校园三维地下综合管网信息系统的设计与实现
本文选题:地下综合管网 切入点:空间分析 出处:《南京大学》2013年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:城市的快速扩张导致了各种城市病的凸显,城市地下综合管网作为城市的生命线,它承担着整个城市物质、能量及信息的传输,是城市保持正常运转的重要设施之一。随着新一轮城镇化进程的加速和科技水平的不断提高,地下管线的种类越来越多,地下管网的空间布局结构日益复杂。传统的人工管理方法已经无法应对城市地下管网海量数据的处理,城市施工建设中的各类管线爆管故发生的最主要原因就是依靠传统的图纸或者二维CAD地下管网数据很难把握地下各类管线的走向、间距以及管线铺设深度等空间布局结构。对地下综合管网三维空间布局认知的缺失直接导致了城市各类爆管事故的频发。校园作为城市的缩影,深入研究校园三维地下综合管网信息系统可以为我们研究城市地下综合管网信息系统打下一个良好的基础。校园三维地下综合管网信息系统能够更加科学、准确地描述校园地下综合管网的空间三维结构,系统的空间分析功能为整个校园地下综合管网的管理提供一些辅助决策支持,显著提升校园综合管理水平。本文首先分析了当前地下管网的管理现状、校园地下综合管网的特点、建设校园三维地下综合管网信息系统的意义以及建设该系统所用到的Engine组件及其特点。本文着重阐述了爆管事故关阀分析的算法实现,基于图论和流向的广度优先算法进行爆管事故关阀搜索,考虑到供水管网的特性与燃气管道情况不同,并不需要关闭事故管线下游阀门,爆管事故所在管线下游的阀门是可以不关闭的,减少不必要的关阀工作量并提高维修效率。其次,本文总结出了基于ArcGIS和 Sketchup软件的既方便又高效的校园建筑及地下管网的三维建模方案,在三维浏览模块的开发设计中我们采用ArcGIS Engine的SceneControl控件作为地下综合管网空间数据的三维展示平台。管网信息系统建立在校园地下综合管网数据库(包含地下管网数据、基础地理数据、三维建筑数据、文档资料等属性数据)基础上,采用面向对象和组件化的设计思想,实现了三维建筑数据和地形数据的动态三维可视化,系统架构为客户端/服务器(C/S)的模式,运用GIS组件ArcGIS Engine 及 VS.Net平台作为开发工具,将地理空间数据及属性数据通过ArcSDE存储在SQL Server数据库中统一管理。最后,论文以南京大学金陵学院校园地下综合管网信息系统为例,介绍了该信息系统的核心系统功能的设计思路与具体编程实现,如数据综合管理子系统、三维浏览子系统、检索查询子系统、空间分析子系统、事务管理子系统、打印输出子系统以及系统维护子系统等。实现了回溯分析、爆管事故关阀分析、横断面分析、管线最小垂直净距分析、工程施工挖掘分析等高级GIS空间分析功能。
[Abstract]:The rapid expansion of the city has led to the emergence of various urban diseases. As the lifeline of the city, the urban underground comprehensive pipe network undertakes the transmission of the whole city material, energy and information. It is one of the most important facilities for the normal operation of the city. With the acceleration of the new round of urbanization and the continuous improvement of science and technology, there are more and more types of underground pipelines. The spatial layout structure of underground pipe network is becoming more and more complicated. The traditional manual management method can no longer deal with the massive data processing of urban underground pipe network. The main reason for all kinds of pipeline burst in urban construction is that it is difficult to grasp the direction of underground pipeline by relying on traditional drawings or 2D CAD underground pipe network data. Space layout structure such as spacing and pipeline laying depth. The lack of cognition of 3D spatial layout of underground comprehensive pipe network directly leads to the frequent occurrence of all kinds of pipe burst accidents. Campus is the epitome of the city. The in-depth study of the three dimensional underground integrated pipe network information system on campus can lay a good foundation for us to study the urban underground integrated pipe network information system. The three dimensional underground comprehensive pipe network information system on campus can be more scientific. The spatial 3D structure of campus underground integrated pipe network is described accurately. The spatial analysis function of the system provides some auxiliary decision support for the management of the whole campus underground comprehensive pipe network. Firstly, this paper analyzes the current situation of underground pipe network management, the characteristics of campus underground comprehensive pipe network, The significance of the construction of the campus 3D underground integrated pipe network information system, the Engine components used in the construction of the system and its characteristics are discussed in this paper. This paper focuses on the realization of the algorithm for the analysis of the valve of the pipe burst accident. Based on graph theory and breadth-first algorithm of flow direction, pipe burst accident valve search is carried out. Considering that the characteristics of water supply network are different from that of gas pipeline, there is no need to close the downstream valve of accident pipeline. The valve downstream of the pipe burst accident can not be closed, reduce unnecessary valve closing workload and improve maintenance efficiency. Second, This paper summarizes a convenient and efficient 3D modeling scheme of campus building and underground pipe network based on ArcGIS and Sketchup software. In the development and design of 3D browsing module, we adopt the SceneControl control of ArcGIS Engine as the 3D display platform of spatial data of underground integrated pipe network. The pipe network information system is established in the campus underground comprehensive pipe network database (including underground pipe network data, including underground pipe network data). On the basis of basic geographic data, 3D building data, document data and other attribute data, the dynamic 3D visualization of 3D building data and terrain data is realized by using object-oriented and component-based design ideas. The architecture of the system is client / Server C / S, using GIS component ArcGIS Engine and VS.Net platform as development tools, and storing geospatial data and attribute data in SQL Server database through ArcSDE. Taking the underground comprehensive pipe network information system of Jinling College of Nanjing University as an example, this paper introduces the design and implementation of the core system function of the information system, such as the data integrated management subsystem, the three-dimensional browsing subsystem. Retrieval and query subsystem, spatial analysis subsystem, transaction management subsystem, print output subsystem and system maintenance subsystem, etc. Backtracking analysis, pipe burst accident valve analysis, cross section analysis, pipeline minimum vertical net distance analysis, etc. Advanced GIS spatial analysis function such as engineering construction excavation analysis.
【学位授予单位】:南京大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:P208;TU990.3
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,本文编号:1587823
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