面向服务的地下管线信息管理
Service-oriented Underground Pipeline Information Management CHEN Xiaoping, YING Guo-wei , WU Si, WANG Yun,FENG Chun-seng （The Third Surveying and Mapping Engineering Institute of Sichuan Province, Chengdu 610500,China） Abstract：...
- 作者：陈小平，应国伟，吴思，王云，冯春森来源：2014测绘学会|2014年12月28日
Service-oriented Underground Pipeline Information Management
CHEN Xiaoping, YING Guo-wei , WU Si, WANG Yun,FENG Chun-seng
（The Third Surveying and Mapping Engineering Institute of Sichuan Province, Chengdu 610500,China）
Abstract：In order to tackle underground pipeline system poorer sharing, the paper puts forward a geographic service-oriented method for underground pipeline system web publishing. First, with object-oriented thought, we divide the underground pipeline system level to clarify the pipe system hierarchy and rend different level category pipeline data. And then, make sure the underground pipeline system is published and the related call interfaces are provided. At last, The results of the test in bazhong area show that the proposed program is feasible and effective and it can provide unified system service under the network environment for different departments.
Key Words：Map Making Techniques; Information Services; Underground Pipeline; Web Service Technology; Web Publishing
引言
随着我国城镇化的快速发展，地下综合管线作为城市基础设施的重要组成部分，是保证城市生产、生活正常运转的重要基础条件，是城市的“生命线”和“血脉”，也是城市规划、建设和管理的基础资料和公众共享的信息资源。而地下管线信息管理系统的构建，对地下管线的可视化管理与分析具有重要意义[1-3]。然而，已有管网管理方式专业性过强、共享性差，数据资源丰富却极少得到充分利用。市政部门关注地下给排水管线，电力部门关注地下电力管线，通信部门关注地下通信管线，城市规划部门要综合考虑各种管线系统，不同部门针对同一区域进行管线普查需要构建各自的管网信息管理系统[4, 5]。因此，为避免管网系统的重复构建，提供一个统一的管理平台，使其具备通用性和共享性，对管网系统成果的发布和推广具有重要作用。
地理信息服务是实现信息共享、互操作和集成的有效方式[6-11]。当前地理信息服务多用于城市二维地图位置服务，且多以全景摄影的城市三维效果图作为三维模型服务产品提供给用户，而在地下管线系统中，由于数据不能够通过摄影测量的手段快速获取，同时又缺乏成型的标准可供参考，使得目前地下管线系统的服务研究还较少[12-15]。地下管线系统的服务管理、发布、共享等关键问题还有待解决。
巴中市正处于城市升级的关键时期，城市的精细化管理亟不可待。面对庞大而密集的地下综合管线，现行的管线管理方式已不能满足城市快速发展的要求，需要构建一个统一的地下管线信息管理系统，以便提供地下管线信息化服务，促进城市精细化管理，为城市管线规划、建设和管理提供依据。
因此，本文基于面向对象的思想，对地下管网结构进行层次化分解和渲染，并通过Web Service技术将地下管网系统相关资源进行网络发布，保证不同部门对管线地理信息服务的访问与操作。最后，通过巴中市地下管网系统的网络服务应用，以表明本方法的可行性和正确性。
面向服务的地下管线信息管理关键技术
地下管线数据组织
地下管线系统的数据包括两类：空间数据和非空间数据。空间数据即具有公共地理定位基础的数据。基础地形数据是空间数据的基础，因而，可以将基础地形数据看作整个系统的空间定位核心。空间数据又可分为业务数据（电力、燃气、通信、供水、排水、电视、路灯等）和基础地理数据。非空间数据主要包括与基础空间信息有关联，但是并不直接影响其地理定位的部分描述性属性，例如某管道的专业类别、铸造材质等，以及一些作为历史存档的多媒体资料与档案资料数据。
