三维GIS技术辅助地下管线规划设计

<P><FONT face="Times New Roman"></FONT>三维<FONT face="Times New Roman">GIS</FONT>技术在地下管线规划设计中的应用
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<P><FONT face="Times New Roman">                    </FONT>（北京空间经维软件技术有限公司）
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<P>摘要<FONT face="Times New Roman">: </FONT>本文首先介绍了当前地下管线规划设计的现状，指出其缺点，提出了三维<FONT face="Times New Roman">GIS</FONT>技术方法，重点说明了三维<FONT face="Times New Roman">GIS</FONT>技术在地下管线规划设计的中的关键技术，开发出三维地下管线规划设计辅助系统，并带有管理、分析和编辑功能。
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<P>关键词：地下管线规划设计；三维<FONT face="Times New Roman">GIS</FONT>技术；管理；分析
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<P><FONT face="Times New Roman"></FONT></P>
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<P><FONT face="Times New Roman">一、         </FONT>引言
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<P align=left><FONT face="Times New Roman">    </FONT>城市地下管线是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”，而城市地下管线规划、建设和管理的基础资料也是应当让公众共享的信息资源。随着城市建设的快速发展，对地下管线的依赖性也越来越强，但是，由于历史和现实的各种原因，地下管线规划设计滞后于城市的发展和国内同行业水平，其混乱无序的状况已成为阻碍城市建设和经济发展的瓶颈。因此，合理规划和利用地下管线信息资源，是势在必行的事情。本文城市管线规划设计的现状，分析了地下管线规划建设存在的一些问题，并针对问题提出了相关的对策建议。</P>
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<P><FONT face="Times New Roman"></FONT></P>
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<P align=left><FONT face="Times New Roman">二、         </FONT>现状
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<P align=left><FONT face="Times New Roman"></FONT>目前地下管线规划设计绝大多数都在借助于<FONT face="Times New Roman">2</FONT>维<FONT face="Times New Roman">CAD</FONT>或<FONT face="Times New Roman">GIS</FONT>来完成实现，大概流程如下：</P>
<P align=left><FONT face="Times New Roman">1         </FONT>根据各管线专业以及总图专业协调，确定厂区总平面布置图</P>
<P align=left><FONT face="Times New Roman">2         </FONT>根据总平面布置图，各管线专业确定其专业管线的大致走向，形成管线通廊。</P>
<P align=left><FONT face="Times New Roman">   </FONT>（主要依据：道路建筑物范围、走向等）</P>
<P align=left><FONT face="Times New Roman">3         </FONT>各专业提节点坐标（管线重要特征处的点）</P>
<P align=left><FONT face="Times New Roman">4         </FONT>总图专业进行管线综合设计，确定管线的埋深、标高等属性：对现有的工程管线进行现状分析，把握管线现状规律，主要通过对现有管线查询分析等，主要包括：</P>
<P align=left>（<FONT face="Times New Roman">1</FONT>）<FONT face="Times New Roman">  </FONT>现状管线平面布局分析</P>
<P align=left>利用已有的<FONT face="Times New Roman">2</FONT>维管线系统，在<A>规划</A>管线穿过的区域内对给水、排水、中水等综合管线分类查询，从而快速把握各类不同管线的分布位置，总结出现状管线的平面布局规律。</P>
<P align=left><FONT face="Times New Roman">（2）       </FONT>现状管线横向、纵向布局分析</P>
<P align=left><FONT face="Times New Roman">   </FONT>利用已有的<FONT face="Times New Roman">2</FONT>维管线系统，在规划管线穿过的区域内绘制出横断面、纵断面、管线净距离，分析管线的走向规律、交叉情况等。</P>
<P align=left><FONT face="Times New Roman">   </FONT>（<FONT face="Times New Roman">3</FONT>）<FONT face="Times New Roman">  </FONT>确定埋深和标高等</P>
<P align=left><FONT face="Times New Roman">5 </FONT>根据总图专业的综合图，各管线专业发专业管线施工图</P>
<P align=left><FONT face="Times New Roman">6 </FONT>甲方（厂）进行管线施工</P>
<P align=left><FONT face="Times New Roman">7 </FONT>若在施工过程中，不能按照管线施工图进行施工，由甲方向设计单位发修改通知，设计单位发确认修改通知</P>
<P align=left><FONT face="Times New Roman">8 </FONT>施工完毕，发管线竣工图。<FONT face="Times New Roman"> </FONT></P>
