gas构建燃气煤气水企业GIS应用的优秀解决方案

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ArcGIS—构建燃气/煤气/水企业 GIS 应用 的优秀解决方案帮助您更快更出色地拓展业务 是 ESRI 公司一贯的追求2003 年 10 月

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ArcGIS—构建燃气/煤气/水企业 GIS 应用的优秀解决方案目 录一 二 三 GIS 在燃气/煤气/水行业的应用 ――――――――――――――――――1 ArcGIS 在燃气/煤气/水行业应用的优势 ―――――――――――――――2 ArcGIS 技术特点 ――――――――――――――――――――――――5四,ArcGIS 强大的市场竞争力 ―――――――――――――――――――――8 五, 燃气/煤气/水管理地理信息系统配置建议 ―――――――――――――――10 六 国内燃气/煤气/水管理应用案例 ――――――――――――――――――16七,国外应用实例 ――――――――――――――――――――――――――67 附件:相关技术 ―――――――――――――――――――――――――――76ESRI 中国(北京)有限公司

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ArcGIS—构建燃气/煤气/水企业 GIS 应用的优秀解决方案一GIS 在燃气/煤气/水行业的应用随着城市用气/水用户和管网规模的不断扩大, 手工的管理模式和管理手段已无法满足 "合 理规划, 科学管理, 安全用气/水, 优质服务" 的要求. 对于突发事故的应变能力和处理效率难以适应城市 建设高速发展的需求. 为此, 企业需要一种更为方便, 及时的方式,来管理燃气/煤气/水公司宝贵的地下资 源——地下管网,实现管网设计,管网运行,管网维 修,管网分析,管网决策的自动化和科学化. 建立一套基于 GIS 的综合管理和决策分析地理 信息系统,将进一步加强城市供气/水的生产,输配调 度工作, 使城市供气/水的生产管理水平提高到一个新 的水平,为企业的标准化认证打下坚实的技术基础. 通过将气/水源,管道,用户等信息以地理位置为基础,与属性数据库相结合,GIS 可以 随时提供图形的显示,查询及分析等功能;还可以利用 GIS 提供的完善的网络分析模型,结 合气/水网中的阀门,开关等设备的状态,气/水压等各种信息,实现网络压力和流向分析,渗 透监测和流量分析,工作流程处理,野外施工检测,故障分析及提供抢修方案等,使得企业 的工作规划,设备管理等实现自动化. 应用 GIS 可以实现:市场分析 其它应用故障分析任务派遣 客户关系1,紧急事故处理:发生事故时, 利用网络分析找到最优的关阀方案, 打印抢修单及闸阀卡片; 管线规划 2,管网运行调度:根据用气/水量 和测压点气/水压等数据,实施节点平 管 线设计 差,计算管网中各处的气/水压,流量, 绘制管网等压线图,通过对加压泵站 及各节点的特性曲线的管理,根据管 管 线 分析管 网平差的计算成果,得到节点高度方 案;3,绘制供气/水变化曲线,编制打印各类报表. 4,管道工程设计: A, 管道的坐标, 高程, 管径, 管材, 接口形式, 用户情况及用户管径, 基数(1:500 或 1:1000 地形图). B,管道节点图样,配件,阀门,消防栓的型号规格,拼接,任意缩放及分格查询. C,其它管线与管道的交叉情况. D,按照不同比例尺,分幅打印,拼接,任意缩放及分格查询. E,管道设计带状图,自动生成轴测图,材料自动统计.ESRI 中国(北京)有限公司 -1-

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ArcGIS—构建燃气/煤气/水企业 GIS 应用的优秀解决方案二ArcGIS 在燃气/煤气/水行业应用的优势一, 海量数据的存储企业级信息系统以及社会级信息系统的核心是数据仓库, 用来存储和管理所有的空间和属 性数据.这势必要求所选用的 GIS 软件具备海量数据的存储和管理能力.ArcSDE 对海量数 据的存储和管理以及多用户的并发访问等在国内外众多用户现场都得到了很好的验证和考 验.例如 NIMA 存储全美的数据量高达 5TB(1TB=1000GB) ,北京市交管局存储了全北京市 1:2000 和 1:500 两种比例尺的全要素的地形图,数据量达到 2GB.二, 长事务处理和版本管理通常 RDBMS 采用"锁定-修改-释放"的策略以实现其对多用户并发操作数据库的控制. 但这种策略不很适合用于处理地理数据的 DBMS,尤其在燃气/煤气/水行业.有些业务,可以 几分钟完成,但有些业务由于其特殊性,也可能要花几个月的时间.这种情形即所谓的"长 事务处理" .ArcSDE 8 对长事务处理提供了底层的支持.每个用户都是在直接对数据库进行 操作(编辑,修改) ,但是 ArcSDE 为其建立了版本.只有在完成了长事务工作后,系统才将 其版本进行存储,并在此时进行版本冲突管理. ArcSDE 提供版本控制的能力(即 VERSION CONTROL) ,该功能使得多个用户可以同 时编辑一个图形数据库, 甚至是同一空间要素, ArcSDE 可以将不同用户对一个要素的编辑形 成不同版本(Version) ,并通知用户不同的编辑结果,以决定最后以哪个结果为准.这样可以 很好地保证数据的一致性,同时实现多用户高效的并发访问机制.三, 系统的可伸缩性在网络技术和环境日趋成熟和完善的时代,任何一个信息系统都不应是孤立存在的,它不 应该成为信息海洋中的一座"孤岛" .在设计和规划系统之初,我们就应该从宏观,从全局, 从长远的观点来统筹考虑;但因为经费的投入问题,现阶段的应用需求以及其它各种硬软环 境的制约,又往往迫使我们无法"一步到位" .因此, "统筹规划,分步实施"就不失为一种 上佳选择.而要做到这一点,系统所依赖的平台的 "可伸缩性 (可扩展性) "则是关键, ArcGIS 系列产品由于采用了工业标准的,开放的,统一的对象组件库(ArcObjects)作为其公共的技 术基础,使得从其低端平台产品(如:ArcView 8)到高端产品(如:ArcInfo 8)的过渡和升 级可保证数据和应用功能(程序)无须改动和转换而平滑地进行.从为小用户设计的小型应 用,到多用户的大型系统,ESRI 的软件解决方案随着你的需求而增长.从而充分保护用户和 开发商的前期投资和工作,保证系统的分步实施不会因为平台的提升和系统规模及功能需求 的扩展而陷入进退两难的境地.四, 面向对象(Object-Oriented)的数据模型ESRI 引入了一种全新的面向对象的空间数据模型(GeoDatabase) .可以利用这个模型 来定义和操作不同用户或应用的具体的模型(如:燃气/煤气/水模型,流体模型,电力模型,-2ESRI 中国(北京)有限公司

