ActiveX技术开发城市供水管网信息系统

　　摘 要：
　　在论述建立城市供水管网信息系统必要性的基础上，以GIS为技术支持，结合供水管网信息管理的需求，建立了城市供水管网信息系统。系统采用SDE技术管理GeoDatabase数据模型，一体化无缝存储空间数据与属性数据。本系统结构模块、数据库设计以及软件的配置，可为拟建供水管网信息系统的城市提供一定参考。
　　
　　关键词：地理信息系统 供水管网 信息系统 ActiveX技术
　　
　　1引 言
　　
　　城市供水管网系统是支撑保证城市发展与居民生活的重要市政基础设施之一。随着城市建设的迅速发展，以传统的图纸、图表等记录形式保存管线资料，并在此基础上进行人工管理的方式已无法适应城市供水建设及维护管理的需求。国内外一些研究者普遍认为，利用地理信息系统（Geographic Information System ，GIS）技术，建立城市供水管网信息系统，可以替代落后的人工管理模式，实现供水管理信息化[1]。
　　
　　地理信息系统（GIS）是20世纪60年代中期发展起来的一项新技术，目前在国内供水行业中的应用，主要集中在城市供水管网的日常管理中。城市供水管网信息系统（Water Supply Distribution Network Information System，WSDNIS）利用GIS技术，在建立管网空间与属性数据库的基础上，实现图形数据与属性数据的结合，大大提高了城市供水管网的自动化管理水平[2]。
　　
　　由于城市供水管网信息系统(WSDNIS)具有很强的专业性，不借助任何GIS工具软件进行独立开发难度大，借助GIS工具软件进行单纯二次开发由于受到其提供的编程语言的限制[3]，笔者采用美国ESRI公司的GIS功能组件MapObjects2.2[4]，结合可视化编程语言Visual Basic6.0进行二次开发。
　　
　　2 WSDNIS系统结构模块
　　
　　2.1 系统的总体设计
　　
　　供水管网信息系统(WSDNIS)主要是输配水管网的信息管理，包括供水管线、阀门、消防栓等，数据必须全面、完整和现势（数据保持最新），以满足管网规划、设计、施工和维护的需要。
　　
　　根据供水企业信息化建设发展的总体规划，本系统采用客户/服务器结构（C/S 结构）组建网络方案，主要模块为浏览器/服务器结构（B/S 结构）留出接口，以保证系统的拓展能力。
　　
　　2.2 系统的总体结构
　　
　　系统具有与供水部门管网业务相关数据（图形与属性数据）的查询浏览、空间定位、制图编辑、统计分析、事故分析等功能及系统自身信息的管理功能。
　　
　　根据系统规划的主要功能，供水管网信息系统（WSDNIS）可分为6 个子系统，总体结构如图1 所示。本系统没有设计图中以虚框表示的网上发布子系统，留出接口以保证系统的拓展与升级。
　　
　　2.3 各子系统功能概述
　　
　　2.3.1 数据管理子系统
　　
　　数据管理子系统提供管网空间数据和属性数据以及背景地理数据的输入、转换、输出和更新功能，并为SCDAD 系统提供数据的动态更新接口。
　　
　　2.3.2 查询统计子系统
　　
　　查询统计子系统提供按自定义条件进行综合管网设备（如管线、阀门、消火栓等）信息查询的功能，查询的结果可生成报表和各种统计图（如直方图、饼图以及折线图等）打印输出。点击查询产生的报表可以反向显示目标的位置。查询结果以不同于背景的颜色凸显。
　　
　　2.3.3 管网管理子系统
　　
　　管网管理子系统提供对管网的日常维护功能，包括对管网图的分层管理和无延时浏览；对维修情况进行记录；对指定管段生成横断面、纵剖面图辅助设计；管线长度、区域面积的量算，管线埋深的标注。
　　
　　2.3.4 事故处理子系统
　　
　　事故处理子系统对管网的突发爆管事件、施工关阀、阀门检修和消防事故提供辅助决策。
　　
　　爆管处理：定位到事故管段，通过GIS 软件中的空间拓扑关系分析，查出爆管所涉及的管段以及各类阀门情况，以判断需要关闭的阀门和受影响的用户。施工关阀、阀门检修：定位到相关阀门，输出受影响用户信息，并打印停水通知。消防事故处理：根据消防事故发生的地点，搜索附近消火栓。
　　
　　2.3.5系统维护子系统
　　
　　系统维护子系统进行整个系统的维护，包括系统数据的备份、数据字典的管理、系统的权限管理和密码管理等。对于不同级别的用户，实现菜单项的过滤，设置不同的使用权限。
　　
　　2.3.6网上发布子系统