<P align=left>其中，管线规划设计最重要的环节是第<FONT face="Times New Roman">4</FONT>步即总图专业进行管线综合设计，确定管线的埋深、标高等属性；尤其在<FONT face="Times New Roman">2</FONT>维<FONT face="Times New Roman">GIS</FONT>系统只能表达<FONT face="Times New Roman">2</FONT>维信息，其缺点如下；</P>
<P align=left><FONT face="Times New Roman">1  </FONT>不能形象展示管线的三维空间位置</P>
<P align=left><FONT face="Times New Roman">2  </FONT>不能表达管线之间的三维关系</P>
<P align=left><FONT face="Times New Roman">3  </FONT>规划设计需要多次反复比较等</P>
<P align=left>同时<FONT face="Times New Roman"> 3</FONT>维<FONT face="Times New Roman">GIS</FONT>系统具有<FONT face="Times New Roman">2</FONT>维<FONT face="Times New Roman">GIS</FONT>系统所没有的优点：</P>
<P align=left><FONT face="Times New Roman">1 </FONT>能形象展示管线的三维空间位置</P>
<P align=left><FONT face="Times New Roman">2 </FONT>能表达管线之间的三维关系</P>
<P align=left><FONT face="Times New Roman">3 </FONT>规划设计一次到位</P>
<P align=left>所以，<FONT face="Times New Roman">3</FONT>维<FONT face="Times New Roman">GIS</FONT>技术是管线规划设计的趋势和选择。
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<P align=left><FONT face="Times New Roman">三、         </FONT>三维地下管线规划设计的关键技术
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<P align=left><FONT face="Times New Roman">1 </FONT>三维<FONT face="Times New Roman">GIS</FONT>技术
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<P align=left><FONT face="Times New Roman">1</FONT>．<FONT face="Times New Roman">1 </FONT>高效的四叉树、<FONT face="Times New Roman">LOD</FONT>算法和<FONT face="Times New Roman">3</FONT>维地图引擎：四叉树、<FONT face="Times New Roman">LOD</FONT>算法，使得场景能快速绘制渲染；高效的组织空间对象。
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<P align=left><FONT face="Times New Roman">1</FONT>．<FONT face="Times New Roman">2 </FONT>基于组件的开放式：<FONT face="Times New Roman">  </FONT>必须使用<FONT face="Times New Roman">COM</FONT>技术，从核心到应用开发界面，使得系统拥有了开放性和延展性。采用了先进的系统构架技术；在拥有日趋庞大的功能集的同时，系统仍然保持高度的稳定性
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<P align=left><FONT face="Times New Roman">1</FONT>．<FONT face="Times New Roman">3 </FONT>强大的三维空间数据处理能力<FONT face="Times New Roman"> </FONT>：<FONT face="Times New Roman"> </FONT>支持包括精确空间建模与实时编辑、支持多人协同制作场景、出色的三维矢量数据处理能力、基于元数据的编辑、二三维信息无缝整合在内的强大的三维空间数据处理能力
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<P align=left><FONT face="Times New Roman">1</FONT>．<FONT face="Times New Roman">4 </FONT>海量数据管理调度能力：在海量数据管理调度能力上能够做到与关系数据库的无缝集成、多元多尺度数据无缝集成和海量地形支持
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<P align=left><FONT face="Times New Roman">2 </FONT>三维管线数据与背景数据的处理
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<P align=left><FONT face="Times New Roman">2</FONT>．<FONT face="Times New Roman">1 </FONT>三维管线数据<FONT face="Times New Roman">
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<P align=left><FONT face="Times New Roman">   </FONT>通过已有的管线施工图，在<FONT face="Times New Roman">3dmax</FONT>下建模，再入库
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<P align=left><FONT face="Times New Roman">  <IMG src="">
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<P align=left><FONT face="Times New Roman">2</FONT>．<FONT face="Times New Roman">2 </FONT>背景数据
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<P align=left><FONT face="Times New Roman">  </FONT>背景数据（建筑物和道路等设施），通过原始<FONT face="Times New Roman">CAD</FONT>图，在<FONT face="Times New Roman">3dmax</FONT>下建模，再入库
