市政管线系统的数字化研究

摘要

市政管线是现代城市中的重要基础设施之一，它担负着城市的能源供应、传输和信息交换，是城市中物质流与信息流的综合。随着社会的发展和当前我国城市化水平的不断提高，市政综合管网建设发展迅猛，管网体系也越来越大，复杂程度正在逐年增加；然而，城市地下作为一个有限的资源空间，如何有效的利用城市地下空间，以及更合理的规划布置市政综合管线系统是当前急需解决的问题。此外，一个城市的市政综合管线系统涉及到的地下管线不仅种类繁多，而且数量庞大，如何对这些海量的管线、管点信息建立空间数据库和属性数据库并进行相关的管理，即实现管线系统的数字化，也是近年来的研究焦点。 影响市政管线系统规划布置的限制性因素很多，如管道的形状、尺寸、管径、管材、管道流量等约束条件。本文结合城市各种工程管线定线与规划布置的原则，对影响市政管线系统综合规划的基本约束因素进行了一定的分析，探讨了市政管线系统优化布置问题的描述方法；并从管网布置的最小费用流、管网布置的最大流量、管网布置的最短路径和管网布置空间内多种管线互不发生干涉的最小剖面面积四个方面，建立了一个管线系统布置的多目标规划数学模型。对于如何实现市政管线系统的数字化，文章通过数据组织和数据转换，对管线、管点文件的数据结构进行设计，以及对空间数据的矢量化；并利用Access数据库与MAPGIS属性库的连接，实现系统的数字化管理。此外，基于MAPGIS地理信息系统软件，对管线系统进行空间分析：其中，通过TIN数字高程模型分析实现了地面等值线图的绘制以及道路横断面上综合管线的剖面显示；通过管线网络分析则实现了对各种市政管线的路径查询、网线追踪和属性统计等功能。 结合某市某道路综合管线工程实例，研究表明：市政管线系统数字化研究具有一定的可操作性和实用性，通过对系统内各种管线网络的查询、追踪、属性统计以及道路断面上综合管线的剖面显示，便于了日常管理与信息的共享，具有重要的现实意义。

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致谢

第一章 绪论

1.1课题的研究背景

1.2市政管线信息化在城市经济和社会发展中的地位与作用

1.3市政管线的综合管理现状

1.3.1国外管理现状

1.3.2国内管理现状

1.4本文研究的主要内容

第二章 MAPGIS地理信息系统的研究概述

2.1地理信息系统(GIS)基本概念

2.1.1地理信息系统定义

2.1.2地理信息系统的发展阶段

2.1.3地理信息系统未来的发展趋势

2.2 MAPGIS地理信息系统简介

2.3 MAPGIS地理信息系统结构与主要功能

2.3.1 MAPGIS地理信息系统结构

2.3.2 MAPGIS地理信息系统的主要功能

2.4 MAPGIS地理信息系统用途与优点

2.4.1 MAPGIS地理信息系统主要用途

2.4.2 MAPGIS地理信息系统主要优点

第三章 市政管线系统的规划与建模

3.1城市各类工程管线规划布置原则

3.1.1给水工程管线规划布置

3.1.2排水工程管线规划布置

3.1.3电力工程管线规划布置

3.1.4电信工程管线规划布置

3.1.5燃气工程管线规划布置

3.1.6热力工程管线规划布置

3.2市政工程管线综合规划

3.3市政管线综合规划数学建模

3.3.1管线综合规划布置的约束因素分析

3.3.2管线综合规划布置的数学模型

3.3.3多目标规划问题数学模型求解

第四章 基于MAPGIS市政管线系统的数字化实现

4.1系统的设计原则

4.2地下管线的数据组织与数据转换

4.2.1地下管线的数据组织

4.2.2 AUTOCAD与MAPGIS之间的数据转换

4.3市政管线系统数据库设计

4.3.1管线的数据编码

4.3.2管线文件的数据结构

4.3.3管点文件的数据结构

4.3.4 Access数据表的创建与连接

4.4管线DTM模型分析

4.4.1 MAPGIS明码文件编写

4.4.2 TIN模型分析

4.4.3高程剖面分析

4.5管线网络分析

4.5.1管线网络的建立

4.5.2结点处理

4.5.3网络分析

4.6小结

第五章 江苏省某道路市政管线系统数字化研究实例

5.1工程概况

5.2研究区管线系统数字化

5.3研究区管线系统数字化管理

5.3.1市政综合管线点属性管理

5.3.2市政综合管线线属性管理

5.4道路数字高程模型分析

5.5道路管线分析

第六章 结论与建议

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文