基于MapInfo的城市供水管网信息系统的研究 42页

'东北农业大学硕士学位论文基于MapInfo的城市供水管网信息系统的研究姓名：李新国申请学位级别：硕士专业：农业电气化与自动化指导教师：张长利2003.6.1 摘要本课题是为改善和提高城市供水企业的管理水平，适应市场经济的发展，研究设计了供水管网信息系统。在供水管冈信息系统的研究和设计过程中，首先分折了目前供水管_网管理的现状和存在的问题，在充分调研的基础上，对系统进行了总体的分析和设计．采用软件工程的方法，提出了系统的功能设计和子系统设计，并详述了各子系统的作用；在功能结构基础上，进行系统数据库设计，并对供水管网应用模型进行了基本研究。从系统设计和开发的角度，以地理信息系统(GIS)为技术支持．结合供水管网信息管理的实际焉要，在Map／nfo平台及其基础上进行二次开发，使供水管网信息系统充分发挥GIS对空间数据、属性数据的编辑、显示、分析、处理、查询的功能，从而可以准确、直观、高效地为城市供水管理服务。本研究着重阐述了实现供水管网信息管理的基本硬件配置与软件设计。提出了实蘸方面的关键技术。诸如数据处理技术、供水管网数据库设计技术、集成图编程技术及实现图形数据和属性数据交互查询技术，并对其中的查询技术实现傲了基本研究。本研究提出采用先进的GIS技术来提高水资源的利用率和供水企业的管理水平，对于供水企业及时、合理、有效的利用现有的水资源，对于促进城市建设和经济发展具在普遍的实用意义。、／√／√u／关键词MapIn胃；GIs；供水管网；信息系统 ABSTRACTInordertoimprovethemanagememlevelsofurbanwatersupplyenterprises，toadaptthedevelopmentofmarketeconomy,thisprojectstudiedanddesignedtheinformationsystemofthewatersupplynetwork．Duringthedesignandstudyofwatersupplynetworkinformationsystem．atfirstanalyzingthesituationandexistingproblemsofwatersupplynetworkatpresent,ollthebasisofsufficientsurvey,thisprojectcarriedontotalanalysisanddesign，adoptedsoftwareengineeringmethod，putforwarddesignofsyStemfunctionandsubsystem，detailedthefunctionofeverysubsystem．Meantime，onthebasisofthestructure，theprojectcarriedonthedesignofthesystemdatabaseandusedmodelstocarryonbasicresearchonthewatersupplynetwork．Fromtheangleofdesignanddevelopment,regardinggeographicalinformationsystem(GIS)astechnicalsupport,combiningtheactualdemandfortheinformationmanagementofthewatersupplynetwork,carryingonthesecondarydevelopmentonMapInfoplatformandfoundation,thisprojectmadewatersupplynetworkinformationsystemfullyutilizeGISfunctiontoeditthespacedataandtheattributedata,show,analyze，dealwi啦inquireabomthedata．Thisprojectthuscouldsdfveurbanwatersupplymanagementaccurately,efficientlypromptly,visually．Studyemphaticallyexplainedhowtorealizethebasichardwareconfigurationoftheinformationmanagementofthewatersupplynetworkandsoftwaredesign．Itputforwardthekeytechniqueofrealizingtheproject,suchasdataprocessingtechnique,watersupplynetworkdatabasedesigningtechnique，pipenetworkmodelingtechniqueandintegratedmapprogrammingtechnique，Itrealizedhowtoinquireabouttechniquemutuallyinfiguredataandattributedataanddidbasicresearchootheinquirytechnique．StudybroughtforwardhowtoadoptadvancedGIStechnologytoraiseutilizationratioofwaterresourceandmanagementlevelofurbanwatersupplyenterprises．Forsupplywaterenterprisestoutilizetheexistingwaterresourceingoodtime，rationallyandeffectively,foraczeleratingtheurbanconstructionandeconomydevelopment,ithadgeneralpracticalsignificance．Candidate：LiXinGuoAgriculturaleleetrlzafionandautomatizationSupervisor：Pro．ZhangChangLiKeywordsMapInfo；GIS；Watersupplypipelinenetwork；Informationsystem．Vl- 1．前言1．1课题的提出随着我国经济建设的高速发展，各地的水资源缺乏和用水浪费现象日趋严重，尤其是大中城市的缺水问题和用水浪费问题更加突出；而现行的城市供水管网系统则由于管理手段、管理方式的陈旧，对水资源的分配和利用无法实现及时、有效、合理的优化配置和调度，造成极大的水资源浪费(宫辉力，1998)。为了合理、高效的利用现有的水资源．必须采用技术先进的管理手段来提高水资源的利用率和供水企业的管理水平。鉴于现有的城市供水管网在管理与维护上存在着资料利用率低、信息传输渠道老化、查询检索效率不高．对决策者、咨询者不能提供及时、准确的信息等问题，提出了该课题。1．2研究的目的和意义城市的供水管网一般都有历史长(几十年至上百年)，管网复杂(数千公里管道、上千台消火栓、数万只水表、上万台阀门、数以千张各种比例的管网图纸)、变化多(随城市建设而变化)、覆盖面大(基本与城区面积一样大)、与地理位置和地理环境联系密切等特点，因此信息量大、信息变化快。在传统供水管网的管理模式下，由于供水管网具有其隐蔽性、系统庞大和运行的复杂性，应用人工和经验式的管理方式，信息的采集和管理不全面也不准确，已不能适应城市供水事业的迅速发展(于秀晶等，1997)。