　　
　　网上发布子系统是利用WebGIS技术，实现信息在Internet上的发布。本系统没有完善该项设计，拟放在系统建设后续研究中实现，其主要包括以下的功能：用户通过访问系统主页，根据不同权限进行图形浏览、信息查询以及专题图制作。
　　
　　3 WSDNIS系统数据库设计
　　
　　供水管网信息系统的数据库包括空间数据库和属性数据库两大部分内容。
　　
　　3.1 空间数据库
　　
　　空间数据库由供水管网数据和背景数据组成，其中供水管网数据包括现状供水管网数据和设计管网数据，背景数据包括基础地形图、索引图、分幅图等。现状供水管网数据是指已存在的管网及附属设施，包括废弃管网。设计供水管网数据是规划设计的结果，其种类与现状管网基本一致，但信息不如现状管网详细。基础地形图包括道路、地质地貌等信息。索引图主要是起到快速空间定位的作用。分幅图是由标准的1:500、1:1000、1:2000等的图幅号及属性数据组成，主要是用来调图及出图定位。
　　
　　3.2 属性数据库
　　
　　属性数据库主要由供水管网属性数据、管网维修信息和系统信息组成。供水管网属性数据由管线和管线上的阀门、消防栓、堵头、变径等附属设备的属性数据组成。管网维修信息指管线、管件等的维修记录。系统信息是指用户信息、系统日志等，用户信息由用户名、用户组、用户权限组成，系统日志记录每个登录系统的用户的登录时间及相关进操作。
　　
　　3.3 数据库存储管理
　　
　　本系统涉及大量的空间和属性信息数据，随着城市的发展，数据还会不断的增长，系统采用Oracle 9i标准版作为本系统后台数据库管理系统，它是业内公认的高效稳定的大型数据库管理系统之一，并结合空间数据引擎 (Spatial Database Engine，SDE)技术基于GeoDatabase概念组织和管理数据，通过GIS软件ArcSDE实现空间数据与属性数据在同一关系数据库中实现一体化无缝存储，避免了图幅纠错与图幅拼接的问题。
　　
　　4 WSDNIS系统实现
　　
　　4.1 系统平台
　　
　　系统采用C/S网络结构，服务器端与客户端配置不同的操作系统和软件平台。
　　
　　服务器端：采用Windows 2000 Server为操作系统，将大量的基础地理信息、管网数据(包括图形数据和属性数据)存放在后台数据库管理系统Oracle 9i中，用ArcSDE进行管理。
　　
　　客户端：采用Windows 98、Windows 2000 professional为操作系统，安装本系统WSDNIS。
　　
　　4.2 运行界面
　　
　　系统采用多重文档界面，用户登陆系统后，主界面如图2所示。共设有“系统管理”、“视图”、“数据入库”、“事故分析”、“查询统计”、“辅助设计”、“管网管理”、“图形输出”和“帮助”共9项一级菜单，16项常用快捷工具按钮，8项右键视图操作菜单。
　　
　　系统为用户提供了详尽的帮助内容，基于Windows风格，按“F1”键便可以调用，窗体下端的状态条也为用户作了相关操作的提示，方便用户初次使用本系统。
　　
　　4.3 系统特点
　　
　　本系统基于模块化设计，主要有如下特点：
　　
　　1.先进的数据管理模式：数据管理采用Oracle 9i + SDE的技术模式，基于GeoDatabase的思想将空间数据和属性数据存放在同一数据库中，进行图文一体化管理；
　　
　　2.完善的数据更新机制：数据库是整个系统的核心，随着城市的发展，可以向系统中添加相关数据以及对已有数据的更新；
　　
　　3.可靠的数据质量保证：系统避免了图幅纠错与图幅拼接的问题，同时提供了数据备份和数据恢复功能，确保数据的现势性；
　　
　　4.严格的使用权限控制：用户必须具有授权的账号、密码才能登录系统，通过菜单项过滤，不同级别的用户只能进行权限范围内的操作。
　　
　　5结 论
　　
　　利用组件式GIS软件结合集成开发语言的开发城市供水管网信息系统（WSDNIS），既充分利用GIS工具软件对空间数据的管理、分析功能，又结合可视化开发语言所具有的高效、方便等编程优点，开发出来的程序可靠性好、易于移植、便于维护，具有很强的灵活性，而且大大提高了软件开发效率，缩短了开发周期。该系统的建成可以实现供水管网进行科学管理，全面改变传统的管理方式，满足市政部门管理、设计、查询统计、空间分析的需要，进行各种辅助决策，提高管理水平。
　　
　　本系统为网上发布子系统留出接口，作为后续研究工作完成。