服务的访问控制，具有分才能保障、应用独立、数据隔离等技术运营安全特征。应用服务的安全封装主要有可信计算环境、资源隔离和输入输出安全检查来实现。通过可信计算的基础保障机制建立可信应用环境。通过资源隔离限制特定进程对特定文件的访问权限，从而将应用服务独立，把数据隔离在一个手保护的环境中，确保应用服务相关课题资源不会被非授权用户访问。④建设系统管理体系，实现对供水管网的运行保障建设完善的管理系统是GIS系统以及供水服务安全运营的重要保障，全面保障GIS系统的整体化服务，应当以持续发展的态度促进税务基础设计智能化、公共服务均等化、社会管理高效化、生态环境可持续以及产业体系现代化。信息基础设施和信息资源的建设和使用以采用开放性构架，通过建立以信息资源汇聚处理和公共服务为核心的GIS系统运营标准，促进各系统互联互通，为系统建设提供运营管理服务的可靠参考模型。GIS系统的管理实施，各水务服务机构应围绕自身整体发展策略，制定中长期规划、系统布局、分布实施。同时，通过GIS系统信息化建设的软硬件一45 体化设施，充分考虑“平战结合”的综合性需求，建立起统一的智慧、分级负责、互相协调的应急管理机制，实现供水管网地理信息系统的长效性和可持续性运营。46 结论随着城市经济的不断发展，城市基础设施越来越复杂，供水企业现有的管理水平已经无法满足为用户提供优质服务和安全供水的要求。因此，建立城市供水管网地理信息系统对城市的基础设施建设和供水企业的信息化管理具有重要意义。本文分析了沈阳浑南区的供水现状及供水要求，结合供水管网数据特点，利用C#可视化程序设计语言对ArcGIS平台进行二次开发，采用B/S和C/S结合的体系结构，对沈阳浑南区的地理信息系统进行研究和开发。本项目研究所得结论如下：⑴本文从国内供水系统现状出发，结合浑南区地下供水管网现状和现有数据进行了供水管网地理信息系统的功能需求分析，并提出了系统开发的整体思路和构架。⑵项目采用层次设计和模块集成的思想构架，将系统分为基础设施层、公共服务层和模块集成层。功能层次之间既相互独立，但又相互联系的。⑶项目所建立的供水管网地理信息系统综合运用数据库分析技术、模型分析技术、模块集成技术、网络安全技术，实现包括数据采集、录入与编辑、数据处理与存储管理、图形显示和成果输出、空间数据的查询与统计及地图的制作等基本功能。⑷沈阳浑南区供水管网地理信息系统在GIS系统本身所具有的基本功能基础之上，实现了包括数据管理功能、管网分析功能、移动抢险和管网巡检、管网破损事故档案管理和客户服务系统在内的专题应用。与特定行业的结合开发的地理信息系统已经得到了越来越广泛的应用，供水管网地理信息系统可以弥补当前传统管理方式的不足，有效的实现供水企业“安全供水、优质服务”宗旨。本文对供水管网管理系统的设计与实现虽取得了一定的成果，但这是一个长期且复杂的工程，需要我们不断地完善。因此本文提出了以下建议，为后续人们在该系统上的深入研究指明大致的方向：⑴实现管网数据的实时自动更新，以便能获得与管道相关的更加准确的数47 据。⑵增强系统与Web平台的交互功能，以便用户可以方便地在网站上进行快速准确的查询。⑶提高监测系统对管网系统的监测频率，对管网的动态数据进行搜集，实现更加准确的管网动态水力计算。⑷进一步深入研究管道在三维环境中的状态，使管道更加只管立体的呈现在管理人员面前，提高管理人员的管理效率。48 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致谢时光如白驹过隙，我两年半的研究生学习生活即将结束。在这两年里我学习收获了很多，不仅仅是在学术上，更是在生活中。这两年半的时光后欢笑有泪水，所以珍贵。在这里，我要感谢那些曾经给予我帮助的亲人、老师和同窗。首先，由衷地感谢我的恩师王珏辉教授一直以来在学习和论文写作过程中给我的耐心指导和帮助。从论文的选题、资料搜集、课题研究、论文撰写到今天站在最终答辩的讲台，每一个环节都离不开老师的帮助。王老师渊博的学术知识，严谨的治学态度，诲人不倦的授业精神，丰富的生活阅历，都是我学习和效仿的榜样。在此，深深表达我对恩师的敬意。其次，感谢吉林大学商学院和商学院的全体授课老师，非常感谢各位教授们在我学习期间的精心教导和悉心帮助，你们博学才华让我仰慕，让我敬佩，也让我有了不断前进和提高的动力。还有感谢我的父母和好友，谢谢你们在我迷茫的时候给与我信心和支持，这是我坚持下去的勇气。最后，感谢这篇论文写作中参考、参照文献所涉及到的各位学者。也是由于在你们的引导下，我才有更深、更远的思考，你们的观点和结论为我完成写作提供了指导，也为社会的发展和进步做着贡献。人生之路才刚刚开启，我会谨记老师的教诲，一步一个脚印，不断努力、不断拼搏，为生命谱写出更精彩的篇章。52'