如何充分利用现代计算技术及电子计算机技术构建供水管网管理信息系统，实现城市供水行业2000年技术进步发展规划提出的供水企业要达到“二个提高、三个降低”f即提高供水的安全可靠性、提高供水水质：降低能、药耗和漏耗)的要求，是供水管网管理现代化进程的关键步骤f李峰林等，1997)。利用GIS技术存储、管理和更新城市供水管道网络的空闻数据库，辅助城市交通线路规划、管理；通过与GPS、无线通讯、因特网、虚拟现实等高新技术的有机结合，在GIS的数据操作及空间分析技术的辅助下，建立广泛的实时数字供水管道信息用户服务体系．实现全数字化供水管道信息的实时发布、存储与检索，为供水管道管理、智能导航、调度及居民需求等提供有效的技术支持：实时地根据用户需求对供水管道网络的空间、时序及属性特征对供水管道网络进行分析和描述，辅助地下管道路线选择、区位分配分析等，并对供水管道网络进行实时优化，缓解供水管网输配调度的问题(廖敏辉等，2002)。地理信息系统(GeographicInformationSystcm，简称GIS)是国际上近几年来发展起来的一门新兴边缘学科。它是利用现代计算机技术和数据库技术来输入、存储、处理、显示和输出空问信息及其属性数据的计算机系统(邬伦等，2002)。城市供水管网信息系统就是利用地理信息系统(GIs)等计算机技术和供水技术采集、管理、更新、综合、分析与处理城市供水管线信息的技术系统(廖敏辉等．2002)。借助计算机技术和GIS理论．实现管网信息智能化管理，对管网输配调度和设计及事故处理，已是势在必行．GIS所特有的空间分析功能和可视化表达方式正符合供水管网信息所具有的区域性．1． 东北农业大学工学硕士学位论文强、隐蔽、复杂、动态、数据量大等特点。同时GIS也是把供水企业的各种信息有效聚合的粘合剂，所有的信息通过和地理位置相关．就可以达到有机结合的目标。通过将各种信息在GIS平台上的集成，从而为企业提供更深层次的信息化应用。无论是动态信息还是静态信息，它们都和其实体所在的地理位置密切相关。因此构建以GIS为平台的信息综合、分析和决策的信息系统是一种最佳选择(李项珠，2001)。1．3国内外的研究现状供水管网基础设施管理和辅助决策计算机化是供水行业所关心的课题。国外供水行业采用计算机信息管理己比较普遍(Clark,1986；Bragiela,1989)。一些发达国家在GIS的发展上已取得很大进展，许多城市已建立地下管网GIS(Anglian，1994)，且己进入专业化应用与商品化生产阶段，但一般都在小型机或工作站上完成，系统的投入较大(B．Coulbeck,19881·九十年代后，GIS在我国各领域逐步发展和应用，但起步较晚，技术上相对落后(樊宜宾，1997)。随着我国经济的快速发展，许多城市开始引用国外的GIS系统。例如上海自来水集团公司在世界银行投资200多万美元支持下建成的建模GIS系统。在功能上包括了供水管网的图形数据的录入、修改及查询、统计、抢修决策、日常事务管理等功能。受到当时条件限制，存在着投资大、开发周期长的问题(吴信才，2002)。GIS在国内供水系统中的应用集中在城市的输配水管网的日常管理中，例如上海、南京等城市的供水系统的管理。天津大学环境工程系也曾根据供水企业的要求，先后以北京大学的Citystar和中国地质大学(武汉)的MAPGIS为软件开发平台，建立了城市供水管网管理系统，实现了供水管网图形数据和属性数据的计算机录入、修改；对管线及各种设施进行属性查询、空间定位以及定性、定量的统计、分析；对各类图形(包括管线的横断面图和纵断面图)及统计分析报表显示和输出；除此之外，还为爆管、漏水事故的抢修、维修提供关闸方案及相关信息，从而基本实现了供水管网的信息化管理。通过GIS的集成，使管嗣图形库、属性数据库及外部数据库融为一体，不仅图文并茂、准确高效，而且易于动态更新，从而大大提高了管网管理工作的效率和质量(张兰芬等，2002)。GIS在我国供水系统中的应用，仅仅作为一个图形库和数据库，只是停留在管网日常管理的水平上(廖敏辉等。2002)。利用GIS分析、模拟与预测的强大功能，与专业理论、方法相结台，进行深度开发，为管网规划设计、建设施工、各种运行状态下的优化调度以及事故抢修等提供决策支持。1．4存在的问题在供水管网信息系统开发应用过程中，突出的问题(孙广平，2001)集中表现在以下几个方面：I．管网基础资料整理难度很大，主要原因有：1)管网档案资料数量大一几乎每条管线都有一套档案。2)管网档案资料年代长，管网档案资料冗余3)管网档案资料现势性差．不能反映其环境的最新状况。．2． 前言2．城市地形图供应问题供水管网图形是建立在城市地形图基础上的，而近20年来城市建设变化的节奏加快，所以需要经常测绘城市地形图。但修订和测绘地形图投入大，费用高。因此出现了城市地形图供应的质量难如人意。3．管网管理手段落后目前，城市的供水管网的管理几乎还是采用传统的人工采集和手工管理管网资料。4．开发与管理脱节GIS应用于管网管理，其核心在于管理，应建立与此相适应的新型管理模式。目前，各地基本上是依赖计算机专业人员进行设计开发，导致开发与管理及运用脱节，或开发者一味地照搬了现行落后的管理模式，效能低下。1．5关键技术1．5．1数据处理技术本信息系统对属性数据通过键盘录入，属性数据库是存放描述管网、管线和设施属性的数据库，可利用GIS软件系统自带的数据库或调用其它外部数据库作为图形图素的属性库来存储诸如编号、名称、型号、高程等属性。而地图数据用地图数字化仪录入，所处理的地图幅面大，而数字仪处理的幅面有限，因而对每张地图数字化后，必须进行接边处理，Maplnfo远远胜任不了这一复杂的工作，而流行的AutoCAD软件具有这一方面的优势。Maplnfo具有强大的数据兼容性，以直接转换的方式接收DXF文件，AutoCAD可以很方便地提供DXF文件。因此本系统采用AutoCAD与手扶跟踪数字化仪相结合来获取原图数据，然后再转换至MapInfo中去，实现了AutoCAD与MapInfo的数据交换。1．5．2数据库设计技术数据库设计和建立的好坏直接决定信息系统的成败，在国外，GIS中硬件、软件和数据库的投资比例一般为1：2：10，其中数据库占77％。因此，数据库设计和建立的好坏是供水管网信息系统建立过程中最关键的一步(吴信才，2002)。Maplnfo提供了面向对象的空间数据管理功能(张剑平等，1999)，在其支持下，本系统设计了空间数据库和属性数据库。空间数据库管理两类信息对象，一类是面向供水专业的水源、水厂泵站、输配管线、阀门、节点等若干种专业信息对象；另一类是生活区、道路、建筑物、河流等若干种背景性信息对象，这此对象都由点要素、线要素、面要素或其组合构成。背景信息对象主要用作专业信息的背景，重在显示其图形，反映其间环境和位置关系。用几何形体和图示符号将其数字化为图形数据。建立拓扑关系，输入空间数据库管理(彭仪善，1997)。属性数据库管理文本数据，由各信息对象的属性数据构成。对上述的信息对象依据其专业性质和使用要求设计了若干个属性数据项．其中专业信息对象的属性设计必须满足建设性维护和网络分析两方面需要。全面而详细。例如供水管线的属性项有管径、管长、管材、管道接口类型、铺设时间等维护工作中不可缺少的信息．管段编码则是网络．3． 东北农业大学工学硕士学位论文分析要用到的。考虑到信息对象的专业性，把数据库划分为若干层次，与Maplnfo的图层相对应，分层建立相应的空间数据库和属性数据库，使其具有查找迅速、层次清晰、使用方便的特点。尽管属性数据的输入可在图形数字化的同时输入，但数据量较大时，可与空间数据分开存储，本系统是输入SQLServer2000关系数据库中。空间数据和属性数据通过共同的识别符D联结起来。