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<P align=left><IMG src=""></P>
<P align=left><FONT face="Times New Roman">3        </FONT>三维地下管线规划设计的功能
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<P align=left><FONT face="Times New Roman">3</FONT>．<FONT face="Times New Roman">1 </FONT>数据加载
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<P align=left><FONT face="Times New Roman">   </FONT>主要加载管线数据，建筑数据等。
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<P align=left><FONT face="Times New Roman">  <IMG src=""> </FONT></P>
<P align=left><FONT face="Times New Roman">3</FONT>．<FONT face="Times New Roman">2 </FONT>地图操作
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<P align=left><FONT face="Times New Roman">   </FONT>地图操作主要有选择、漫游、缩放、移动</P>
<P align=left><FONT face="Times New Roman">3</FONT>．<FONT face="Times New Roman">3 </FONT>信息查询
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<P align=left><FONT face="Times New Roman">   </FONT>主要包括鼠标查询管线的信息和通过属性信息来查询管线图形</P>
<P align=left><FONT face="Times New Roman">  <IMG src=""></FONT></P>
<P align=left><FONT face="Times New Roman">3</FONT>．<FONT face="Times New Roman">4 </FONT>量测
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<P align=left><FONT face="Times New Roman">  </FONT>距离量测和角度量测</P>
<P align=left><FONT face="Times New Roman">3</FONT>．<FONT face="Times New Roman">5 </FONT>图层控制
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<P align=left><FONT face="Times New Roman">  </FONT>包括已经加载图层的显示状态和选择状态</P>
<P align=left><FONT face="Times New Roman">3</FONT>．<FONT face="Times New Roman">6 </FONT>规划点拾取</P>
<P align=left><FONT face="Times New Roman">  </FONT>主要是在<FONT face="Times New Roman">3</FONT>维场景中设置规划管线的点的平面位置</P>
<P align=left><IMG src=""></P>
<P align=left><FONT face="Times New Roman">3</FONT>．<FONT face="Times New Roman">7 </FONT>规划点输入
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<P align=left><FONT face="Times New Roman">  </FONT>将已知规划管线的平面坐标输入系统，与<FONT face="Times New Roman">3.6</FONT>类似</P>
<P align=left><FONT face="Times New Roman">3</FONT>．<FONT face="Times New Roman">8 </FONT>规划管线的标高的拖动
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<P align=left><FONT face="Times New Roman">  </FONT>系统提供专门的拖动工具，使用户方便自由的拖动管点上下移动，在合适的位置固定。</P>
<P align=left><IMG src=""></P>
<P><FONT face="Times New Roman">3</FONT>．<FONT face="Times New Roman">9</FONT>规划管线的节点的输出
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<P><FONT face="Times New Roman"></FONT>将规划好的管线的各个节点的平面坐标和标高输出<FONT face="Times New Roman"> </FONT>，并计算各段管段的长度<br><IMG src=""></P>
<P>四、三维地下管线规划设计的相关功能
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<P><FONT face="Times New Roman">1         </FONT>编辑：通过附加模块实现管线的增、删和改、属性信息的编辑</P>
<P><FONT face="Times New Roman">2         </FONT>空间分析：通视性分析、碰撞分析</P>
<P><FONT face="Times New Roman">3         </FONT>断面分析：横断面展开图，纵断面展开图</P>
<P>五<FONT face="Times New Roman"> </FONT>、结论
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<P><FONT face="Times New Roman"></FONT>三维地下管线规划设计系统无论从使用角度还是从管理角度，都符合用户的要求，不仅减少用户的时间、人力和才力，从技术角度，也是必然趋势，极大地提高了信息化水平，使得管线规划设计更规范、合理、高效和务实。</P>
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<P>联系方式  01084673828 13910566082  刘先生</P>