城市排水管網數字化管理探析

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城市排水系統(tǒng)是城市重要的基礎設施，隨著城市的進步和發(fā)展，城市排水管網已進入一個加強科學管理，提高安全保障的新時期，尤其是近年來我國城市暴雨事件頻發(fā)，更讓我們清醒地認識到在排水管網科學建設的同時更要加強科學的管理，隨著計算機的應用和測繪技術的發(fā)展使排水管網的數字化管理應運而生，排水管網的數字化管理將成為科學管理的發(fā)展方向。

1、排水管網管理的現(xiàn)狀與存在的問題

城市排水管網系統(tǒng)是一個結構復雜、規(guī)模龐大、隨機性強的巨型網絡系統(tǒng)。因此，實現(xiàn)排水管網系統(tǒng)的科學管理與決策，需建立排水管網信息管理系統(tǒng)和動態(tài)水力模型，用計算機技術仿真管網的實際運行工況，輔助排水管網系統(tǒng)的決策和分析，這是當前排水事業(yè)新發(fā)展的需要，也是目前急需解決的一大課題。

1.1排水設施的管理與查詢仍為手工操作階段效率低下
以密山市為例，密山市排水系統(tǒng)包括各類排水窨井兩萬多個，明溝十幾公里，管渠上百公里，此外還有污水處理廠等，這些排水設施均處于手工操作管理階段。眾所周知，城市的排水管網是一個縱橫交錯的巨型網絡，尤其對于人口多、市政設施建設頻繁且多處管理的城市來說，管網的規(guī)模和復雜程度是難以想象的，人工管理圖紙和文本資料存在以下缺點：

(1)將管網分割在幾張圖上，不便于縱觀全局，也不便弄清管線的來龍去脈；

(2)管線的屬性信息只有一部分通過符號和標注反映在圖紙上，其余大部分以文本資料(成果表和調查表)的形式保存，因而只看圖紙并不能獲得它的全部信息，若將圖紙與文本資料對照起來看，既費時、費工，又使人感到難以掌握全局；

(3)用傳統(tǒng)的管理方法，若要提高查詢速度，則必須要求管理人員熟悉資料的存放位置，而且隨著資料的增多還需增加管理人員。即使這樣，其查詢速度也無法與計算機相比：

(4)存儲量大。存儲圖紙所占的空間要比存儲到磁盤上大得多，這是顯而易見的；

(5)難以保存。由于經常翻看，圖紙破損非常快，而且由于環(huán)境溫度、濕度的變化造成圖紙變形進而影響圖紙的精度。這些都給后期圖紙維護造成很大的壓力。

(6)基于現(xiàn)存的管網資料進行統(tǒng)計、綜合分析、決策和預測時，更為困難，且不便于準確定量分析。
由此可見，如果用傳統(tǒng)的管理方法來管理大城市的綜合地下管網資料，難以進行科學有效管理。且近年排水管網建設頻繁，更加大了圖紙管理的難度，應對城市的排水管網建立統(tǒng)一的信息管理系統(tǒng)。

1.2資料缺乏，頻繁發(fā)生施工事故
由于城市排水管網系統(tǒng)缺乏統(tǒng)一協(xié)調的空間描述性標注，空間定位精度不明確、不統(tǒng)一，甚至以施工圖充當竣工圖，或沒有任何相關圖紙資料描述等，給城市排水管網的管理帶來了極大的不便，往往導致在施工過程中占用排水管道位置，甚至鑿穿排水管線，造成重大的經濟損失和嚴重的事故影響。

2、城市排水數字化管理與分析系統(tǒng)的目的與意義

2.1地理信息系統(tǒng)與優(yōu)化分析系統(tǒng)
地理信息系統(tǒng)是對具有空間特征的管網信息進行分析、利用和管理的有效工具。管網信息獲取與處理是最合適，也是最需要應用地理信息系統(tǒng)的領域之一。而優(yōu)化分析系統(tǒng)，是給設計人員、管理者以及系統(tǒng)的維護人員、調度人員提供指導性建議、輔助決策和制定最優(yōu)方案的一個工具。根據水力模型和優(yōu)化運行模型的計算結果制定決策方案，將徹底改變人為經驗決策和運行局面，提高管理和決策的科學性。

(1)利用地理信息系統(tǒng)的數據采集功能，可以提高排水管網信息獲取的效率，方便地將多種數據源、多種類型的排水管網信息集成到地理信息系統(tǒng)的空間數據庫中；利用地理信息的數據編輯功能，通過友好的用戶界面可對圖形和屬性數據進行增添、刪除、修改等操作以及復雜目標的編輯、圖形動態(tài)拖動、旋轉、拷貝、自動建立拓撲關系和維護圖形與屬性的對應關系；利用地理信息系統(tǒng)的信息查詢功能，可以迅速提供用戶所需要的各種管網信息(包括空間信息、屬性信息、統(tǒng)計信息等)；利用地理信息系統(tǒng)的數據庫管理功能，可自動管理大量排水管網數據，并進行管網數據庫創(chuàng)建、數據庫操作、數據庫維護等工作，還可以調用任何連續(xù)空間的管網數據；利用地理信息系統(tǒng)的統(tǒng)計制圖功能，可將大量抽象的管網信息變成直觀的管網專題地圖或統(tǒng)計地圖，形象地展示出排水管網專題內容、管網空間分布與數據統(tǒng)計規(guī)律；利用地理信息系統(tǒng)的專業(yè)模型應用功能，可進行管網預測、評價、規(guī)劃、模擬和決策；利用地理信息系統(tǒng)的演示輸出功能，可支持多媒體演示及基于多種介質的管網信息輸出，還可用可視化方法生成各種風格的菜單、對話框等。