DOC《南京林业大学》

南京林业大学 本科毕业设计(论文) 题目:基于ArcGIS Engine地下管线信息 系统的设计与实现 学院: 土木工程 专业: 测绘工程 学号:

080604103 学生姓名: 指导教师: 职称: 讲师二零一二 年五月十七 日摘要地下管线是城市的重要基础设施,它的安全运行是现代化城市高质量运转的保证.

由于目前我国地下管线现状资料的缺漏和偏差,传统管理方式的低效率,地下管线管理成为城市发展的 瓶颈 .因此建立地下管线信息管理系统对于提高城市地下管线的综合管理,加快城市地理信息系统的建设和发展都具有重要的意义. 目前许多管线管理系统是采用图形软件来管理图形,采用数据库软件管理管线和管件的属性数据,这种方式虽然实现了计算机制图和简单查询,但是由于管线的空间信息和属性信息分别存贮于不同的介质,所以图形与属性数据不能结合起来使用.本系统结合地下管线的分布特点,在收集整理原有数据基础上,将图层属性数据存放到SQL Server数据库中,并采用了强大的ArcGIS Engine控件和Visual C# 2008集成技术设计开发了地下管线信息系统. 系统主要研究内容分为以下几个方面:第一,分析和提出了地下管线的信息编码和属性数据库的设计方案.第二,对地下管线信息系统项目进行了详尽的方案设计.第三,本系统实现了数据输入、属性查询、图形输出、系统维护等多方面功能. 关键词:管线信息系统;

ArcGIS;

ArcGIS Engine ;

数据库;

SQL Server Abstract The underground pipeline is an important infrastructure of the city, its safe operation of a modern city with high quality assurance operation. Due to the low efficiency of the current status of underground pipeline data gaps and deviations, the traditional management approach, the underground pipeline management to become a bottleneck of urban development. Therefore, the establishment of underground pipeline information systems have important significance for improving the integrated management of urban underground pipeline to speed up the construction and development of urban geographic information systems. Many?pipeline management?systems?use?graphics?software to manage?the?graphics, and use?the?attribute data?of?database?software to manage?pipelines?and fittings, this way achieves the Computer Graphics and simple queries, but?the?pipeline?of?spatial information and attribute information?stored?indifferent?media, so the graphics and attribute data can'

t be combined to use. The system combines the distribution of characteristics of underground pipeline in the original data collected on the basis of the layer attribute data stored in the SQL Server database, and the powerful ArcGIS Engine Controls and Visual C #

2008 integrated technical design development of the underground pipeline information systems. The?main contents?of?the?system?are?divided?into?the following aspects:?first, analysis and design?of?information?encoding and?attribute?database?underground pipeline.?Second, the?detailed?design?of underground?pipeline?information system project.?Third,?data entry, attribute queries,?graphical output, system maintenance,?and?many other features. Keywords:?pipeline?information system, ArcGIS,?ArcGIS Engine, the database, the SQL Server 目录