1．5．3管网建模技术供水管网应用模型主要应用于信息管理、现状分析(供水路径、管道负荷、供水区域)、事故处理分析、优化改扩建工程。供水管网应用模型可以模拟供水管网系统的静态、动态信息，包括图形、属性、参数以及状态信息，从而提供有力的数据支持。建立供图1．1供水管网应用模型的技术流程图Figure1-1Technicalprocesschartofapplicationmodelofwatersupplypipelinenetwork．4．． 前言城市供水管网的应用模型大致有供水管网宏观模型、供水管网微观模型、供水管网集结模型(赵洪宾，2000)。1．5．4集成图编程技术集成图编程技术又称集成二次开发技术，是使用DelpIli或其它编程语言和Maplnfo技术开发集成图应用程序，可以将地图集成到程序中，构成一个真实的Maplnfo地图窗口。允许用户与地图进行交互(曲波等，1998)。集成地图开发是在程序中通过调用语句来在后台启动Maplnfo应用程序。首先构造代表MapBasic语句的字符串，然后使用OLE(动态链接与嵌入)自动化技术或DDE(动态数据交换)技术将该字符串发送给Maplnfo，从而控制Maplnfo的运行。构成一个集成图应用程序的主要部分如图I-2示。图1．2集成图应用程序的主要部分FigureI-2Mainpartsofintegratedmapapplicationprogram集成图编程技术的运用，可快速开发出具有强大的地图处理能力和数据处理能力的应用程序，使数据库中繁杂抽象的数据快速准确的显示于电子地图上。1．5．5查询技术空间查询与分析是GIS最重要的功能，也是GIS区别于其他信息系统的本质特征，它使地图图形信息以及各种专业信息的利用深度和广度大大增强，用户可以从中获取很多派生信息和新知识，可用来实现经济建设、环境和资源调查中的综合评价、规划、决策、预测等任务(程吉宽等，1997)。本研究中的供水管网查询子系统是通过一些有效的方法快速对目前的供水管网信息进行全面了解和详细分析，从而能够指导管理人员进行高效而正确的查找和分析。另外通过提供的查询工具中各种查询方法可以方便地得到想要的数据和信息。主要是通过地址查询地图对象和通过位置查询地图对象的过程实现查询技术． 2．供水管网信息系统的总体设计2．1系统目标供水管网信息管理系统选用Maplnfo为地理信息系统平台，利用先进的计算机网络技术、地理信息系统(GIS)技术，在建立管网基础信息库的基础上，紧密结合供水管理的业务流程，使系统能够处理以供水管网为核心内容的空间信息和其它相关信息，对供水规划、设计、调度、抢修和图形资料的档案管理提供强有力的科学决策，实现供水管网的科学化和自动化管理。其系统目标如下：1)系统应全面实现供水管网信息管理的自动化，即系统的功能要涵盖供水公司各有关的业务职能；通过公司网络系统能实现管网信息资源共享和部门间的信息交换；系统具有较高的实用性。2)系统应全面、完整地管理全部的基础信息，具有海量图库管理能力，基础信息精度高，图库管理能力强，信息更新方便，系统安全可靠。3)系统不但具有快速、方便地城市管网进行查询、检索、统计等功能，还应该能够随着供水公司管理水平的提高，逐步实现管网等水压计算、管网压力平差、水力调度、水质监控等功能，也就是使管网信息由静态GIS管理转变为动态GIS管理，最终实现管网信息的实时GIS管理：系统应达到国内外同类软件的先进水平。4)系统具有好的性能价格比，有稳定可靠的后续技术支持。为使系统尽早发挥其社会和经济效益，可以分阶段设立系统的近期目标和中远期目标。经过调查研究后，供水管网信息管理系统的近期目标和中远期目标分别为：1．近期目标1)管网信息管理的标准化和规划化。2)联网形成分布式管网信息系统，实现中心与工作站的信息联络。3)实现对管网利用现状变化的动态监测。2．中远期目标1)扩展和完善管网信息系统的网络化，实现中心与工作站的信息联络。2)建立和完善基础数据库和专题数据库、方法库和模型库。3)实时有效的管网动态监测分析，建立面向管网全程管理的决策支持系统。2．2系统设计的基本原则根据软件工程的设计思想，供水管网信息系统应满足实用性、可靠性、完备性、科学性、规范性、经济性、可扩展性和开放性等设计原则，具备数据采集、管理、图形处理、信息查询、编辑、转换、分析和输出等功能。1)实用性原则系统应满足供水管网管理的需要，真正实现管理科学化。2)可靠性原则数据库可靠性：数据库中的所有数据应是准确可靠的。系统可靠性：系统应有很强．6． 的容错能力和处理突发事件的能力，和系统瘫痪。3)完备性原则效据库中的各种数据应是全面、4)科学性和规范性原则不致于因某个动作或某个突发事件而导致数据丢失完整的，能够满足系统各项功能的需要。系统应以软件工程的思想和方法来建立，保证系统结构的科学性和合理性，同时。系统的各项功能应符合供水管网管理的要求，信息编码应遵循行业或地方规范。51经济性和可操作性原则在保证各项功能完满实现的基础上，应以最好的性能价格化配置系统的软件、硬件：系统应有良好的用户界面，用户易学易懂，操作简便、灵活。6河扩展性和开放性原则系统应具有良好的接口，以便系统不断地扩充、求精和完善：系统在输入、输出方面应具有较强的兼容性，能进行各种不同数据格式的转换。2．3系统设计的内容和实现过程供水管网信息系统是根据用户的器求和应用目的而设计的一种解决为类或多类实际供水应用问题的地理信息系统(李俊策，2000)。除了具有地理信息系统基本功能外，还具有解决地理空间实体及空间信息的分布规律、分布特性及相互依赖关系的应用模型和方法。此系统一般说来，目标明确，专业性强，系统开销小。供水管网信息系统设计的内容与过程：为了使供水管网信息系统开发达到预期目标。根据软件工程思想，采用科学的开发系统分析需求分析可行性分析+系统设计总体设计详细设计+系统实篪编程I调试l培训★运行维护运行和维护系统评价图2-1供水管网信息系统开发的阶段Figure2-1Developmentstageoftheinformationsystem 东北农业大学工学硬士学位论文表2-1供水管网信息系统开发过程的具体内容Table2-1Theconcretecontentofdevelopmentprocessoftheinformationsystem内用管理开发容户人员需求提出要解决的问题和组织开发队伍分析所器的信息提供各种进行必要培训资料人员了解用户要求及问题，搜集资料和数据，总结与分析可行性评价现行系统，并从审查可行性报告并决提出多种方案，估计研究各种方案选择定是否开发开发费用、时间总体设计详细设计编程讨论子系统模块的合鼓励用户参加系统设说明系统目标和功能理性及看法计讨论设计和用户界面听取用户有关系统界软件设计和功能设计并进行修改面的反映随时准备回答具体的监督编程进度进行编程和调试业务问题调试总体评价系统，检查监督调试的进度模块调试、总调用户界面。培训接受培训组织培训编写用户手册运行按系统的要求输入数监督用户严格操作规按系统要求进行数据与据和输出，并提出修程，准备对系统全面处理工作并进行维护维护改和扩充评价系统参加系统评价组织系统评价评价参加系统评价并总结经验教训2．4子系统的设计子系统设计应采用由下而上的方法，先从实际调查出发，研究其可能涉及的资料，确定其实体的属性，然后逐级向上综合，并且尽可能地由一些相对独立、功能单一的模 块(子系统)按照层次结构组成。根据系统总体目标及设计原则，以及系统所要具备的项目技术内容，结合MapInfo的二次开发平台的特点，将整个系统分成6大功能子系统。分别是地形图库管理子系统、管网输入编辑子系统、管网管理子系统、管网Web发布子系统、管网运行调度子系统、事故处理子系统，每个子系统由数个模块组成。