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ArcGIS—构建燃气/煤气/水企业 GIS 应用的优秀解决方案和其他数据模型) .通过定义和实现这些地理数据模型,为创建和操作不同用户的数据提供了 一个功能完备的平台. ESRI 产品允许用户使用可视化计算机辅助软件工程 CASE 工具和标准 的可视化建模语言 UML 来方便地创建和定制数据模型.面向对象的数据模型与用户通常看待 所研究事物的观点及分类很接近,因此直观且使用简单,软件处理的将是面向用户的概念.五, 系统的开放性为了充分利用已有的企业资源,要求 GIS 软件必须具备良好的开放性,包括支持多种硬 件平台,操作系统,数据库以外,还要求能够将已有的各种格式的数据转换目前可用的数据 类型,及支持多种数据格式的转换. ESRI 的产品已经实现全面开放,硬件平台可以支持 SUN,IBM,HP Unix,Digital Unix, SGI,Windows NT, Alpha NT 等多种;数据库可以支持 Oracle,Sybase,SQL Server,DB2, Informix 等;开发工具除了软件所带的宏语言以外,由于采用微软的组件对象模型(COM) 技术,还可以是 Delphi,VB,VC,C 等大量其它的开发语言.六, 系统的集成性GIS 系统在实际的应用中往往要跟其它诸如 MIS 系统结合,方可满足需求.因此,我们 常常会谈论到所谓"无缝集成"的问题.对"无缝"的追求其实是因为以往许多软件系统(包 括 GIS 平台)在与外部系统连接时是"有缝"的,甚至是"两层皮" ,无法很好地集成和融合. 因此要求 GIS 软件能够提供相应手段以实现高度集成.ArcGIS 采用了工业标准的 COM 体系 结构,使得基于 ArcGIS 平台的系统和其它的系统或第三方的工具,模型等成果之间具有了一 种工业标准的"约定"或"接口" ,只要大家遵守这些工业标准的约定,就可以轻松实现真正 意义上的"无缝"连接或集成.七, 免费下载的数据模型多年来,ESRI 与众多用户紧密合作,共同开发一些基于应用的数据模型以及应用规则. 主要是从大多数 GIS 项目中寻找共性的专业模型和规则库,根据这些再来建立基于不同行业 应用的数据模型,用户利用提供的数据模型可以简化开发过程,提高开发效率.另外,ESRI 提供的基于行业应用的数据模型能够提供给不同行业的用户一定的解决方案. 目前,ESRI已推出的数据模型有自来水,污水处理,输电管理,配电管理,煤气管理, 电信,交通数据模型等. ArcGIS Desktop管道(Pipeline)数据模型下载 Analysis Diagram Analysis Diagram - Image Data Model Reference BookESRI 中国(北京)有限公司-3-

