排水GIS应用 GIS在给排水中的应用

在当时我们看到的大多数设计单位的设计人员仍然使用AutoCAD本身的操作命令来绘制系统图，即使只是这样的软件在当时的价格也令一般个人用户望而却步，其单机版的价格达到10000元，其实所能做的就是在平面上定义好管线、卫生设备然后生成所谓的系统图，但是由于当时的软件设计水平有限，生成的系统图往往需要经过大量的修改才能真正成图，因此虽然当时的软件广告做的也很红火，但是真正在设计中应用较好的实在不多。

由于传统的给排水行业的机制，给水和排水分属不同管理主体， 造成给排水规模不协调同时出现价格和价值严重偏离等等一系列负面影响，因此给排水一体化的呼声也越来越高，在推进给排水一体化的同时，也要求我们 GIS系统中也要体现给排水一体化，因此目前本排水GIS信息系统也提供了良好的接口机制，以便将来和用户的供水系统集成为一体化，从而真正意义上实现了资源共享，统一管理

随着计算机在各个领域的应用，AutoCAD制图的发展可谓日新月异，AutoCAD的版本从80年代我们接触的R2.16到今天的R2000，无论从各种实用的功能到软件的易用易学及软件的容错性都有了极大的改善和提高，操作平台也从原来的DOS逐渐过渡到WIN3.x到现在的WIN9x。AutoCAD本身也为各行各业提供了十分友好的外部接口，因此基于AutoCAD平台的二次开发也在各行业和各专业得到了充分的发展。给排水设计中的AutoCAD应用可以说只是AutoCAD应用的一个极小的分支，但是也同样经过了由幼稚逐渐走向成熟的过程。最早期的AutoCAD制图可以说是十分的不便。在80年代后期AutoCAD的早期版本由于当时鼠标应用的不普及，用AutoCAD制图十分的不便。

当时基本上是为AutoCAD配上数字化仪，由于数字化仪价格不菲加上一块大大的板子，使用十分的不便，因此早期的AutoCAD制图基本上没有专业之分，基本上大家都是一笔一划使用相对坐标来制一些简单的图。90年代初随着AutoCAD版本的不断更新，和各大设计单位对AutoCAD制图的重要性的认识，国内的一些大的设计单位和一些软件公司开始了基于AutoCAD平台的二次开发。早期的建筑给排水有北京的华远软件工程公司HOUSE W91及北京建筑研究院CAD工程部的WPM、电算中心的ABD-W等，就我们接触的HOUSE W91，一直到它的W95版 说它是个商业软件，实在是勉为其难，早期还接触过一些其他的给排水软件（实际上只能说是建筑给排水软件）其大致功能大多相差无几，其主要的问题在于定义平面图时过分繁琐，及容错性太差，所谓的定义平面图是指在平面设计阶段，布置一根管线需要指定它的管径、敷设标高及连接的卫生设备，以便在生成系统图是可以从平面图获得有关的数据，尤其对于一些没有接触过AutoCAD的设计人员来说其操作几乎根本不具实用性。

 
一、 基础地理数据管理
本系统提供的基本 GIS功能可以满足用户希望直观，形象地查看多层次矢量化电子地图数据的需求。

鉴于目前地形数据的格式的多样性，系统提供了强大的数据转换功能，主要体现在两点：

一方面，对于当前市场上通用的 GIS 数据格式，GENS Smallworld 提供了强大的转换工具，这个工具主要有 DXF Translator、FME以及SEPM 。

另一方面，对于一些主要提供定位信息的地理参考图片类型：包括航片、卫片、地形图、规划图等的扫描图，本系统提供方便的导入工具，并能纠正图片，保证其纳入当前的投影坐标系统中，尤其对于多幅图形的拼接问题，其屏蔽了多项式计算、仿射变换等专业、复杂的概念。

并且，对于还要进一步处理的背景图 ( 如栅格式量化 ) ，GENS Smallworld 还提供屏幕半自动方法和手扶数字化仪跟踪矢量化方法，采用鼠标和数字化仪两种模式，为用户设下一个方便的数据维护环境。

