以扩展数据为基础的供水管网拓扑关系创建分析.pdf

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1、以扩展数据为基础的供水管网拓扑关系创建分析■周运【摘要】本文结合AutoCAD的扩展数据，从供水管网管段与节点的关联特点出发，提出了针对供水管网的节点遍历查询技术，完成了对供水管网拓扑关系的自动创建，希望能够为供水的规划设计和管理提供方便。【关键词】扩展数据供水管网拓扑关系在供水管网的运行维护管理中，由于其采用的是地埋敷设或者综合管廊集中敷设的方式，为了保证管网维护和检修的效率，需要明确管段和节点的关联特点，创建相应的拓扑关系。而在供水管网敷设中，无论采用的是树状结构还是环状结构，从图论理论的层面上实际上并没有很大区别，在这种情况下，管网拓扑关系可以根

2、据图论的有向图进行创建。一、管段扩展数据1．矩阵表示矩阵是表达供水管网拓扑关系的一种有效工具，通过节点与管段的衔接矩阵，可以实现对管网的计算分析。结合图论理论，对供水管网中节点与管段的衔接关系进行分析，将分析的结果以衔接矩阵A表现出来。该矩阵属于一个稀疏矩阵，存在99个元素，其中的非零元素有22个，占据了总数的22％。而为了对有限的存储空间进行充分利用，提升衔接矩阵构造的效率，可以通过三元组表表示的方法，对其进行适当压缩。三元组表可以依照一定的优先顺序，在一个数组中，对矩阵中所有的非零元素进行存储。在这种情况下，三元组表可以被看做是线性表，其中的每一个

3、节点对应矩阵的一个非零元素，线性表通过顺序的方式存储在连续存储区，其结构相对简单，可以非常轻易的在VBA程序中实现。2．数据结构这里的数据结构指的是扩展实体数据，可以在AutoCAD普通实体图元数据的基础上，依照相应的分类代码组合形成的数据块，用户可以将非图形数据在图元实体中进行存储和提取。若图元包含了扩展实体数据，其会跟随在普通定义数据后面，利用1000—1071的组码进行描述，其基本的结构形式为：(一3(“AppName”(代码．数据)(⋯))(“AppName”(代码．数据)(⋯))(⋯))一3表示扩展数据的开始，AppName为字符串，最大长度

4、为31字节，表示已经完成登记的应用程序名称。3．扩展数据供水管网的拓扑关系需要存储在扩展实体数据块中，结合稀疏矩阵三元组表的存储要求，可以实现对扩展实体数据的重新定义。在管段对象的扩展实体数据中，包括的种类繁多的信息，如起始节点编号、终止节点编号、管段编号以及管段中心坐标、管段长度等。假设存在管段的起始节点编号为20，坐标(50，50，0)，终止节点编号21，坐标(50，200，0)，管段编号19，结合管段扩展数据的定义，将其相关信息写入扩展实体数据块，采用AutoLISP的entget函数可以读出管线的图形数据库。输出管段的扩展数据包括了手工录入的编

5、号信息，还能够实现对节点坐标的自动录入，以及管段角度和长度的自动计算。二、节点遍历与拓扑关系1．管网遍历技术在AutoCAD的模型空间VBA中，能够遍历所有的图元对象，同时也能够对集遍历进行选择。一般情况下，供水管线可以通过PLINE命令画多义线或者LINE命令画直线形成，从方便遍历的角度，可以在同一个图层中放入所有的管段，或者附加过滤器，仅仅对其图元对象中的多义线和直线进行选择，滤除其它对象。AutoCADVBA能够对直线的端点进行提取同时完成编号，但是在这种情况下，多条直线的端点会在管网节点实现交接，而节点编号的唯一性使得其容易出现重复编号的问题。

6、对此，可以将每一条管段的端点作为圆心，绘制圆形，确保每一个节点只存在一个圆。在完成第一次节点画圆之后，可以在圆心位置进行节点的编号。选择与圆心关联的管段，将其坐标与扩展数据中的起始节点和终止节点坐标进行对比，判断节点的属性，然后将其对应的编号写入扩展数据项中，就可以实现扩展数据块的写入操作。2．三元组表构建遍历多义线或者直线对象，结合OetXData的方法，对管段扩展数据进行读取，通过Text的方法，对管段长度、直径以及编号等进行自动标示，将扩展数据块中的“管段中心坐标”当做文字的插入点，412将“管段角度”作为文字的倾斜角度。依照邻接矩阵三元组表的基

7、本格式，定义二维数组F(M，2)完成三元组表的存储，这里的M表示管段的总数，二数组元素F(j，1)表示编号为J的管段的起点，F(J，2)表示编号为J的管段的终点，从扩展数据块中读取相应的管段、起始节点、终止节点编号，然后将之存储N--维数组中，就可以完成对管网邻接矩阵三元组表的创建。3．邻接矩阵派生成再次定义二维数组A(N，M)来完成临界矩阵的存储，这里的M表示管段总数，N表示总节点数。F数组的第J管段起点编号可以表示为F(J，1)，作为A数组的第一维下标，赋值A(F(J，1)，J)为1；第J管段终点编号可以表示为F(J，2)，作为A数组的第二维下标，

8、赋值A(F(j，1)，J)为一1。邻接矩阵的派生成流程为：使j-1，定义蜂矩阵数组F(M，2)