图2．2供水管网信息系统的子系统Figure2-2Subsystemsoftheinformationsystem1．地形图库管理子系统本系统的地形图库管理子系统能够分别对点、线、面三种图元的空间数据和图形属性数据进行编辑，同时集成了矢量化和图形输出功能，可以对地形图库进行灵活管理和数据转换，是一个功能强大的图形编辑管理系统，包括图形输入、图形编辑、图形输出、图库管理、数据转换等功能。2．管网输入编辑子系统本系统的管网输入编辑子系统提供了多种输入方式。建立与管网元素相关的属性数据库和提供供水管网的图形属性编辑工具，除了直接的手动输入外，还对大批量的数据采取了外挂数据库的方式输入，大大方便了信息的录入。该子系统具备供水管网各组成成分属性数据输入、空间资料转入、管阿编辑、设计以及各种操作。3．管网管理子系统本系统的管网管理子系统是通过查询检索的方法快速对耳前的管网信息进行全面的了解和详细的分析，通过系统提供的各种查询方法能够方便地得到所需的数据和信息。．9． 东北农业大学工学硕士学位论文本子系统主要包括信息浏览、条件检索、查询、分类统计、打印输出等功能。4．管网运行调度子系统本系统的管网运行调度子系统可以根据对系统本身的各类数据的计算和分析比较，找到最优的水源调度方案，并以报表的开工输出，供管理调度服务。5．管网Web发布子系统不同的用户根据其权限．通过网页浏览器可以直接访问管网系统的主页。浏览图形，查询信息，获取所需的数据和信息(伍玉琴等，2002)。6．事故处理子系统事故处理子系统包括爆管事故处理和火灾事故处理两个模块，爆管事故是指管弼中突发的爆管等漏水事故，用户只需指定漏水处，系统将能够制定出合理的处理方案(郑苏娟等，2001)。以便及时排除故障。当需检修某个或某些阀门时，则需利用扩大关闸搜索寻找需关哪些阀门，以便进行抢修：火灾事故处理，是指在城市中突发火灾时，用户只需指定失火处，并给定搜索条件，系统将能够根据搜索条件，找出可用的消防栓，提供给消防部门进行灭火(孙广平，2001)。2．5系统中信息的流向分析供水管网中所有的信息通过和其地理位置相关，便可以利用GIS将供水管网中的各种信息有效聚合，达到将各种信息在GIS平台上有机结合的目标。以GIS为平台的供水管网信息系统的信息流向如图2-3示。图2-3信息系统的信息流向图Figure2-3Flowdirectionofinformationintheinformationsystem．1O． 3．供水管网信息系统数据库详细设计3．1系统数据库设计的目标供水管网信息系统数据库设计是对于供水企业管理和用户查询的应用环境，建立一个性能良好的、能满足不同用户使用要求的数据库模式。按照该数据库模式建立的数据库，能够反映供水管网信息系统中的信息及信息之间的联系；能够有效地进行数据存储：能够方便地执行各种数据检索和查询操作，并且有利于进行数据维护和数据控制管理的工作。3．2系统数据库设计按性质划分，供水管网信息管理的数据库可分为空间数据库和属性数据库，前者由地形图空间数据(x，Y坐标等)和供水管网各组成成分(如水表、阀门等)的空间数据()(，Y坐标等)组成：后者由地形图属性数据(如建筑物层数)和供水管网各组成成分(如水表、阀门等)的属性数据(如阀门121径等)组成。按类型划分，本系统的数据库包括地形图数据、管段数据、管网阀门数据、管网水源数据、管网用户数据、排气阀数据、排泥阀数据、消火栓数据、水表井数据、管网节点(如三通、四通、堵头等)数据和其他(杂类管点)数据(廖敏辉等，2002)。1．空间数据库空间数据主要是由地理底图数据、点文件(．wt)、线文件(．w1)、网文件(．Ⅵ呻组成，其中地理底图数据包括一些最基本的信息，如街道、建筑物等；阀门、消防栓、测压点等的空间数据形成的点文件：管段和管线的空间数据分别形成的线文件和网文件。图3-1供水管网信息系统的空间数据库结构Figure3-1Spatialdatabasestructureoftheinformationsystem 东北农业大学工学硕士学位论文2．属性数据库根据目前供水工作的实际情况，本系统属性数据库主要包括管线、管段、阀门、节点、排气阀、排污口、消防栓、水表、水表井、用户、水源、水池、其他管点及测压点等数据类型(吴信才，2002)。其属性数据库结构如表3．1一表3．11示。1)管线的属性主要有：管径、管材质地、接13形式、所在路名、埋设地土质、埋设时间、施工单位、管内防腐、检修记录、控制点高程、控制点坐标、控制点坡度。表3-1管线数据库结构Table3-1Databasestnletureofpipeline2)管段的属性主要有：序号、管段号、起点图号、终点图号、所在位置、管径、管材质地、埋设时间、管内防腐、用户类型。表3-2管段数据库结构Table3-2Databasestructureofsegmentofpipeline字段名称字段类型字段长度小数位3)节点的属性主要有：节点编号、配件名称、配件材质、接121形式、埋设时间、节．12． 点坐标、节点高程、配件规格、检修记录。表3-3节点数据库结构T曲le3-3Databasestructureofnode4)管阀的属性主要有：管阀编号、管阀名称、管阀型号、管阀规格、生产厂家、出厂日期、所在点坐标、所在点高程、开启方式、开启方向、埋设时间、所在地点、阀门直径、阀门材料。表3．4管阀数据库结构T曲1e3．4Databasestructureofvalve5)消防栓的属性主要有：消防栓编号、消防拴名称、消防栓型号、生产厂家、所在点坐标、所在点高程、所在地点、埋设时间、检修记录。表3-5消防栓数据库结构Table3-5Databasestructureoffirehydrant．13． 6)排泥阀的属性主要有：排泥阀编号、所在地点、排泥阀口径、所在点坐标、所在点高程、排放形式、排放记录、控制阀门编号。表3-6排泥阀数据库结构T曲Ie3—6Databasestructureofmudvalve7)水表的属性主要有：水表编号、水表型号、水表规格、生产厂家、所在地点、故障记录、所属单位、检修时期、大表编号。表3．7水表数据库结构T{出le3．7Databasestructureofwatermeter 供水管两信息系统数据库详细设计8)用户的属性主要有：用户编号、用户名称、用户类型、联系电话、用水性质、立户时间、接管管径、接管地点、接出点坐标、接出点高程、接出管径、接出管材、接出形式、水表口径、水表编号、变动记录。表3-8用户数据库结构T曲le3-8Datab∞estructureofuser91杂类管点的属性主要有：杂类管点编号、杂类管点规格、杂类管点型号、所在点坐标、生产厂家、安装时间、所在管径、检修记录。表3-9杂类管点数据库结构Table3-9DambmestructureofequipmentofotIlertypes字段名称字段类型字段长度小数位l∞水源、水池的属性主要有：水源编号、图幅号、管段号、所在地点、地点高程、水源名称、水源编号、最高水位、最低水位、水池容积、地面标高、水泵数、泵组数。 表3．10水源、水池数据库结构Table3．10Databasestructureofwellheadandcistern11)管网测点的属性主要有：测点编号、测点参数、测点所在地点、测点建立时间、测点接出管径、测点坐标。表3-11管网测点数据库结构Table3-11Databasestructureofmetricalpo纽tofpipelinenetwork．16． 4．供水管网信息系统应用模型4．