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ArcGIS—构建燃气/煤气/水企业 GIS 应用的优秀解决方案ArcFM Energy为煤气管理方面的用户提供的数据模型 煤气管理:ArcFM8GasUtilityLogicalModel.Zip ArcFM Water是ESRI推出的第一个水数据模型 ArcFM8.0.2Sew erStormWaterDataModel.Zip ArcFM8.0.2WaterDistributionDataModel.Zip八, 离线编辑随着基于 DBMS 管理空间数据的方法渐成主流,同时,在局域网环境下,客户端和服务 器之间的网络带宽已经足以应付联机编辑的需要,对空间数据库的联机编辑操作就成了理所 当然的选择.但是,对于一些需要频繁地将数据带到野外或其它数据采集现场进行更新的需 求,却又难于满足. ESRI 在圆满地解决了基于 ArcSDE 和 Geodatabase 的联机多用户并发操作和长事务处 理问题后,在刚刚推出的 ArcGIS 8.3 版中,给出了针对离线编辑的解决方案. 该离线编辑全面发挥了她的版本管理技术优势,将取出的空间对象置于独立的特定版本 中,并在客户端对取出的数据完成离线编辑修改之后,在放回时自动对版本的一致性进行检 查,以确保不同的"取出"动作在随后的操作中不会造成数据的不一致. 不仅如此,这种新的解决方案还可以延伸到对空间数据库同步的处理.可以避免通常基于 数据库的同步操作给网络通讯带来的巨大压力,也不需要完成数据修改和编辑的终端一定要 与空间数据库服务器端处于联机状态,从而轻松实现多数据库之间的同步.九, 移动 GIS ArcPad随着 GPS,轻巧的移动计算设备与软件如 ArcPad 的整合,人们将越来越多地看到用于 野外测量和更新的数据采集和编辑应用.特别是这些移动设备多为无线设备,因此数据采集 时可以直接和迅速的将测量信息返回在线 GIS 数据库进行更新.随着移动客户端技术的高速 发展,我们应将这些设备看作是整个系统的一部分,形成以数据管理服务器为核心,通过野 外设备完成数据管理事务的体系结构. 因此, ArcGIS 8.3 在 ArcGIS 桌面端新增了一组工具可 以为 ArcPad 6.0 或更高版本提供数据.当连接或浏览空间数据库时,这些工具可以将选中要 素类转换到 shapefiles,然后可以在 ArcPad 中进行编辑.通过将修改后的 shapefile 重新检 入空间数据库,父空间数据库的信息被更新.十, 系统的安全性系统的安全性应具有三个方面的意义:一是系统自身的坚固性,即系统应具备对不同类 型和规模的数据和使用对象都不能崩溃的特质,以及灵活而强有力的恢复机制;二是系统应 具备完善的权限控制机制以保障系统不被有意或无意地破坏;三是系统应具备在并发响应和 交互操作的环境下保障数据安全和一致性.ArcGIS 集 ESRI 三十年 GIS 研究,开发和应用经 验之大成, 其系统稳定性可以说是千锤百炼; ArcGIS 系列中用于空间数据管理引擎的 ArcSDE 提供了独特的空间数据版本管理功能,在保证工作效率的前提下,很好地解决了空间数据的 并发操作和数据一致性问题.-4ESRI 中国(北京)有限公司

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ArcGIS—构建燃气/煤气/水企业 GIS 应用的优秀解决方案三一,支持平台ArcGIS 技术特点ESRI 产品能在多种软硬件平台上运行, Windows NT, 如 SUN-Solaris, HP-UX, SGI-IRX, IBM-AIX,COMP AQ-Tru64 等,是跨平台的地理信息系统软件;二,支持的数据库ESRI 软件: ESRI 产品支持多种大型商用数据库, Oracle, 如: SQL Server, DB2, Informix 等,通过内嵌的驱动程序访问存储在数据库中属性数据,效率高; ArcSDE(空间数据库引 擎)将图形和属性都存入 RDBMS 中,适用于超大数据量和并发用户很多时的快速应用. ArcSDE 是专为 GIS 应用开发的地理数据库服务器,而 Oracle Spatial 是对数据库存储空 间数据的一个补充.两者的产品定位不同,具体区别如下: 数据存储的形式不同:Oracle Spatial 存储的是简单的空间要素,ArcSDE 存储的是 空间对象,引入了面向对象的数据模型 Geodatabase,在存放空间几何特征的同时,又增加 了对数据对象及对象之间的关系,操作规则的描述,因而,用户面对的数据不再是抽象的点, 线,面,而是实际应用中的熟悉的对象:管道,阀门,水表等. ArcSDE 具有长事务处理和版本管理功能:通常 DBMS 中采用"锁定-修改-释放" 的策略以实现其对多用户并发操作数据库的控制.但这种策略不很适合用于处理地理数据的 DBMS.对地理数据的编辑工作,可以几分钟做完,也可能要拖上几个月.这种情形即是所谓 "长事务处理" .ArcSDE 对长事务处理提供了底层的支持.当 ArcSDE 服务器的一个实例 (instance)第一次启动时,就建立了数据库缺省的状态和版本.用户可在此基础上建立公共 的或私有的数据版本.用户各自在自己的数据版本上工作,因而无须对多个用户同时访问的 数据对象进行锁定.每个用户都是在直接对数据库进行操作(编辑,修改) ,但是 ArcSDE 为 其建立了记录所有修改"痕迹"的增量记录,即版本.用户在这个数据版本进行编辑修改时, 并不用关心其他用户是不是也在对同一数据进行操作.只有当用户完成了他的(长)事务处 理工作时,系统才将其当时的数据版本"合并"到原来的数据版本中去, "冲突"也是在此时 再加以处理.系统为用户提供了解决冲突的三种选择:维持原状,否决自己的修改或否决别 人的修改. 空间索引的建立:Oracle Spatial 提供的是一个通用的数据存储平台,所建立的空间 索引是基于简单要素的索引.ArcSDE 是专用地理信息数据库引擎,是面向对象的,建立的空 间索引是适合 GIS 应用的. 因为 ArcSDE 采用的是 Client/Server 体系结构, 有专用的客户端, 如 ArcInfo,ArcEditor,ArcView,ArcExplorer,ArcIMS View er 等.ArcSDE 提供了应用程 序接口(API) ,开发人员可将空间数据检索和分析功能集成到他们客户端的应用工程中去.ESRI 中国(北京)有限公司-5-