1 绪论

1 1.1概述

1 1.2国内外地下管线信息系统应用开发现状

1 1.3论文研究意义

2 1.4 论文研究的主要内容

2 1.5 论文的安排

3 2 相关理论与技术基础

4 2.1 地下管线系统

4 2.1.1 地下管线的概念

4 2.1.2 地下管线系统的特点

5 2.2 组件式GIS技术

6 2.3 ArcGIS Engine组件技术

7 2.3.1 ArcGIS软件体系结构

7 2.3.2 ArcGIS Engine基本组件介绍

8 2.3.3 ArcGIS Engine二次开发

9 2.4 空间数据库技术

10 3 地下管线信息系统的设计

11 3.1地下管线信息系统的特点及其需求分析

11 3.1.1地下管线信息系统的特点

11 3.1.2 需求分析

11 3.2系统开发平台的选择

12 3.2.1数据库平台

12 3.2.2开发平台

12 3.3系统设计

12 3.3.1 系统设计的基本原则

12 3.3.2 系统的结构设计

13 3.3.3 功能模块的设计

13 4 管线数据组织及数据库设计

15 4.1管线数据组织

15 4.2数据库的设计原则

15 4.3数据库的详细设计

15 4.4数据库的安全设计

19 5 地下管线系统主要功能的实现

20 5.1系统的功能模块

20 5.2 系统功能详细介绍

21 5.2.1登录系统

21 5.2.2地图浏览模块

21 5.2.3系统的维护模块

23 5.2.4 数据管理模块

24 5.2.5 查询统计

25 5.2.6 量测模块

28 5.2.7 信息管理模块

29 6 总结

30 致谢31 附录(部分功能代码展示)

33 1 绪论 1.1概述 随着城市规模的扩大,管线越来越庞大,种类也越来越多,在进行城市规划、设计、施工和管理工作中,如果没有完整准确的地下管线信息,就会处处碰壁,寸步难行,甚至造成重大损失.每年由于年久失修、信息不清以及施工外力损坏管线所造成的事故层出不穷.因此,有必要采用现代计算机科学与技术手段建立综合管线信息系统,实现地下管线的科学化、现代化管理. 另外,城市的市政设施设计、建设都是以文字、图册存档.地下空间缺乏统―管理,使得地下管线权属单位可根据各自的需要自行埋设,既影响交通,又造成浪费.要实现城市管理的科学化、现代化,就必须实现各类管线资料的数字化管理. 城市地下管线管理系统的建设应充分考虑系统现在的具体应用和未来的发展方向,易于扩展,且提供相应的工具进行数据的输入、输出、查询、分析.根据城市信息化、数字化发展的趋势,城市地下管线管理系统的建设目标:依托计算机网络,以地理信息系统技术为支撑,以基础空间设施为载体,突出地下管线空间数据;

实现地下管线信息的建库、查询、统计、分析、成果输出和数据分发;

注重系统的开放性、操作简单、界面友好,进行数据更新,保持数据现势性;

建立数据共享机制,实现地下管线信息的共享. 1.2国内外地下管线信息系统应用开发现状 我国城市管线信息系统的建立开始于20世纪80年代末,先后在北京、上海、广州等大城市和无锡、常州、佛山等中小城市建立了一批城市管线信息系统.20世纪80年代,广州市建成了城市管线管理信息系统(GUPIS),该系统以广州市为例,建立了适合我国(特)大城市的城市地下管线信息系统的理论、方法、技术与动态管理机制.实现了 普查成图与监理入库相结合、全面普查与竣工测量相结合、规划审批与现状信息相结合 的综合性管线信息系统模式.GUPIS以GIS为核心,实现了断面分析、网络分析、管线工程规划综合、管线工程辅助设计、管线地图综合等分析功能.但是还有需要进一步完善的地方,例如,在该系统中没有很好地解决基础地形部分中的管线地图综合的编码和分层问题;

并且如何对电力、电信、煤气、市政等专业管理部门,在综合性下管线管理信息系统的支持下,建立其专业管线管理信息系统.武汉中地公司开发的市政综合管线管理信息系统,该系统是基于MAPGIS地理信息系统平台,对地下管线进行计算机管理与辅助决策的软件系统:其主要功能有地图库管理、输入编辑、管线管理、管线分析、管线设计、管线规划等. 美国ESRI公司推出了户ArcFM (Arc Facility Manager),可以让市政、电力、供水部门科学的管理、维护和设计煤气、电力以及给水等管线;

InterGraph公司将其开发的管线管理模块称作自动制图和设施管理系统AM/FM(Automated Mapping/Facility Management),该公司专门开发了用于城市地下管线信息管理的系统FRAME;

Bentley公司为市政开发的软件有:Escape(电力);

GsPace(煤气、燃气);

Geowater(城市自来水);

Geowastewater(城市废水);