因此，可将地下管线系统的数据按照地下管线数据、结合图数据、地形图数据、道路数据、地名数据等进行组织。其中，地下管线数据按照管线专业分类方式组织管理；每个专业数据按数据类型可分成管线和管点，其逻辑结构图如下所示：
图1 系统逻辑结构
<!--[if !supportLists]-->1) <!--[endif]-->综合管线数据库：存储各类管线点位、管线线段的空间数据和属性数据。
<!--[if !supportLists]-->2) <!--[endif]-->结合图库：存储结合图的空间数据和属性数据，即地形图图形分幅数据。
<!--[if !supportLists]-->3) <!--[endif]-->背景地形图：存储作背景地形图的空间数据。
<!--[if !supportLists]-->4) <!--[endif]-->道路信息库：存储街道及道路的空间数据和属性数据。
<!--[if !supportLists]-->5) <!--[endif]-->地名库：存储重要地名位置或单位的空间数据和属性数据。
地下管线数据的符号化表达
管线测量成果通常会提供DWG格式的管线成果图，该类图已对各类管线进行了相应的符号化表达。而管线测量成果里一般不提供GIS系统使用的管线空间数据，因此，需要对管线成果数据进行空间化以及符号化表达，以方便用户按照熟悉的阅读方式查看浏览地下管线数据。
依据地下管线系统的层次剖分结构，对地下管线数据采用不同的方式来符号化地下管线数据。
针对管点数据，为每一个管线点制作符号，并对管线点的符号按照标准进行旋转，实现管点数据的符号化表达。目前制作管点符号的传统方法是采用图片方式制作，该方法在数据量大时，会导致数据加载缓慢，从而影响用户体验。而本次管点符号制作采用的字体符号方式，字体符号分辨率高，绘制速度快，不随自身的放大缩小而失真，可以有效的提升数据量大时符号的绘制速度，提高数据的加载效率。但需要注意在制作符号时把握好符号的尺寸大小，使之符合地下管线相关国家标准。
针对管线数据，我们为每一类管线制作线符号，并按照标准设置线符号的颜色、宽度、线型，实现管线数据的符号化表达。
Web Service技术
Web Service可以使运行在不同机器上的不同应用无须借助附加的、专门的第三方软件或硬件，就能相互交换数据或集成。依据Web Service规范实施的应用之间，可以解决语言、平台或内部协议之间的差异性造成的数据交换困难的问题。
地下管线信息管理将地下管线的相关资源封装并组织成服务，以服务方式提供给业务应用系统。通过Web服务的方式，使得应用系统之间可以最大化重复利用现有的管线数据资源。
应用实例
以巴中市主城区综合管线数据为例，通过面向服务的技术将城区综合管线数据进行处理并构建系统，实现巴中市综合管线数据多个部门的共享与交互使用。
数据处理
根据2.1节的数据组织，可以将巴中市综合管线分为如下17种类型：电力、路灯、电力通讯、有线电视、军用、中国电信、中国网通、中国移动、中国联通、中国铁通、长途、交通信号、给水、污水、雨水、雨污合流、燃气。由于管线成果数据没有空间位置信息，需要进行处理以达到系统使用要求。其处理步骤可以分为三步：1）空间化处理。依据管线成果数据提供的坐标信息处理生成带有空间图形信息的管线空间数据。2）管线数据符号化。依据国家规范制作管线符号，实现所有类型的管线符号化表达。3）服务发布。将管线数据等相关资源发布，以支持业务系统的调用。通过以上三步的处理，使得数据满足业务系统需求，从而在数据层面上保证系统的正常运行。
系统实现
根据管线数据共享应用的需求，系统分为地图操作、信息查询、统计报表、设备管理、管网分析、系统管理等几个模块。地图操作包含放大、缩小、漫游、全图、刷新、鹰眼图、距离量测、面积量测、书签；信息查询包括框选查询、圆形查询、多边形查询、点击查询；统计报表包括设备统计、管线统计；设备管理包括管网附件设施管理、阀门管理；管网分析包括横断面分析、纵断面分析等；系统管理包括用户管理、权限管理等。
在功能实现上，系统服务端采用Windows Server 2012 Datacenter，Web服务器采用IIS8.0，数据库管理系统采用Oracle 11g数据库，GIS软件平台采用ESRI ARCGIS 10.1。系统开发环境为ASP.NET、ARCGIS Flex API，系统编程语言采用C#.NET 和ActionScript。系统运行效果如图2和图3所示。
图2 系统界面
图3 查询界面
结束语
本文采用的面向服务思想，研究网络环境下的地下管线数据发布共享服务技术，实现不同部门之间管线数据访问共享，有效提高地下管线相关资源的重用性，并在巴中市地下管线信息化管理得到很好的应用。但是，目前的二维矢量化管网数据展示不够直观，下一步将深入研究三维场景下的地下管线发布与共享技术，实现基于三维场景的综合管网共享与应用。
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