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ArcGIS—构建燃气/煤气/水企业 GIS 应用的优秀解决方案三,体系结构ESRI 产品系列包括: 服务器端软件:ArcSDE 客户端软件:ArcInfo,ArcEditor,ArcView 8,MapObjects WEB 发布产品:ArcIMS ArcInfo 是美国 ESRI 公司 ArcGIS 软件家族的一员,ArcGIS 软件采用的是全面的,可伸 缩集成的体系结构,可提供多层次的产品解决方案.这样用户可以根据综合考虑需求,资金, 技术等因素,根据不同应用阶段和层次的需求,配置多层次的产品方案.服务器端可以配置 ArcSDE/ArcIMS,客户端可以选用 ArcView,ArcInfo,ArcExplorer,ArcIMS Viewer,由于 ArcGIS 系列产品具备相同的核心技术,构建的系统从整体上具有极大的延展性和灵活性. 在ArcInfo引入了基于工业标准的组件对象模型 (COM)它允许将组件插入其他支持COM , 的应用中.由于 ArcInfo 采用的完全符合工业标准的 COM 技术,对于需要对 ArcInfo 进行结 构定制和功能扩展的高级开发人员来说, 提供了极大的方便. 任何 COM 兼容的编程语言, 如: Vis ual C++,Delphi 或 Visual Basic 都能用来定制和扩展 ArcInfo.另外,ArcInfo 还提供了工 业标准的 Microsoft Visual Basic for Application(VBA),用于所有的脚本编程和定制工作.四,长事务处理和版本管理ArcInfo 支持空间数据的长事务处理和版本管理, 主要解决多用户并发编辑时的冲突问题.五,分析功能ArcInfo 核心模块提供强大的分析功能,包括网络分析,拓扑分析,叠加分析等.ArcInfo 软件除支持各种数据的输入,输出,编辑,专题图制作,地图分层叠加显示,多种方式查询 统计等 GIS 软件均可以完成的基本功能外,还提供了大量专业 GIS 分析功能,例如:故障分 析,爆管分析,垂距分析,自动追踪等网络分析等.六,扩展模块ESRI 软件:除了核心模块提供强大的分析功能以外, 还通过 Spatial,3D,GeoStatistical 等扩展模块提供强大的专业分析功能,例如三维分析,空间分析,影像分析,统计分析等;七,制图和图形编辑功能ESRI 软件产品具有强大的图形编辑功能和高级的制图编排工具 在 ArcInfo,ArcEditor,ArcView 8 中内置了图形编辑功能极强的编辑器,用于对各种空 间数据进行编辑处理,其编辑器功能强大,直观,方便快捷,类似于 CAD,在制图输出时, 提供一个非常直观,艺术化模板模式,可以直接插入图例,指北针,标题,表格,比例尺等-6ESRI 中国(北京)有限公司

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ArcGIS—构建燃气/煤气/水企业 GIS 应用的优秀解决方案元素,并可以直接通过鼠标拖动的方式定义其位置以及形状等.八,数据模型ESRI 软件:面向对象的空间数据模型 ArcInfo 除采用传统的 GIS 点线面数据模型外, 在此基础上定义了一系列先进的数据模型, 建立了拓扑关系, 同时定义了一些高级空间特征: (Region) 事件 区域 , (Event) 路径 , (Route) 等, ArcInfo 丰富灵活的拓扑数据模型为其进行各种复杂的分析提供了数据基础. ArcInfo 除支 持传统的点线面简单要素模型外(该模型为大多数的 GIS 系统采用) ,ESRI 引入了一种全新 的面向对象的空间数据模型(GeoDatabase) .可以利用这个模型来定义和操作不同用户或应 用的具体的模型(如:燃气\煤气模型,水模型,通信模型,电力模型,和其他数据模型) .通 过定义和实现这些地理数据模型,为创建和操作不同用户的数据提供了一个功能完备的平台. ESRI 产品允许用户使用可视化计算机辅助软件工程 CASE 工具和标准的可视化建模语言 UML 来方便地创建和定制数据模型. ESRI 还提供免费下载的专门针对燃气/煤气/水行业的数据模型.九,开发工具ESRI 产品系列采用了一系列标准技术,在 ArcInfo,ArcEditor,ArcView 8.1 中内置了工 业标准的 Microsoft Vis ual Basic for Application(VBA),可以不脱离 GIS 软件的运行环境直接 对其进行客户化定制和功能扩展开发.其 COM 结构使得二次开发工具的多样性,支持包括 VB,VC,Delphi,PB 等众多支持 COM 的开发语言.十,融合 IT 主流技术ArcInfo 系列产品融合了现有的诸多主流技术, 允许用户使用 CASE工具来设计基于 COM 的应用;使用标准的可视化建模语言 UML 来定制数据模型;支持工业标准的大型数据库;通 过 TCP/IP,HTTP 协议,运用标准的 XML,SQL,实现基于网络的通讯.十一,Internet Web 技术ESRI 软件可以跨平台,可运行于 NT 和 UNIX 环境,可以网上传矢量和 CGI 方式,可以 采用 Activ eX 和 JAVA 技术开发;支持多种大型商用数据库,如:Oracle, ,DB2,Informix 等;支持多种 Web 服务器, 包括 Microsoft Internet Information Server,Netscape Enterpris e Server 和 Java Server.除了 Java Server,ArcIMS 还可以运行在其他支持 servlets 的 web 服务器(如:Apache 和 O'Reilly)上.可以将本地或网络上的数据与远端的 ArcIMS 站点上 发布的数据集成在同一浏览器的窗口中.内置安全机制,可以构建限定特定用户访问的站点. 在多地图服务器的情况下,支持负载均衡,合理分配客户请求,提高系统响应速度.由于支 持发布矢量图,用户可以在客户端无需向服务器发请求,就可以完成诸如:放大,缩小等多 种方式的地图显示,空间选取,矢量地图编辑及动态标注等功能. 所有的 ArcGIS 桌面客户端 (ArcInfo, ArcEditor, ArcView, ArcExplorer, ArcIMS Viewer) 都可从 ArcIMS 服务器在 WEB 上动态地访问栅格和矢量数据.一旦这些新的图层被从网络上 取过来,它们可以象所有其它图层一样使用,即可被符号标注,制图,编辑和分析,也可被 存成本地文件格式备用.ESRI 中国(北京)有限公司-7-

