gis技术在供水系统中的应用与发展论文

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1、GIS技术在供水系统中的应用与发展论文摘要：介绍了GIS技术的组成、发展及产业化，论述了GIS应用于供水系统规划设计、运行管理的现状和发展前景，以及深度开发专业性GIS及提高其应用水平的途径。关键词：地理信息系统图形数据管理供水系统gis1GIS技术发展概况在新兴的信息产业中，GIS(GeographicInformationSystem,.freellison博士提出地理信息系统的概念以后，在60年代中期加拿大首次建立了CGIS。于70年代开始，美国推出了两个著名的GIS：即美国环境系统研究所(ESRI)开发的ARC/INFO和美国商业部人口普查局开发的TIGER系统

2、。这两个GIS系统提出的关于地理信息的组织方式，对GIS发展产生了深远的影响。经过30多年、几个阶段的发展，数据库的结构设计、空间数据的处理与分析及GIS通用软件等都已发展成为较成熟的理论体系。特别是80年代以来，GIS软件的商品化已在全世界全面展开，先后出现了闻名于世的ARC/INFO、SYSTEM—9、INTERGRAPH、GENAMAP等大型GIS软件及SPAM、ILAPINFO、ATLAS等中小型软件。这些软件都已在土地评价、土壤侵蚀控制、水资源调查与管理、社会经济规划、灾害评估以及野生动植物保护等方面得到广泛应用。我国的GIS发展较欧美先进国家起步约晚15年左

3、右，但发展速度并不很慢。1994年9月，我国国家测绘总局与美国ARC/INFO总部签定了合作的ARCCHINA计划。1997年国家环保局用世界银行技援项目“中国省级环境信息系统建设”，在我国27个省建立了省级环境信息中心。仅以GIS在城市方面的应用就有城市自来水、城市煤气、城市规划、城市地下管线、城市环境、城市道路、城市土地等不胜枚举，至于其他各方面的应用诸如环境监测、水土流失、矿产资源、投资评价等更是屡见不鲜。所有这些都标志着GIS在我国的成长与发展。目前，新一代的GIS软件技术——即GIS(ponentsGIS,组件式GIS)和APGIS为软件开发平台，建立了城市供

4、水管网管理系统，实现了供水管网图形数据和属性数据的计算机录入、修改；对管线及各种设施进行属性查询、空间定位以及定性、定量的统计、分析；对各类图形(包括管线的横断面图和纵断面图)及统计分析报表显示和输出；除此之外，还为爆管、漏水事故的抢修、维修提供关闸方案及相关信息，从而基本实现了供水管网的信息化管理。通过GIS的集成，使管网图形库、属性数据库及外部数据库融为一体，不仅图文并茂、准确高效，而且易于动态更新，从而大大提高了管网管理工作的效率和质量。当然，GIS应用于供水系统所产生的功效还远不止于此。就GIS本身而言，对空间数据的管理只是最基本的功能，而更深刻的内涵在于GIS

5、的空间分析、模型分析所产生的信息，能够对自然过程或决策方案进行模拟和趋势预测，以便从中选择最优方案，避免管理和决策的失误。因此，GIS在供水系统中的应用，就不能仅仅作为一个图形库和数据库只是停留在管网日常管理的水平上，还应该利用GIS分析、模拟与预测的强大功能，与专业理论、方法相结合，进行深度开发，为管网规划设计、建设施工、各种运行状态下的优化调度以及事故抢修等提供决策支持。目前我国大、中城市管网更新改造的任务逐年加大，迫切需求实用的管网水力分析及扩建改造优化设计的软件系统。然而，尽管近年来有关管网优化设计理论和方法的研究日趋成熟，但其应用并不广泛，究其原因就在于优化模

6、型的建立及其解法与编程，对于部分设计人员来讲难度较大，尤其是扩建、改造方面的优化，不仅涉及的问题比较复杂，而且往往需要庞大的数据量。而解决这一难题的有效办法就是将管网计算理论、系统优化理论与GIS相结合，凭藉GIS强大的空间数据管理功能，利用GIS上的实际管网图构造出管网计算图形，并从GIS的属性数据库中提取有关数据，通过编制计算程序，进行管网水力工况分析。在此基础上再将GIS的网络分析与优化模型的建立及求解融合在一起，建立一个管网扩建、改造优化的辅助设计系统。这样不仅将优化设计的思想、方法渗透到管网建设中，有利于城市供水管网的合理布局与科学调整，为日后管网的优化调度奠

7、定良好的基础；而且通过GIS将管网大量的基础数据、水力分析计算、优化设计计算以及设计方案输出等集成为易于操作的专业软件，为设计人员的实际应用提供了极大方便。设计优化的最终目的是运行优化。一个大型、复杂的管网做到安全可靠、经济合理的运行并非易事。从长远目标来看，根据可靠、准确的管网运行资料，建立管网数学模型，并据此对管网运行工况进行动态模拟，是实现管网优化运行的必经之路。而在管网建模过程中，GIS以其独特的优势，将作为对管网运行实施信息模拟不可替代的工具。在GIS的支持下，管网的结构参数和状态参数融为一体，可以利用GIS数字高程模型，模拟管