1应用模型的作用供水管网应用模型是供水管网信息系统走向实用化的关键，供水管网应用模型主要应用于信息管理、现状分析(供水路径、管道负荷、供水区域)、事故处理分析、优化改扩建工程。供水管网应用模型可以模拟供水管网系统的静态、动态信息。包括图形、属性、参数以及状态信息，从而提供有力的数据支持。供水管网的信息系统是否具有实用价值取决于正确的应用模型建立(赵洪宾，2000)。供水管网应用模型主要有四个作用：1)供水管网应用模型是联系GIS应用系统与供水管网专业研究的纽带。2)供水管网应用模型是综合利用GIS应用系统中大量数据的工具。3)供水管网应用模型是GIS应用系统解决各种实际问题的武器。4)供水管网应用模型利于使用者与系统设计者之间的信息交流。4．2供水管网应用模型建立的过程模型的建立过程(赵洪宾。2000)可由下式表示：XOY=M其中，x表示供水管网体系：Y表示某种介体，具体讲就是某种模型化的方法：O代表Y对x产生的作用；M是体系x通过介体Y产生的作用O所建立的模型。运用综合方法建立供水管网应用模型的过程可采用以下步骤：1)系统描述与数据分析对所要分析的供水管网系统，选择可以描述供水管网状态、与外部关系相关及随时间变化等方面的数据，构造系统的数据体系。2)理论推导根据地理规律和供水管网系统的特点，进行理论推导。3)简化表达根据理论分析和具体应用要求，筛选去除相对影响较小和不重要的要素，简化表达形式，使模型接近实用。4)参数确定模型参数的确定可采用参数试验方法，模型可以在应用中进行完善。4．3供水管网应用模型供水系统的管网建模，近年来在国内外引起了不少专家学者的注意和研究(Worboys，1990；Fairfield，1991；Kurt．C．Hinaman，1993；DingYuemin,1996；赵洪宾2000)：归纳起来，城市供水系统管网的应用模型，大致可分为以下三种：1)供水系统管网宏观模型供水系统管网宏观模型的建模思想主要是：利用获取的若干类重要的管网参数(如．】7． 东北农业大学工学硕士学位论文管网测压点压力、泵站出口水压力、泵站出口水流量、水池水位及管网系统用水量等)，以统计分析理论为基础，建立系统网络的(结构性)分析模型。其数学表达式为：qr(t)=疗(x(1)，v(t)，g(t)，h(t))qP(t)=fp()c(t)。v(t)，g(c)，h(t))(4．1)hp(t)=gP阻t)，v(t)，g(t)，h(t))hj(t)=舀(x(0，v(1)，g(0，h(1))式(4．1)中：qr(t卜一水库流量向量qp(t卜一泵站出口水流向量hp(t卜一泵站出口压力向量hj(t)一管网测压点压力向量t——调度时段x(0——调节水池蓄水量向量v(t)——系统中阀门控制向量甙t)——系统节点流量向量11(0——系统节点水头向量式(4．1)中的右端函数，一般表现为多项式形式，v(t)属于可以选择项，通过回归分析方法，可以确定该函数的具体表达形式。该方法的优点是建模过程中所需数据量少，建模快，计算效率高，但缺点是适用范围有一定限制，当管网系统用水量及其它各已知参数变化幅度较大时，可能产生明显的误差。(Lamont,1989)2)供水系统管网微观模型供水系统管网微观模型的建模思想主要是：从供水管网的拓朴关系出发，依据管道的管径、管长、管材及节点用水量等主要参数，构造出拓朴结构模型。该模型的基本数学方程包括质量平衡方程和能量平衡方程两大部分，即：质量平衡方程：Eqi,j+Qi=0能量平衡方程：Y"hi,j—AHk=0式(4．2)，(4．3)中：i，j——节点编号qiJ——连接在节点i的各管段流量Qi——i节点的流量(4．2)(4．3)hiJ——属于基本环k的管段水头损失△}nc_—基环k的闭合差或减压装置产生的水压差上述供水管网拓朴结构模型又称为“供水管网系统微观模型”(Lamont,1989)。与供水系统管网宏观模型相比，微观模型对系统的变化及节点用水量分布的变化适应性较强：例如当某水池或主干管中断使用时，将管网拓朴关系校正后，仍可使用(4．2)和(4．3)式进行系统工况模拟；而宏观模型就需要重新获取原始数据，进行回归分析，校正回归曲线。建立新的模型形式：但供水系统管阏微观模型的缺点也是非常明显的。这就是建模过程中需要大量的数据，模型的校验工作量大。计算耗费大量机时。．】8． 31供水系统管网集结模型为了克服供水系统管网微观模型的缺点，近年来提出了“供水系统管阿集结模型”t该模型是建立在“微观模型”基础之上的：所谓“管网集结”，其实就是一种简化网络结构的近似方法，它把整个配水系统管网划分成P个区域，使管网中每个节点必须且仅属于一个区域；通常划分区域的原则是：同区域内的各节点压力大致相等，用水规律相仿：我们将每个区域内的所有节点“集结”在一起，形成一个“虚拟”节点，区域(即用“虚拟”节点组成的)之间的关联用一条“虚拟”管道表示：这样原来的管网模型(微观模型)，就简化成一个新的管网模型，我们称之为“集结模型”；集结模型在计算上，大大节约了机时，在建模上更科学合理(高金良，2002)。4．3．1供水管网应用模型的维护通过对模型不断的更新和完善，以保证模型应用的准确性：对于管网不同程度的变化情况，模型可作如下处理：1)当局部点变化时，应及时调整模型数据21当管网的变化到达一定程度时，应对模型进行更新31当管网中的变化程度无法在原有基础上更新时，应对模型进行重建对于模型具体维护工作包括：加入新的需水量／删除旧的需水量，加入新的管线／删除1日的管线，加入新的管网设备，删除旧的管网设备，更新管线模型，更新需水量数据，根据局部现场测试数据对模型做相应改动。 5．供水管网信息系统的硬件配置和软件设计5．1系统的硬件配置1．单机环境：微型机：PenfiumHI800MHZ以上，主存64MB以上，硬盘20GB。工程扫描仪：CONTEX(Ao幅面)800dpi。喷墨绘图仪：HP750。2．网络环境：客户端：微型机：PentiumHI800^GIZ以上，主存64MB以上，硬盘20GB。服务器：小型机或PC服务器800I怔IZ以上，主存256MB以上，硬盘60GB。网络设备：网络交换机，网卡，网线。5．2系统的软件平台5．2．1系统的软件配置操作系统：W"mdows9x,W"mdowsNTServer,Windows2000Professional等。地理信息系统软件平台：MapinfoProfessional6．0。数据库软件：SQLServer2000。辅助工具：AutoCAD。开发工具：Delphi。5．2．2MaplnfoProfessionaI6．O的技术特点GIS开发平台选择Maplnfo公司的M印InfoProfessional6．0，MaplnfoProfessional6．0是目前世界上比较完备、功能强大、全面直观的桌面地理信息系统(徐祖舰，2001)。其技术特点有：1．地图表达与处理功能MapInfo作为一种功能强大的图形软件，利用点、线、区域等多种图形元素，以及丰富的地图符号、文本类型、线型、颜色等表现形式，详尽、直观、形象地完成电子地图数据的显示和处理。2．系型数据库管理功能MapInfo内置关系型数据库管理系统，支持SQL查询。每个库可有255个字段(field)，最多可存放20亿条记录。MapInfo可以直接读取dBase、FoxB∞e、Clipper、Louts1-2．3、MicroSoftExcel以及ASCH文件，并且可以同远程服务器链接，读取Sybase、Oracle、INGRES、DB／2、SQLB越e等十几种大型数据库中的数据信息。3．数据查询分析功能Maplnfo的精华是其分析查询功能，即能够精确地查询、分析与其相应的地理数据库信息。．20． 4．