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ArcGIS—构建燃气/煤气/水企业 GIS 应用的优秀解决方案四,ArcGIS 强大的市场竞争力作为世界 GIS 的拓荒者和当今 GIS 技术的领导者,ESRI 在 GIS 领域已有三十三年的历 史, 专门从事 GIS 软件的研究与应用开发.其软件 ArcGIS 系列始终保持着全球第一的市场占 有率.其产品专业 GIS 软件包,包含从低端到高端一系列产品,主要面向企业和部门级的用 户,悠久的历史和强大的产品家族使得其在 GIS 领域具有举足轻重的地位,许多先进的设计 思想和概念被其它产品借鉴和采纳.一,产品历史ESRI 是全世界最大的 GIS 软件厂商,成立于 1969 年,其代表产品 ArcInfo 至今有三十 多年的历史,在全世界一百八十多个国家和地区拥有一百多万用户.二,世界销量排名据该美国 Daratech Inc.公司 2002 年 10 月公布的最新市场调查数据表明,2001 年全球 GIS 软件市场中,ESRI 公司仍以绝对的优势独占鳌头.Other 14% Tekla 3% Logica 3% SICAD 5% IBM 5% Leica 6% MapInfo 6% GE 7% Intergraph 13% Autodesk 7% ESRI 35%数据来源:D a r a t e c h , I n c , C a m b r i d g e , M a s s a c h u s e t t s 数据产生日期:2 0 0 2 年1 0 月 数据提供方的联系方式: 地址:2 5 5 B e n t S treet Cambridge, Massachustetts, 02141-2001,USA 电话:(+ 1 )6 1 7 . 3 5 4 2 3 3 9 传真:(+ 1 )6 1 7 . 3 5 4 2 3 3 9 Email: daratech@http://www.77cn.com.cn http://www.77cn.com.cn ESRI 公司始终保持着 GIS 软件总销量的全球第一,每年新科研投入人力共 2300 多人, 保持着强劲的技术优势和发展势头,在地理信息系统技术领域继续领跑.-8-ESRI 中国(北京)有限公司

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ArcGIS—构建燃气/煤气/水企业 GIS 应用的优秀解决方案三,权威机构使用情况ESRI 软件在国内用户有邮电部,电力部,建设部,国土资源部,林业部,铁道部,交通 部,石油部,国家计委,国家测绘局,国家环保局,中科院地理所,中科院计算所,中科院 遥感所,国家信息中心,上海市政府,浦东新区政府,上海市委办公厅,江苏省省政府等. 在国外,美国 NIMA(国家影像地图局)选用了超过 1000 套 ArcInfo 软件;ESRI 产品在 美国 NEP A(国家环保局) ,HUB(房屋规划管理局) ,NOAA(美国海洋与大气管理局) ,FAA (美国航空管理局)是唯一的 GIS 标准,美国国家测绘局选用 1000 套 ArcInfo. 目前,ArcGIS 软件由于其技术的领先性,构建系统的稳定性和高可靠性,在国内的各部 委和大型企事业单位得以广泛应用, 而一些部门和单位已将 ArcGIS 作为地理信息系统的标准 平台.例如,国家环保局将 ESRI 的 ArcGIS 软件作为全国环保 GIS 系统的唯一标准,是众多 软硬件产品中唯一一家不需要招标而直接指定采用的产品.国土资源部在进行土地调查,国 家测绘局在进行全国测绘基础数据生产的过程中,都采用了 ArcGIS 软件,并将其软件格式作 为数据生产的规范与标准.江苏省电力公司,四川省电力公司,黑龙江省电力公司,天津电 力公司将 ArcGIS 软件作为全省(市)电力企业信息系统建设中唯一的 GIS 软件进行推广.四,GIS 地形图标准化ArcInfo 是企业部门级的 GIS 软件,在国内有众多支撑大型 GIS 系统和项目的例子,如国 家测绘局的 1:25 万,1:100 万全国数字化地图库,国土资源部 1:50 万全国土地利用现状库, 北京测绘院 1:500 北京地下管线数据,上海市政,深圳国土局等都是用 ArcInfo 实施和管理的 大型 GIS 项目.这些单位提供的数据都是 ArcInfo 格式的数据. 18 个省市级测绘局采用 ArcInfo 为标准生产本地区数字化地形图,用户可方便地获取和 更新基础地形图.五,国内外燃气/ 煤气/水领域用户ESRI 软件在全世界有一百多万个大用户单位,在国内有 1800 多个用户单位,ArcInfo 装 机数超过 10000 套.在燃气/煤气/水行业,ESRI 拥有众多国内外用户.沈阳煤气公司上海燃气浦东销售公司天津燃气集团公司 郑州燃气公司 沈阳自来水总公司 唐山市自来水公司 邯郸市自来水公司 武汉市水务局 长沙自来水公司 石家庄污水处理有限公司 唐山市城市污水处理有限公司 邯郸市市政污水处理有限责任公司 上海排水 华东管道设计研究院 东方热电燃气集团有限公司燃气分公司(石家庄) 欧盟水资源管理子项目 上海市政工程管理局 上海市长宁区市政工程管理所 武汉市市政建设管理局 天津测绘院 广州城市规划自动化中心 四川省国家测绘局地下管线勘测工程院ESRI 中国(北京)有限公司 -9-