在图形显示方面，系统可以实现图形按随意比例尺放大缩小，无缝平滑。通过设施对象控制功能，用户可以根据实际需要设定对象的显示 /非显示属性，以此来更清晰的查看到希望查看的设施分布。并且提供了简易的测量功能，用户只需利用鼠标点击拖移就可以完成坐标量测，面积量测等功能。

此外，为了可以形象的模拟出现实世界中各个对象，系统提供了多种多样的图形符号，可以逼真地表示排水系统所涉及的各个对象（如排水管，雨水井等等），同时也提供了傻瓜式的编辑环境，可供用户根据自己的需求制作相应的图形符号。

二、 排水资产资源管理
排水系统资产资源包括了所有现存的排水管网和排水附属设施，将所有这些资源的数据和相关图文资料（如竣工图等）集中化，系统化的高效管理是整个排水 GIS系统的基础。

利用 GE Smallworld的特殊数据结构，用户可以将和设施相关的所有属性数据，文本数据和图文数据存放在一起，用户浏览某个设施的时候，可以一目了然地看到这个设施的所有相关资料。除了先进的存储方式，本系统还为客户定制了提供了多种多样辅助工具：

查询

属性值查询，空间条件查询，用户自定义查询

定位

根据查询结果，可以直接定位到地图上的具体对象，还可以根据用户需要高亮显示对象，直观明了。

报表打印

通过通用模板或者用户自定义模板进行图形，地图或者报表的打印，真正实现所见即所得。 [NextPage]

统计

利用对象多个属性值，对于任意设施对象可以进行交叉统计，报表模板可以通过用户自定义功能自行设计编排，系统自动完成各类统计报表，并可以输出到外部 EXCEL文件中，便于其他MIS系统资源共享。

WEB发布

鉴于目前INTERNET广泛应用，利用Smallworld的SIAS将排水系统的资产信息发布到INTERNET上，并且也提供相应的辅助工具，如查询，统计，打印等等，用户可以随时随地地了解最新排水系统资产信息，增加了系统应用的灵活性和广泛性。

三、 排水业务管理
利用 GIS系统来科学的管理排水系统相关的各类排水业务，给水务集团提供了管理的利器。针对目前水务集团排水业务，本系统提供以下几个部分的业务管理：

排水工程管理

管理工程计划和开展状况信息，迅速处理排水业务中所接到的投诉意见，提高整体服务质量。根据业务开展状况，随时调整工程，从而使工程趋于合理化，促进了公众工程。

河流排放口管理

集中管理排水系统中所有的河流排放口，通过 GIS系统形象直观的表示方式，用户可以系统的浏览观察到排水流域的排放口分布情况，从而可以从整体上调整分布，增强合理性。此外，还可以通过空间分析功能，了解河流的污染情况。

污染源管理

通过查询，定位，高亮，统计等辅助功能，加强对排水系统中污染源进行管理，为河流的污染治理提供基础数据和决策支持。

管道养护 /改造管理

由于管道老化和管道设计不合理等因素，是造成暴管和积水的主要原因，所以科学的管理管道养护和改造计划的工作是减少暴管引起的积水的重要措施之一。系统全面的管理所有管道的养护信息和运行状况，从而用户可以根据计算机分析的客观结果，科学地制订某个地区，某根管道的改造计划，也从一定程度上增强了地区的排水能力。

事故管理

城市排水系统是和广大人民群众息息相关的，一旦发生事故（如暴管积水等），会影响了人们的日常生活，同时也会对其他城市基础建设（如道路交通等）造成一定的困扰，因此要求排水系统对事故有一个及时有效的反应机制。事故的科学管理就是一个有效的手段，利用计算机快速的反应，划分出事故影响的范围，尽量将损失控制在最小的范围内，同时记录事故发生的原因 ，给今后管道改造等优化排水系统提供了客观科学的依据。

四、 专业分析
针对排水系统构造的特殊性，本系统提供了空间数据分析工具：

网络追踪 [NextPage]

提供了网络追踪功能，如两点间最短路径或从一个或多个定点开始的多路追踪。从而可以进行两点连通分析，污染源跟踪分析 .

