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1、请联系www.cst.zju.edu.cn浙江大学软件学院有更多信息1绪论1.1论文选题的背景及研究意义改革开放以来，我国城市建设实现了高速、持续的发展，其中以电信通信网、自来水供给网和天然气供给网等为代表的城市地下管道网络，经过十几年的建设，在种类、规模和覆盖面上，都有了极大的增长与扩展。地下管网是城市基础设施的重要组成部分，是城市赖以生存和发展的物质基础，被称为城市的生命线。随着城市现代化程度的不断提高，各种地下管线设施变得越来越复杂,构成纵横交错的地下综合管网系统[1]。相对于城市地下管网的快速发展，对城市地下管线的管理却显得滞后，主要

2、存在如下问题[32]：(1)权属不同，地下管线管理条块分割——“多头”管理。各类地下管线隐蔽工程大多属各产权部门管理，根据管线类型由各专业公司归口管理，管线设计、施工、维修及资料管理，也由各专业公司自行决定。各公司之间工程资料很少交换，各行业在施工时，遇到问题不互相协商。有的单位虽然进行了管线普查，并且也已经建立了本行业的管线动态管理系统，但由于受行业管理限制和部门利益驱使，缺乏沟通，很难实现资源共享，降低了系统的有效价值。(2)地下管线档案资料短缺。城市地下管线是经多年建设日积月累形成的，准确的地下管线资料在城市建设中发挥不了替代的作用。由

3、于城市地下管线具有信息量大、保存期长、动态性强、埋于地下具有一定的隐蔽性等特点，使一些城市在保存资料上容易出现问题。(3)管理手段落后。我国作为一个发展中国家，大部分城市的地下管网管理的方法和效率都不尽人意。随着经济的发展，近年来，很多道路的改建、扩建和新建，各类小区的新建，使得地下管线发生了很大的变化。传统的手工管理收集管网资料、管网纸制资料存档使得城市地下管线资料的更新、维护和信息检索等已不能满足管网的发展需要。由于上述存在的问题，在维护、修理各种管线时，很难有管线布置的详细图纸。尤其是在设置新的管线时，管道的挖掘、管线的埋藏必须要避开已

4、经存在的管线，但由于无法解决以上问题，经常导致事故的发生，造成断电、断水、断气以及断通讯的现象，不但影响了市民的正常生活，而且影响了城市建设，给国家带来财产和经济的巨大损失。因此地下管线的管理及查询变得尤为重要，提高管理水平和工作效率，己成为有关部门和施工单位高度重视并迫切需要解决的重要问题。因此，研究和建立地下管网地理信息系统，采用高技术手段来集中规划地下管网，使其规划、建设、管理、维护逐步走向定量化、科学化、自动化，满足决策部门和施工单位的需要己成为当务之急。实现管网信息的数字化、科学化和现代化管理是摆在我国城市管理工作面前的一项重要而紧

5、迫的任务。管网地理信息系统以地下管网的空间信息和属性信息为核心，利用计算机技术、计算机图形学知识、数据库管理技术和信息可视化技术对城市地下管网进行综合管理，为施工部门和管理部门提供地下管网准确的布局、走向和埋深等有关信息，通过进行各种统计分析和空间分析，为设计部门进行管网规划、管网改造等提供辅助决策功能，为施工单位带来极大方便。用地下管网系统来管理信息具有无可替代的优越性和应用前景[2]。(1)借助地下管网系统管理系统强大的数据库已能很可靠、很完美地将一个城市的基础地理信息、各种管线、管件空间信息及它们复杂的属性信息一体化存储、分类、分层地进

6、行存储管理。(2)借助于系统强大的空间分析能力、网络分析功能和其它各种模型分析功能，能方便地对管线中的介质运行状态作动态模拟；能快速准确对管线运行的突发事件作紧急处理；能协助科学地进行地下管线的规划和辅助设计；能指导市政工程的文明施工和预防性维护等。总之，能较完美地实现对地下管线各种深层次的管理。(3)借助于地下管网系统的三维显示功能，使一个城市的建设部门和管线权属机构、一个企业的各个管理部门，能充分实现管线信息的共享并进行各自的管理功能。(4)借助于系统强大的图形功能和数据库管理功能，可以方便地对基础地理信息系统、管线信息进行修改和更新。国

7、内外很多生产和科研部门从底层或基于二次开发平台(MAPINFO,AUTOMAP,ARC/INFO等)对管线信息进行了研究[4]，但大多数系统是2D或2.5D的。众所周知，管线在空间的分布纵横交错、错综复杂。常规的地下管网系统其空间表现能力和空间分析能力都有很大的局限性，尤其对管理人员和维修人员来说，缺乏直观性，以平面图来表示管线已是不够充分。尤其是城市地下管线，大多沿街道铺设，在不同深度有不同种类的管线被埋设，平面图上以不同颜色的直线来表示这些管线，就会拥挤不堪，无法清晰显示，若采用分层显示的方法，则又无法表现管线之间的空间关系。况且，有些管

8、线本身上下起伏，与地面垂直的一段管线在平面图上就只能以一个点与相应的文字说明来表示，没有任何直观的视觉效果。所以无论从技术还是市场需求的角度考虑，建立城市三维地下管