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ArcGIS—构建燃气/煤气/水企业 GIS 应用的优秀解决方案五,燃气/煤气/水管理地理信息系统配置建议(文中提到的 GIS 平台软件价格仅为参考价格) ★ 配置方案一:(ArcVIEW8,基于文件系统,GIS 软件造价约一万多元人民币)ArcView 8.1 应用系统★ 配置方案二: (企业级 GIS 应用(ArcEditor+MapObjects+ArcSDE,基于商用数据库 系统,GIS 平台软件造价约三十五万元人民币,可支持 50 个用户)MapObjects 应用系统UNIX 服务器 ArcEditor 应用系统RDBMS ArcSDE应用客户端服务器端- 10 -ESRI 中国(北京)有限公司

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ArcGIS—构建燃气/煤气/水企业 GIS 应用的优秀解决方案★ 配置方案三:WEB GIS 应用 (ArcInfo+MapObjects+ArcSDE+ArcIMS,基于商用数据库系统,有 WEB GIS 应用,软件造价约五十五万元人民币,可支持 50 个用户和无限量浏览器 端用户.)可以是一台机器WEB 服务器应用服务器T CP/IP 协议ArcIMS 应用系统 Internett 服务器 网络浏览器 NetScape,IE ArcInfo 应用系统MapObjects 应用系统RDBMS ArcSDE网络客户端应用客户端┇ ┇ESRI 中国(北京)有限公司服务器端- 11 -

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ArcGIS—构建燃气/煤气/水企业 GIS 应用的优秀解决方案★配置方案一说明: 1,该方案主要针对小型 GIS 应用.对于数据量不是很大,且对数据的并发编辑没有特殊 要求的系统,可以采用基于文件或个人数据库的方式存储数据. 2,该方案的优势是系统造价低,且能满足数据编辑,分析等功能.其应用界面,开发环 境,底层 COM 对象库等与高端的 ArcInfo 8 完全一致,可用内置的 VBA 或 VB, VC++等开发 平台对其进行二次开发,为系统投资的共享及系统升级和移植提供了有力的保障. 3,ArcView 8 是 ESRI 的新一代桌面 GIS 产品.ArcView 8 同 ArcInfo 8,ArcSDE 8 具备 相同的核心技术,采用基于 COM 的体系结构,可以直接使用 ArcInfo 和 ArcSDE 所管理和生 成的空间数据.ArcView 8 提供了与 ArcView 3.2 相同的基本功能,同时又有显著的改进,如 新的 ArcCatalog 数据浏览和管理的应用,动态投影, 内置 VBA 用于客户化开发, 一系列新的 编辑工具,支持注记等. 4,该方案能够实现地图分析,如:提供生成缓冲区,裁减,融合,合并,空间连接和生 成报表的工具等.实现设施网络分析,ArcGIS 包括一系列用于网络分析的工具和创建包含复 杂行为的定制网络的对象.一些网络分析的功能包括: 上游追踪,下游追踪,查找共同的源,查找连通的网络要素,查找网络中的回路,查找不 连通的网络要素,查找路径,查找上游路径,查找上游的累积等. ★配置方案二说明: 1,该方案针企业级 GIS 应用.ArcSDE 同时支持 UNIX 和 NT 服务器,服务器是整个系 统的核心,从系统的稳定性和可靠性考虑,建议采用 UNIX 服务器. 2,该配置的优势是支持海量数据管理,支持多用户高效并发访问,有效地解决企业地理 数据库中的版本冲突等问题,数据存储更加安全有效. 3,能满足数据编辑,高级空间分析等功能.如:由于管线设施,管道管理部门要大量用 到如爆管分析,最佳关阀方案分析等 GIS 的网络分析功能. 4,该方案采用的是 C/S 方式, ArcEditor 和 MapObjects 都是作为 ArcSDE 的客户端, 实 现全局数据共享. 5,该系统具有很好的可扩展性,可以增加客户端的应用,还可以通过 IMS 将所有的这些 应用发布到 WEB 上,形成三层体系结构,为网上信息查询提供便捷的技术手段. ★配置方案三说明: 1,WEB GIS 方案.它允许您集中建立大范围的 GIS 地图,数据和应用,并将这些结果 提供给给您组织内部的或 Internet 上的广大用户.在最大程度和范围内实现数据共享. 2,该方案具有客户端免维护,无限分发的优势, 3,此外利用 ArcIMS 建立 WEB 应用,具备独到的技术优势.如:从多个数据源集成数 据.用户可以从多个 ArcIMS 站点上合并数据.用户也可以把本地数据和 ArcIMS 的层进行集- 12 ESRI 中国(北京)有限公司