多边形操作

包括一系列快速几何图形操作，可以用于进行复杂的查询。此外，在生成横纵断图时，可以利用本功能划定表示管线的范围。

除了GIS系统特有的空间分析功能外，针对排水行业的专业性，系统还定制了一系列排水行业的专业分析功能

积水防汛分析

记录每个积水事件的所有信息（如积水地区，积水位置等），结合地形图，系统可以自动制作出积水分布图，用户可以形象直观地观察到某个时间段中某处积水地区的管道流量，水位等等信息。结合积水地区的整体情况，综合分析出积水的原因。依靠科学的数学模型，设定退水时的流量数据等信息，模拟出退水过程，来达到预测退水的功能。

管道负荷分析

通过排水系统中积水事件等和管道密切相关的各种信息资料，了解目前管道的运行状况，管道的负荷情况，过水能力。同时结合专业模型，对于由于管道原因积水常发地区的管道进行分析是否超负荷运作，并提供了警报系统。为今后改建改善地区管网系统提供了科学有利的依据。

暴管分析

针对暴管事件，结合与管道相关的一切资料，运用计算机综合分析能力，系统可以自动分析出可能造成暴管的原因（管道老化，超负荷排水等），为决策者迅速反应暴管事故提供了科学可行的依据，一旦暴管事故发生，在第一时间分析原因 ，制定解决方法，将损失和影响控制在合理的范围内。

河流涨退水分析

鉴于城市周边河流的潮汐对城市排水系统的特殊影响，建设城市排水系统的同时也要考虑到河流的潮汐变化，当涨潮时，有可能会造成河水倒灌，堵塞了排水管道，从而降低了整个排水系统的排涝能力，有可能造成地区积水等事故。因此，在建设或者改建管网时，根据管道的高程以及其他相关数据，结合河流的潮汐变化数据，分析河流涨退水对整个管网的影响，同时预测特定涨水情况下可能发生的紧急情况，以便制订适当的措施来避免和消除，同时利用河流的退潮，来加强整个排水系统的排涝能力。

五、 优化管理
在实现了城市排水系统有序稳定的计算机自动化管理之后，进一步提高系统运行效率，降低投入成本就显得尤为重要，同时随着科技水平的发展及人类对排水要求的不断提高，建立排水系统的优化系统是排水行业发展的必然趋势。而优化管理主要体现在以下几个环节，从而从宏观上达到优化配置，有效管理。

优化设计

优化设计是优化整个排水系统的关键，可以从根本上优化组合管网对象，合理布局整个管网中的各个要素点，从而提高整个系统的运行效率。但是这需要结合大量现场数据和和积累的多年排水系统设计经验，并借助于理论的分析模型，提出优化设计的方案，改善现排水系统中的瓶颈和设计不合理处。

优化调度 /运行管理

必须首先立足于深圳市排水系统的现状，结合大量的现场数据和成熟的实用模型，研究系统中的各种调节、控制设施及管道的富裕容量的综合调度和运行状况，以达到减少溢流的次数、水量，减少溢流的污染负荷，减少管道超载和地面淹水，均衡污水厂的进厂水量、水质等多重目标，对系统内各控制点的信息和设备进行遥感和遥测，并与中心计算机连接，通过预定的程序以最佳方案进行调度运行。

优化改建

随着城市的快速发展，配合发展脚步不断改善城市排水系统成为了排水系统的重要工作，如何最优化的改建管网和附属设施的配置和布局，除了要立足于优化设计，优化调度，制定出优化改建的方案，更要针对整个改建过程进行最优化，其中包括人员配备的最优化，设备设置的最优化，各个环节的最优化等等，这是一个长期而且不断更新的环节，目的就是达到建立理想中的最优化配置管理的管网系统。

六、 集成管理
由于传统的给排水行业的机制，给水和排水分属不同管理主体， 造成给排水规模不协调同时出现价格和价值严重偏离等等一系列负面影响，因此给排水一体化的呼声也越来越高，在推进给排水一体化的同时，也要求我们 GIS系统中也要体现给排水一体化，因此目前本排水GIS信息系统也提供了良好的接口机制，以便将来和用户的供水系统集成为一体化，从而真正意义上实现了资源共享，统一管理，统一调配。同时在给排水系统集成的同时，还可以和水务集团中其他的MIS系统（如收费系统等）集成，从而实现了给排水，计费等功能的计算机自动化，减少了不必要的人工环节，提高效率，缩减成本。