数据的可视表达方式MapInfo采用了地图(Map)、浏览表格(Browse)及图表(Graph)等三种不同的方式对数据库内容进行描述，且这三种视图均可动态链接。5．系统开发工具Maplnfo系统软件提供了MapBasic作为与Maptnfo配套的用户开发工具。MapBasic是一种结构化程序设计语言，其提供了数百种函数和命令语句，易于学习，可以满足用户的各种需求。6．图形输入输出功能使用Maplnfo软件可以处理通过扫描仪、数字仪输入的数据信息。7．OLE与地图数据资源Maplnfo具有对象链接与嵌入(OLE)功能，允许VisualBasic．、c++、PowerBuilder把Maplnfo地图作为一个对象加以调用。Maplnfo地图也可方便地嵌入到Word、Excel等环境中。8，硬件操作平台MapInfo能够支持多种硬件操作平台，能够适应配置较低的工作环境。9．用户界面MapInfo采用用户熟悉的W"mdows形式的窗口操作，用户界面十分友好，易学易用。5．2．3Delphi与Maplnfo的集成开发1．在GIS应用程序的开发中，可以采取的三种方式1)独立开发独立开发是指不依赖于任何GIS工具软件，从空间数据的采集、编辑到数据处理及结果的显示、输出，所有的算法都由开发者独立设计开发，然后选用某种程序设计语言，例如c++等，在一定的软件平台上编程实现。其优点是不需要任何商业GIS工具软件．减少了开发成本，但对于大多数一开发者来说，由于其能力、时间、资金等方面的限制使开发出来的产品很难在功能、性能上与商业化GIS工具软件相比。2)单纯二次开发单纯二次开发是借助于GIS工具软件提供的开发语言进行系统功能的开发。MapInfo提供了MapBasic语言供用户进行二次开发，用户可以利用MapBasic语言，以Maplnfo软件为开发平台，开发出用户自己的针对不同应用对象的应用程序，这种方式的优点是开发时间短，但MapBasie语言在界面设计、数据库管理等方面进行二次开发．相对于可视化编程语言(例如Delphi等)进行二次开发来说，其功能和效率仍然较低。3)集成二次开发集成二次开发是指利用GIS工具软件(例如MapInfoProfessional)实现GIS的基本功能，以通用软件开发工具尤其是可视化软件开发工具(例如Delphi等)，作为开发平台(刘光，2003)。目前。集成二次开发主要有二种方式：(1)采用OLE(对象链接与嵌入)技术或利用DDE(动态数据交换)技术，用可视化软．21． 东北农业大学工学硕士学位论文件开发工具开发前台可执行应用程序，以OLE自动化方式或DDE方式启动GIS工具软件在后台运行，实现应用程序中G|S功能。(2)利用GIS工具软件厂商提供的、建立在OCX技术基础上的GIS功能组件，例如Maplnfo公司的MapX等，运用在Delplli等可视化编程工具编写的应用程序中．直接将GIS功能嵌入其中，实现GIS的功能。集成二次开发既可以充分利用可视化软件开发工具的高效、方便的编程功能，又可以充分利用GIS工具软件的强大的空间数据可视化分析处理功能，集二者的技术优势，可以大大提高供水管网信息系统的开发效率，而且提高了开发出来的应用程序的可靠性，便于维护。2．Delphi与Maplnfo的集成开发的技术路线Bofland公司的Delphi是最出色的W"mdows开发工具之一，其具有可视化的开发环境，提供了众多建立高性能数据库管理应用程序的工具，且具有先进的数据库性能(王忠华，2000)。Maplnfo公司的Maplnfoprofessional6．0则是一个优秀的桌面地图信息系统工具软件，且该系统提供了可以进行二次开发的MapBasic语言(王晓武，2002)。Delphi与Maplnfo的有效结合使用，可以提高开发的效率，并且可以从外观、功能、速度等方面完善系统(王文等，1998)。进行Delphi与Maplnfo的集成开发时，可以将Delphi作为OLE自动化的控制方或DDE的客户，把Maplnfo置于后台运行。采用OLE自动化方式比采用DDE方式更可靠，且在调试中可以获得更多的出错信息，便于调试与维护。Delphi完全支持OLE2．0标准的自动化操作，可以创建自动化客户程序来操纵其他程序，而Maplnfo则作为OLE对象的服务器，并提供了相应的方法。图5．1集成二次开发实现的方法Figure5-lMethodofrealizingintegratedsecondarydevelopment．22． Delphi创建客户自动化程序是通过建立一个OLE对象来实现的。在Deh，hi中要创建一个OLE对象，需要调用CreateOLEobjectO，其在OLEAuto单元中定义，并且把返回结果赋给一个Variant类型的变量，以后通过这个变量访问OLE对象。其实现的过程如图5．2示。前台后台各类数据图5-2创建客户自动化程序Figure5-2Establishingclientautomaticprogram系统中与地理信息无关的功能由前台Delphi编程直接实现。有关的功能则通过控制后台的Maplnfo实现，并设计了三种Maplnfo的控制方法：1)直接调用Maplnfo命令或执行Mapbasic语句。2)执行Mapbasic程序，用于对Maplnfo的一些GIS功能进行扩充。3)设置运行状态下的Mapbasic程序中的全局变量，然后由Mapbasic根据全局变量的值执行相应过程和功能函数。下列程序用于创建一个Maplnfo的OLE对象pipenet：procedurepipenetmain．formcreate(Sender：Tobject)：beginpipenet：=ereateoleobject(‘mapinfo．application’)；end；Maplnfo的OLE对象创建完成之后。为了能在Delphi应用程序中将MapIllfo功能本地化，即使Delphi创建的子表单窗121当做Maplnfo的窗El使用。在此过程中需要使用Maplnfo的SetNextDoemaent和SetApplicationW"mdow命令。．23． 5．2．4系统的总体结构供水管网信息系统供水管网基础设施空间数据库地理背景数据库Maplnfo软件平台及应用程序计算机硬件及系统软件图5．3系统的总体结构Figure5·3Whole$tructureofthesystem5．3系统实现的逻辑结构图5-4系统的逻辑结构Figure5-4Logicstructureoftheinformationsystem5．4系统的组网方案随着Intemet的快速发展，Web服务正逐步进入供水管理部门的业务范围，基于供水管网管理业务发展需要和系统前瞻性的设计思路，系统采用通用的Browsev"WebServer／GigServer多层结构如图5．5所示，由分布在各客户端的浏览器、Web服务器和GIS服务器组成。这样，一方面，可以通过供水公司的内部局域网，实现集中办公、统一管理；另一方面，城市居民可以通过Intemet查询停水信息。．24． 打印机扫描仪绘图仪数字化仪昌昌。o图5．5系统的网络组成Figure5-5networkmakeupoftheinformationsystemMaplnfoprofessional6．0支持传统的Client／Server(简称C／S)体系结构以及目前流行的Browser／Server(简称B／S)体系结构。为了满足数据收集、数据分析、辅助决策、信息查询等功能的要求，采用以Browsgr／Server方式为主，Client／Server方式为辅的混合体系结构。此方案能很好地满足用户的需求，符合可持续发展的原则．使系统有较好的开放性和易扩展性。