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ArcGIS—构建燃气/煤气/水企业 GIS 应用的优秀解决方案成;支持矢量数据和栅格数据的发布;包括了免费的 HTML 和 Java 浏览工具,同时也支持其 他的客户端,比如:ArcGIS Desktop,ArcPad,和无线设备.ArcGIS 系列产品由于采用了工业标准的,开放的,统一的对象组件库(ArcObjects) 作为其公共的技术基础, 使得从其低端平台产品 (如: ArcView 8) 到高端产品 (如: ArcInfo 8)的过渡和升级可保证数据和应用功能(程序)无须改动和转换而平滑地进行.从为小用 户设计的小型应用,到多用户的大型系统,ESRI 的软件解决方案随着你的需求而增长.从 而充分保护用户和开发商的前期投资和工作,保证系统的分步实施不会因为平台的提升和 系统规模及功能需求的扩展而陷入进退两难的境地,使系统"统筹规划,逐步实施"得以 顺利进行.系统功能描述1,图形数据和属性数据的管理 图库管理:图幅的分幅录入,图幅合并,图幅接边,剪裁.属性信息的转入,表结构管理 管线信息输入:管线图形信息的键盘,鼠标输入,批文件转入 2,查询功能 快速查询,组合查询,SQL 查询,空间查询,查询结果的闪烁显示,详细属性的浏 览,动态报表打印输出. 3,统计功能 按多种查询方式进行系统查询,对查询结果进行统计,报表输出 4,动态报表功能 属性库中的表和查询结果均可以直接生成报表,或按需求由用户进行自定义报表. 5,管线分析ESRI 中国(北京)有限公司- 13 -

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ArcGIS—构建燃气/煤气/水企业 GIS 应用的优秀解决方案爆管分析, 垂距分析, 横剖面分析,纵剖面分析, 纵投影分析,开关测试,流向显示, 连通性分析,管线净值分析 6,管线输出:标准图幅输出,报表输出,剖面图输出 7,管线设计:根据国家规范和相关标准,定义数据规则,限定管线的布设界限,保证管 线布设的合理性.并提供丰富,方便,专业化的管线编辑工具. 8,拴点管理:拴点上图,专题图,拴点卡的输出 9,系统数据转换:MIF 数据转入,据转出到 MapInfo,DXF 的转入,DXF 的转出 10,远程调图:按范围调图,按道路缓冲区调图,按图幅调图 11,安全管理:用户管理,用户权限管理,对象权限管理 12,系统授权管理:系统模块授权,系统注册码管理 供气/水管网数据管理 供气/水管网数据管理包括空间数据的管理,专业属性数据的管理,查询统计,显示打印 等功能. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 空间数据的管理 属性数据的管理 查询统计 地图浏览功能 创建专题地图功能 打印功能 制图功能 系统数据转换管网分析功能: 1. 垂距分析:分析管线相交处的埋深,净距情况. 2. 剖面分析: 通过鼠标画任意剖面线, 形成管线横剖面图, 了解管线在地下的埋深情况. 3. 剖面分析:通过选取多条管线,形成管线纵剖面图,了解管线在地下的坡度情况. 4. 投影分析:通过纵投影,了解相邻多条管线在地下的埋深对照情况. 5. 连通分析:在管线上指定某处,分析与其相通的管线,并变色特显. 6. 预警分析:根据管线或其附件的服务年限,预警超过服务年限的管线或管线附件. 管网运行管理 1. 管网运行的模拟计算分析: 在管网图文数据的基础上应用管网平差原理模拟管网运行 状态及水力分析,动态显示任意管段的流向及相关属性数据. 2. 管网运行输配管网的负荷分析:按给定的经济流速或流量的上, 下限范围,确定输配- 14 -ESRI 中国(北京)有限公司

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ArcGIS—构建燃气/煤气/水企业 GIS 应用的优秀解决方案水管网在运行中是否超负荷或低负荷运行.为管网改造,管网规划以及管网调度运行提供科 学,可靠的依据. 3. 管网运行的等水压线绘制与分析: 根据管网分析结果及测流测压数据绘制管网的等水 压线平面图,再以地形图为背景,用不同的颜色区分出高,中,低压区的分布范围,并可计 算出面积,为管网改造和规划提供依据. 管网紧急事故处理 在事故发生时,系统能自动地分析出应该关闭的阀门,提供相关阀门,燃气/煤气/水,用 户信息,并提出关阀方案.首先,系统要分析阀门的开闭状况,检查哪些阀门是可以正常开 关的,哪些阀门是异常的,已经不能进行正常的开闭了;哪些阀门已经处于关闭状态; 系统考虑单水源和多水源的情况,对不同的情况有不同的处理过程和结果.对于爆管分析 结果,系统将在地图上自动把所有需关闭的阀门作以特殊颜色标记,例如:阀门颜色变红, 表明是需关闭的;不变色的,表明是不需关闭的;变绿色的,表明阀门已废或者设备状况不 正常. 管网的规划 在现有城市地形图管网图的基础上,结合城市近期及中远期发展规划,在给定水源,水量 及供水方向的前提下,进行管网布线,确定多种方案设计,经过技术,经济比较,择优选择 最佳方案.结合管网分析,提出更新改造规划,并可进行改造前后管网压力,流量,流速等 变化的对比情况. 断面分析是道路与管线工程规划设计和管理的基础,也是工程咨询的必要信息.此组功能 根据管网的标高,可以绘制管网横,纵断面图,让用户对管网的空间分布情况一目了然,便 于施工,辅助领导决策.ESRI 中国(北京)有限公司- 15 -

