浅议arcgis在医院排水管网方案择优中应用

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1、浅议ArcGIS在医院排水管网方案择优中应用　　摘要ArcGIS是以空间数据库为核心，为科研、管理和决策服务的计算机技术系统。文章介绍了ArcGIS的特点及其在分析排水管网中的优越性，并阐述了医疗建筑院区的排水管网特点，结合压力—状态—响应模型（PSR），提出ArcGIS在排水管网方案择优中应用的思路，认为集合了ArcGIS和Oracle数据库的系统能全面、准确、真实地展现排水管网的承载力、结构及服务质量。关键词ArcGIS医院排水管网方案一、引言ArcGIS是一个以具有地理位置的空间数据为研究对象，以空间数据库为核心，采用空间分析方法和空间建模方法

2、，适时提供多种空间和动态的资源与环境信息，为科研、管理和决策服务的计算机技术系统[1]。GIS应用在水环境中始于20世纪80年代，早在1987年，加拿大学者GOULTERIC等人利用GIS进行河川流域管理，绘制了大量的流域图谱用以表征河流特征，但是没有提出完善的表征模型[2]。日本学者DhundiRaj9Pathak等应用GIS对地表水脆弱度进行了研究，结果表明易损性图谱可以提供全面的区域地表水资源的管理与保护信息给决策者[3]。印度学者RiteshVijay等进行印度海岸城市地下水起伏性的研究，其中运用GIS通过DEM构建地形的拓扑结构和地下水空间

3、等高线的绘制，结果得到符合城市用水需求的地下水源[4]。SinghCK等人利用GWQI进行地下水水质随地理因素变化的评价，其中应用了大量的遥感与GIS技术，得到最不利水源水质变化的地理因素的变化[5]。MachiwalD等人利用遥感、GIS和多目标决策技术对印度一片半干旱地区的地下水潜力进行评估，并利用AHP进行水质权重的确定，确定了39个水源的地下水潜力[6]。希腊学者KourgialasNN等人利用GIS模型进行洪水灾害的评估与管理，建立了完善的洪灾管理对策，对发生洪水灾害的地区进行决策管理，同时建立了洪灾预警体系，提出6个导致洪灾的主要因素，并

4、将体系进行模块化于GIS模型上进行表征[7]。AkiArtimo，SamiSaraper等人在发表的文章中，应用ArcGIS中3D模型来分析水量变化，实现了数据的动态更新，创新地应用了三维数据分析模型[8]。9近年来，城市大力发展，导致城市排水管网承载力过小，管网排水压力过大，事故频发。医院排水水质复杂，水量大，院区排水管网压力较大，在院区管网方案必选阶段应充分考虑各方面因素，合理设计管网。由于ArcGIS具有全面、真实及准确的特点，并可进行二次开发，有较强的应用性，因此在院区排水管网方案择优中有较大的应用价值。下面以ArcGIS为基础，通过压力-状

5、态-响应模型（PSR），提出ArcGIS在排水管网方案择优中应用的思路。二、ArcGIS在方案比选中的应用（一）排水管网方案比选依据及ArcGIS的优越性自20世纪70年代开始，国际经济合作与发展组织对其进行修改并用于给排水领域之后，很多实践证明，PSR模型在管网事故风险评估过程中是有效、可行的工具[9，10]。我们采用压力—状态—响应模型（PSR）构建指标框架，充分表征管网的压力、管网状况、受体响应等特点。压力P是导致稳定系统失衡的干扰因素，即排水管网事故的诱因，主要是院区发展规模受前期管网建设的制约，管网设计中以经验为主导，缺少现代的工具，使管网

6、建设具有较强随意性；状态S是指设计管网各因素对院区管网系统的影响，包括地下排水管线数据，如水深、流速、流量、溢流、水质、充满度、降雨量、径流量和污染物冲刷量等以及排水管线数据中的每个要素（节点、管线和汇水区）；响应R是指由于上述因素对管网承载力的作用，表现出对管网系统产生的危害。基于PSR模型建立的方案比选依据，并通过赋值法将各因素指标定量化，这样的体系能很好地评价方案的优越性。ArcGIS可进行三维可视化，在管网设计中有较大的优势：91.ArcGIS的科学性可以实现对管网水位动态观测，使事故应急决策更合理；2.ArcGIS能以Oracle数据库为后

7、台，数据管理系统可进行二次开发，实现智能管理；3.由于ArcGIS的模块化，依据行业标准能实现从后台数据库到网络发布全过程的模块化。（二）排水管网择优系统的实现基于对排水管网方案择优的指标建立及系统的需求，系统在结构上可分为实现层和功能层。实现层以特定医院院区为实体，运用“对象—关系”理念设计本管理系统。根据基础数据、空间数据和系统结构的要求，采用Oracle作为属性数据的存储工具；借助ArcGISDesktop将系统所需属性录入空间数据库组件ArcCatalog中，完成专题图的表达；属性数据和空间数据通过ArcSDE[11]建立的连接进行数据的交换

8、，这种系统既有良好的通用性，又有面向对象特性，支持复杂对象和复杂对象的复杂行为。同时，本系统建立基于B/S结