B／S方式用于查询和浏览，B／S方式的特点在于具有广泛的信息发布能力。它对前端的用户数目没有限制，客户端只需要普通的浏览器即可，不需要其他任何特殊软件，．25． 另外对网络也没有特殊要求。随着劳动和社会保障局的业务发展，需要查询的用户会越来越多，而采用B／S方式，用户数可以任意扩充，却不需要再追加投资，从长远来看，会大大节省成本。C／S方式用于主要数据维护，同时也具有和B／S方式相同的查询功能，进行数据维护采用C／S方式的原因在于C／S方式具有良好的交互性。这点是B，S方式所不具备的。但是C／S方式对网络要求比B／S方式要高，一般适用于局域网内部使用。另外，在C／S方式下，客户端需要维护，而不象B／S方式只需维护服务器端即可。所以，B，S方式和C／S方式各有优缺点，可以互补。所以，以Browser／Sel"ver方式为主．Client／Server方式为辅的混合体系结构。既能满足系统功能的需求，又降低了成本。5．5系统的特点1．系统界面友好，安全性强。采用W"mdows窗口界面，操作简单，易学易用，并且进行管理和查询的人员，根据其具有的不同的权限。只有经过验证后才能进入本系统，保证了系统的安全。2．系统具有可扩充性。系统采用模块结构，功能易于扩充。3．系统管理的信息量大。系统中不仅包含空间信息，而且还包含属性信息，并且两者存在不可分割的联系。由于采用关系数据库(SQLServe0来存储属性数据，可以保存大量的信息。4．系统实现客户机／服务器运行方式，以提高网络的运行效率。5．6系统开发中注意的问题开发一个具有数据现势性、管理动态性、应用广泛性、内容详实性的供水管网信息系统是一个耗资巨大、综合性和技术性很强的系统工程。在系统开发中应注意以下问题：1．数据更新供水管网的空间数据和属性数据是否完备、准确，是否反映现状，决定着供水管网信息系统实现价值的高低。现实情况往往是已建设的管网设施资料不全，不准确，有的管线已经发生了很大变化，有的正在改造，整理数据和建库工作有很大的困难。因此，利用计算机技术管理管网资料。加强资料的搜集、补充测量、实地核查及实时监控数据点，对供水管网作息系统的开发和实施及日益完善，具有重要作用。2．加强调研工作，分阶段、分步骤地进行开展深入细致的调查研究，搜集井分析各方面的需求，进行系统分析，逐步完善。3．信息的集成供水管网信息系统的开发是以计算机技术和GIS技术为基础的，要注意解决好各种信息在GIS平台上的集成，实现信息系统更深层次的集成化应用(Abel，1994；Baumgarmer1994,Hiter,1996)。4．供水管网信息系统的开发中的非技术问题如何保证信息系统的时势性，使管网的日常变动充分反映到信息系统中．是一个典型的非技术问题，它关系到信息系统开发和维护的成败，因此需要建立一套行之有效的管理制度与实行办法(宋小冬，1007)。．26． 6．查询模块的设计与实现6．1查询模块实现的目标供水管网查询模块是通过一些有效的方法快速对目前的供水管网信息进行全面了解和详细分析，从而能够指导管理人员进行高效而正确的查找和分析，另外通过提供的查询工具中各种查询方法可以方便地得到想要的数据和信息。查询子系统应实现以下目标：1)按照空间位置进行区域查询与检索(按照所在区域位置查询)2)按照属性种类进行查询(按照设备种类进行查询)3)对满足一定属性的管线进行查询(按照条件查询)6．2通过地址查询地图对象MapB硫程序能执行复杂的数据查询，包括表和图形两种数据的查询。通过地址查询地图对象，是根据对象的名称，通过配合使用FindUsing语句和Find语句，便可以在可地图化的表中查询指定名称的地图对象。6．2．1通过地址查询地图对象的过程l运用FindUsing语句指定需要查询的表和字段J，I调用Find语句来执行查询上I调用Commandlnfbo函数来获取查询结果上l将地图窗口的中心设置到找到的地点上I在装饰图层该点处色I建一点对象图6．1通过地址查询地图对象实现过程Figure6-lRealizedstageofinquiringmapobjectthroughaddress6．3通过位置查询地图对象通过位置查询地图对象，是根据指定的地点来查询地图对象。包括点查询和矩形查询。．27． I进入地图窗口上求解用户单击的起点Vl求解查询选择的对象数目上调用Searchlnf00函数来获取查询结果图6—2通过位置查询地图对象实现的过程Figure6-2Realizedstageofinquiringmapobjectthroughlocation6．3．1点查询点查询是用户在地图窗口中单击所要查询的点，便可实现显示该点所在的区域对象(或线对象、点对象)的基本信息。点查询可以通过调用SearchPointO函数实现点查询，调用SearetanfoO函数来处理查询结果。6．3．2矩形查询矩形查询可以在矩形区域中查询地图对象，只要查询对象的中心落在查询的矩形之中，矩形查询结果就会包含该对象。矩形查询可以通过调用SearchReetOi墨数实现在矩形区域中查询地图对象，调用SearcMnfoO函数来处理查询结果。．28． 7．结论利用GIS技术开发供水管网信息系统，可以给不同的用户提供比较良好的解决方案。作为城市服务性行业的供水行业，由于其具有管辖的设备数量庞大、设备类型复杂，设备具有隐蔽性，且设备分布广泛的特点，因此它可以很好的同GIS技术结合，把管理中大量的空间数据和属性数据进行综合管理，使供水管网信息化管理更加现代化。GIS应用于供水管网管理，可以应用于供水管网图形管理、管网资源管理、用户信息管理、管网运行模拟与调度、紧急事故处理、管阿改扩建规划等方面，给供水企业提高管理水平，提升服务质量提供了十分有利的工具，同时对供水企业全面强化管理，推动技术进步具有显著的促进作用。企业供水有其特殊的行业特性，供水设旖具有广域性、多样性、大容量等特点，需要分系统、分质、分压供水，建立基于GIS的供水管网信息系统可以适应企业供水的特点，将企业的供水系统分成相互独立又相互联系的子系统，迸行综合管理和优化调度。满足各用水环节的需求．在信息系统提供的管网现状资料、统计资料和相应生成的各种图表基础上，供水管网信息系统可以实现决策的优化。提高管理运行的科学性和可靠性，节约成本，降低能耗。利用集成二次开发技术开发供水管网信息系统．可以充分利用可视化软件开发工具的高效、方便的编程功能，又可以充分利用GIS工具软件的强大的空间数据分析处理功能，结合二者的技术优势，提高供水管网信息系统的开发效率，并且从外观、数据库功能、速度等方面完善系统功能，可靠性好，便于维护。本系统对CAD、可视化编程融入GIS做了有益的尝试，并且提出了建立供水管网信息系统的方法和模式，可以适用于地下其它管网信息系统的设计和开发，为其它专业管网与综合管网信息系统的开发建设提供经验，从而对城市基础建设起到推动作用。随着可视化技术、互联网技术以及多媒体技术的发展，GIS技术逐步走向成熟。利用GIS技术实现管网的三维显示、三维立体图的任意缩放等功能，必定会促进GIS技术在供水管网信息系统的应用日益完善，不断推动供水行业的信息化发展。 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附录查询算法程序1．通过地址查询程序清单7初始化参数Include’mapbasic．def’Declaresubaddress—searching’地址查询子程序Subaddress—searchingdimsampledatapathasstringdimsearchstringasstringdimx，Yasfloatdimwin_idasinteger’若出现错误，进行错误处理OnerrorgotoErrortrap’数据初始化datapath=’e：＼pipenet＼’opentabledatapath＆”netpipe’interactiveopentabledatapath＆。