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ArcGIS—构建燃气/煤气/水企业 GIS 应用的优秀解决方案六国内燃气/煤气/水管理应用案例沈阳市煤气管网地理信息系统的建立沈阳燃气股份有限公司 王宏伟 高怡臣 崔宏 沈阳金建数字城市软件有限公司 尚剑红 高铁军摘要:本文介绍了沈阳市煤气总公司网络版地理信息系统的建立方案及其建立过程.详 细描述了系统的组成,环境要求,运行模式,基本功能和运行情况. 关键词:沈阳市;煤气管网;地理信息系统;地理数据库;网络版Construction of the Shenyang Gas Pipe GIS Shenyang General Gas Company Hongw ei Wang Shenyang Jinjian Digital City Softw are Co., Ltd. Tiejun Gao Shenyang Jinjian Digital City Softw are Co., Ltd. Jianhong Shang Abstract: The article tells about the scheme and process of the Shenyang Gas Pipe GIS w hich is netw ork version. It detailedly describes the consistence,env-ironmen tal demand,running mode,basic functions and instance of the system. Keyw ords: Shenyang, Gas pipeline,GIS,Geodatabase,Nerw ork version一,前言沈阳市现有管线 2000 多公里, 覆盖 7 个行政区, 共有抽水缸 6000 多个,阀门 200 多个, 调压站 168 个.沈阳市煤气历史悠久,始建于 1923 年,是国内最早使用和生产煤气的城市之 一.为了加强沈阳市煤气地下设施的科学管理,实现管网设计,管网运行,管网维修,管网 分析, 管网决策的自动化和科学化. 沈阳市煤气总公司于 2000 年 6 月初, 在市建委的支持下, 投入巨资建立沈阳市煤气管网地理信息系统.由沈阳金建数字城市软件有限公司承担系统的 开发与实施.到 2002 年 6 月系统完成了单机版的开发和网络版的开发,完成了煤气总公司大 楼的综合布线以及远程终端的安装与调试,系统经过一年的试运行,各项的指标均达到设计 要求,彻底改变了煤气总公司管网工作的落后状况,给煤气总公司带来了良好的经济效益和 社会效益,该系统得到了煤气总公司领导及科技人员的充分肯定.二,系统建立方案及过程2000 年 6 月,沈阳金建数字城市软件有限公司(简称金建公司)开始筹建沈阳市煤气总 公司地理信息系统的总体构架.为此金建公司和用户分别成立了课题组,针对煤气公司管网- 16 -ESRI 中国(北京)有限公司

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ArcGIS—构建燃气/煤气/水企业 GIS 应用的优秀解决方案设施数据均以纸质图纸和卡片形式存储的实际情况,确定系统建设分两期完成.一期主要完 成管网地理数据库的建立及管网维护,更新,分析系统的建立(同时也是二期维护客户端子 系统) .二期主要完成中央机房的建立及办公大楼内局域网的改造,同时建立查询客户端子系 统,安全管理子系统,三维显示子系统和维修公司的远程查询客户端子系统,形成覆盖整个 煤气公司主要科室的管网应用网络信息系统.系统建立主要经历以下关键步骤: 1, 制定系统总体方案:系统采用 C/S 结构,各个子系统使用 UML 语言和 Visio 建模工 具,进行系统的方案设计. 2, 确定地理信息系统开发平台:针对管网管理的特点,选用具有网络拓扑功能,业界 公认的优秀地理信息系统平台--——ArcInfo8. 3, 制定管网数据库建立方案:管网的图形数据通过 1:500 管网图的扫描矢量化方法获 得,属性数据通过开发基于网络数据库(SQLServer)的录入系统完成,图形和属性数据通过 关键字进行挂接. 4, 制定数据质量保证质量控制规范:研究管网的业务模型,确定管网数据的数据规则, 编制数据质量检查程序,确定错误报告的格式. 5, 管网地理数据库的建立:将满足质量要求的管网数据转入到管网地理数据库 (Geodatabase)中,同时在 Geodatabase 中建立数据规则. 6, 管网维护,更新,分析系统的建立:在 ArcInfo8,ArcEditor8 地理信息系统平台上开 发单机版的应用系统,同时它也是网络版的维护终端. 7, 管网地理数据库的动态更新: 煤气公司采用管网数据集中更新方式. 应用在ArcInfo8, ArcEditor8 上开发的维护系统,对管网地理数据库进行动态更新,保证管网数据的现势性. 8, 中央机房的建立和局域网改造:建立中央机房,购买管网数据库专用服务器,对现 有局域网进行改造,确保管网相关每个处室具有 4 个点,百兆到桌面. 9, 查询客户端子系统的开发:在 ArcView8 桌面地理信息系统平台上,开发高级查询客 户端应用系统. 10, 远程查询客户端子系统的开发. 在 MapObjects2.1 下, : 为与中央机房相距 10km 的维修公司开发查询客户端应用系统. 11, 安全管理子系统的开发:通过用户权限,对象权限和系统授权的管理,确保数 据和系统的安全使用. 12, 三维显示子系统的开发:在 ArcScene8 下,完成三维管网系统的开发.三维系 统可以进行放大,缩小,平移,旋转,翻转,管网属性访问,飞行. 13, 系统集成及总体测试: 14, 系统移交与试运行:移交整套系统及与系统有关的调研,分析,设计,测试报 告,同时提交用户手册和相关文档 15, 系统验收:根据市科委和用户的要求,准备验收资料.三,系统环境1,单机版 硬件:微机 PШ 600MHz 内存 128M 以上 软件:操作平台:Window s NT 4.0 Workstation 地理信息系统平台:ArcInfo8 数据库管理系统:Access2000ESRI 中国(北京)有限公司 - 17 -

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