Teleo(电信)等. 1.3论文研究意义 随着城市规模的扩大,管线越来越庞大,种类也越来越多,传统的电子

图表和纸质资料保存方式已无法适应信息时代城市规划管理和建设的要求.因此,有必要采用现代计算机科学与技术手段建立综合管线信息系统,实现城市综合地下管线的科学化、现代化管理.基于ArcGIS Engine的地下管线信息系统对于提高地下管线的信息化管理水平具有一定的促进作用,而且具有空间查询和空间分析的功能,为管线事故分析、工程辅助设计提供技术保障,实现管线科学化管理,具有明显的社会和经济效益. 1.4 论文研究的主要内容 以先进的组件式GIS技术、ArcGIS Engine组件技术,数据库技术对地下管线进行综合管理,开发出一套高效的地下管线信息管理系统,提供管线精确的布局、走向等信息,利用GIS空间分析,为管线的规划设计、建设施工提供决策支持. 本论文研究的主要内容有: (1)地下管线管理系统的需求分析和系统设计. (2)系统数据库的设计.根据城市地下管线数据的特征,对管线数据结构设计和优化,进行数据库设计. (3)系统功能设计及开发.以南京林业大学校园地下管线管理系统为例,基于Arc Engine开发管线管理系统各个功能模块,主要包括GIS操作基本模块,数据库管理模块,查询模块,统计分析模块,打印输出模块以及用户管理模块. 1.5 论文的安排

第一章首先介绍国内外地下管线信息管理系统的应用和开发现状.接下来指出本文的研究意义和所做的主要工作.

第二章介绍了地下管线的相关理论以及系统采用的关键技术,包括:组件式GIS技术,ArcGIS Engine 组件开发.

第三章探讨了地下管线的特点以及地下管线信息系统的特点,阐述了地下管线信息管理系统的需求.重点阐述了系统所用的数据库平台、系统开发平台和系统的总体结构.

第四章介绍了地下管线的数据组织和数据库设计,对空间数据库设计和属性数据库设计分别进行介绍.

第五章介绍系统功能的主要实现,对系统功能进行介绍,并对图查属性,属性查图,查询统计等实现过程进行详细介绍.

第六章结论和展望.对论文所做的工作进行总结,指出论文的不足和需改进的地方.

2 相关理论与技术基础 2.1 地下管线系统 2.1.1 地下管线的概念 管线就是由管线点按一定连接关系构成的线,代表着实际管线的走向.建立地下管线系统必然面对的问题:管线的起点、终点位置;

管线的属性数据(管径、材料、埋设方式)的特点及其表示方法;

管线点的性质. 要实现地下管线信息系统的综合查询、统计等综合功能就要对信息系统内的每条管线给出严格的定义.地下管线分为地下管道和地下电缆两大类: 地下管道包括给水、排水、热力、燃气、工业管道及专业管道;

地下电缆包括电力及电信电缆. 各大类仍可向下细分,各类管线又设有不同的建筑物、构筑物以及附属设施,具体如表2.1所示. 表2.1 地下管线的分类 管线线型 建(构)筑物 附属设施 给水 水源井、给水泵站、水塔 阀门、水表、消火栓 排水 排水泵站、沉淀池、化粪池暗沟 检查井、水封井、排污装置 燃气 煤气站、储气罐 浓缩器 电力 变电所、配电室、电缆检修井 杆上变压器、露天地面变压器 热力 动力站 各种窨井 工业 调压房、锅炉房、冷气塔 凝水缸 通讯 电缆检修井、控制室、变换站 交接箱、分线箱、各种窨井 地下管线几何数据与属性数据可以用如图2.1所示的方法连接起来. 图2.1 地下管线的层次结构示意图 2.1.2 地下管线系统的特点 地下管线信息系统能快速提供现势性强、真实准确的地下管线信息,并能实现快速查询、综合分析等操作.它不同于一个单纯的MIS(信息管理系统)、DSS(决策支........