netvavle’interactivemapfromnetpipemapfromnetvavlewinid=frontwindow0’调用FindUsing语句进行地址查询初始化findusingnetpipe(SZDD)’创建查询窗口Dialogtitle’查找’controlstaticTexttitle’输入需要搜索的对象名称：。controleditTextintosearchstringcontrolOkbutton．．32． 附录controlCancelbutton，如果单击查询窗口中的0K按钮Ifcomfaandinfo(CMD_INFO_DLG_OK)then’开始搜索的待查询的对象findsearchstring，检查函数的返回值，若不小于1，则为匹配的记录创建点对象；若没有匹配的记录，返回僵永远为负．ifcommandinfo(CMDINFO_FIND_RC)>=lthen定位找到对象的坐标值x=commandinfo(CMD_INFO_X)Y=commandinfo(CMD_INFO_Y)’将地图窗口的中心设置为找到的地点setmapwindowwinidcenter【x，y)’在装饰层中创建一点对象Insertintowindowinfo(win—id，win—info—table)(object)values(createpoint(X，Y))elsenote’没有找到对象!’endifelseexitsubEndif’若出现错误，则捕捉错误Quit：exitsubErrot—trap：noteErrors0resume如itEndSub．33． 东北农业大学工学硕士学位论文2．通过位置查询程序清单7初始化参数Include’mapbasic．def’Include’icons．def’Declaresubcreate．tooldeclaresubtoolsubdeclareSublocation_searching’创建查询工具栏Sublocation—searchingcreateButtonpad。查询工具’astoolbuttoncallingtool—subID1iconMI—ICON_ARROWcursorMICURSORARROWdramodeDMCUSTOMPOINThelpmsg’在地图窗口中单击任一位置’separatortoolbuttoncallingtoolsubID2icon妣一ICONSEARCBRECTcursorMI_CURSOR_FINGER_LEFTdrawmodeDMCUSTOMRECThelpmsg’在地图窗口中绘制一矩形’width3print’位置查询程序已运行!’print’从查询工具栏中选择一工具’endsub’当用户使用了查询工具栏中任一自定义按钮时，调用该过程Subtool—sub’变量定义dimx，y，x1。yl，x2，y2asfloatdimi，i_found，irow_id，iwin_idasintegerdims_tableasalias7若出现错误，进行错误处理onerrorgotoerror-trapiwin_id=frontwindow()7检查是否在地图窗口中使用查询工具ifwindowinfo(i_win_id，Win—infotype)<>Win_mapperthen一34— ’判断用户单击的起点x=conandInfo(Cmd—Info_x)y=commandinfo(Cmd-Info_y)ifcommandinfo(Cmd—Info_toolbtn)=1then’用户使用的是点查询工具’判断点查询选择的对象数目i—found=Searchpoint(i__win_id，x，Y)else’用户使用的是矩形查询工具，且判断矩形查询选择的对象数目x2=commandInfo(Cmd—Info_x2)y2=commandinfo(Cmd—Info_y2)i_found=searchrect(i_win_id，x，Y，xl，y1)endif’检查是否找到对象ifi_found=Othenbeep’没有找到任何对象elseprintchr$(12)ifCommandinfo(Cmd—info_toolbtn)=2thenprint’矩形：x1=”+x+’，y1=’+Yprint’x2=’+x2+’y2=’+y2elseprint。点：x=’十x+’。y：”+yendif‘’处理查询结果fori=1toifound’得到当前对象所在表的名称s_table=searchinfo(i，search—info_table)7得到当前对象的行号i_row_id=searchInfo(i，search—info—row)iflefts(Stable，8)=’cosmetic4thenprint’对象在装饰图层中’else．35． fetchrecirowidfromstables_table=s_table，．coll。prints_tableendifnextendif7若出现错误，则捕捉错误Quit：exitsubErrortrap：noteErrors0resumequitEndSub’位置查询子程序Sublocation_searchingCallsubtool—subCallSublocation_searchingEndSub 攻读硕士学位期间发表的学术论文李新围，张长利，房俊龙．地理信息系统的发展现状及前沿技术．塔里木农垦大学学报2003，(1)-37． 致谢在硕士研究生学习生活即将结束之际，籍此答辩的机会，我向所有帮助过我的教师和同学致以诚挚的谢意。感谢我的导师张长利教授，从本文的选题到论文的撰写与修改，自始至终都得到了导师的悉心指导。导师严谨的治学态度、敏锐的思维、果断的处事、谦和的为人使我受益非浅。这些宝贵的学术思想和经验将成为我人生难得的精神财富。在我硕士研究生的学习过程中，得NT杨方教授和欧阳斌林教授的亲切关怀与指导，在此期间取得的每一点进步无不倾注了他们的心血。杨方教授兢兢业业的敬业精神和诲人不倦的工作作风，欧阳斌林教授勤勤恳恳的工作态度，给我留下了深刻的印象。在此，我向辛勤培育我的杨方教授和欧阳斌林教授致以崇高的敬意和深深的感谢。房俊龙老师在我的学习和生活中给予我热心的帮助与指导，我在此向房俊龙老师表示衷心的感谢。感谢工程学院的领导和电气工程系的老师在多方面给予的热心帮助与指导。感谢李青柯、周健祥、刘振恒、刘雪丽等同学在我学习中给予的大力支持和协助。感谢黑龙江省自来水集团公司科技处和呼兰县自来水公司的工作人员给予的通力合作与帮助。在此，我向所有帮助过我的所有老师和同学再次表示感谢! 个人简历李新国。男，讲师。一九九0年七月，考入塔里木农垦大学农学系。一九九四年七月，大学本科毕业，获农学学士学位。一九九四年八月，留校任教。一九九六年三月至一九九六年八月，进入北京理工大学信息工程学院九系进修计算机专业。一九九八年三月至一九九八年八月，进入北京联合大学自动化学院自动化系进修计算机专业。一九九九年三月至二OO一年八月，参加东北农业大学电气化与自动化专业的同等学力申请硕士学位的研究生班。二00一年六月，通过国家同等学力人员申请硕士学位的外国语水平考试。二00二年三月，进入东北农业大学工程学院电气工程系，师从张长利教授，参加导师的课题。主要进行GIS理论与应用的研究。二00二年十二月。通过国家英语CET-6级考试。在课题研究期间，发表论文一篇。．．39．'