1.当前管线信息系统的现状
城市地下各类管线是一个城市重要的基础设施，担负着信息传输、能源输送等工作，也是城市赖以生存和发展的物质基础。但由于多方面的原因，我国现有地下各类专业管线的资料残缺不全，且有关资料精度不高或与现状不符，造成在建设施工中时常发生挖断或挖坏地下管线，造成停气、停水、停暖、通信中断、污水四溢等严重事故。另一方面，我国现有的地下专业管线的资料都以图纸、图表等形式记录保存，采用人工方式管理，效率低下。随着时代和科学技术的发展，城市的现代化步伐日趋加快，城市建设、管理、发展的矛盾日益突出。采用高新技术和方法来高效管理地下各类专业管线，满足决策、管理部门和施工单位的需要已成为当务之急。
这种背景下，各种二维的综合管线信息系统应运而生。这些系统的开发充分利用现今蓬勃发展的地理信息系统技术，实现各类专业管线、管孔、井盖等的信息输入、管理、查询、横纵剖面及各类专题图的绘制、地形和各专业管线的1∶500、1∶1000图幅和自定义图幅输出等功能，满足了地下各类管线的规划、探测、维护、施工和管理的需要，为规划、设计、施工等部门提供准确可靠的地下管线的分布、走向、埋深等状态信息及各专业属性信息，并为将来系统的进一步扩充和发展奠定基础。
目前，各种管线信息系统正朝三维方向发展。ImaGIS的三维管线系统就是在二维管线系统的基础上开发的，它不仅可以管理二维的管线信息，而且能够将二维的管线三维可视化，提供更为直观的三维分析工具，它不是对二维系统的否定，而是将二维系统提升到新的高度。更值得一提的是，ImaGIS能将城市的地上建筑与地下管线进行统一管理，使得管线与建筑融为一体，不再孤立，更为直观合理。
2.城市地下三维管线的设计原则与方法
城市地下综合管线信息系统作为ImaGIS的一个子系统，在设计时我们遵循如下原则：
（1）全局性。我们将管线与地面建筑进行一体化管理，克服一般孤立的三维管线系统的弊病。
（2）通用性。数据预处理作为一个独立的模块，数据的分层和属性的定义遵循建设部和国家科委各项相应的规范，使软件系统具有通用性。
（3）现势性。系统投入运行以后，要及时把管网的改造和新建的信息输入计算机，以实现GIS系统数据的动态更新，这需要相应管理机制和措施相配套。保持数据的现势性，这一点非常重要，这样系统才有生命力。考虑数据不断增长和更新，系统要有好的数据更新和备份机制。
（4）可操作性。系统的操作使用要尽量简单，用户界面友好，采用：①直观自然的操作；②符合公认标准的快捷键；③整洁美观的屏幕；④风格一致的屏幕设计；⑤较高的容错性；⑥完整的容错性；⑦用户拥有控制权；⑧预测用户行为并对用户进行指导。
（5）可扩展性。在系统结构设计时，要考虑系统的可扩展性，以满足系统进一步的发展和建立城市地理信息系统的需要。
3.城市地下三维管线的数据收集和生产
城市地下管线信息系统以城市的道路为载体，以地下的各类管线（热力、自来水、雨水、污水、煤气管线）为重点管理对象。数据是本系统的核心，数据的状况对系统目标的影响很大。目前，各个城市建设局根据现有数据的状况对地下的各类管线进行了全面地普查探测。地形数据由测绘部门提供，基本图幅比例尺为1∶1000。我们可以利用此数据。当然，每个城市的情况不一样，有些城市已经有了管线信息系统，我们可以在它们的基础上快速地将其三维化，进而将地下三维管线与地上三维建筑实体进行统一管理。
为了便于管理和应用开发，整个管线信息将按不同类型的管线数据分层、分块。具体按如下方式进行组织：即“纵向分层、横向分块”，纵向分层指按数据的性质分类，性质相同或相近的归并到一起，形成一个数据层。横向分块指按数据空间分布将数据划分为规则的或不规则的块。
数据分层还需考虑如下的原则：
（1）分层时要考虑数据更新的问题，因为更新一般以层为单位进行处理，所以应考虑将变更频繁的数据分离出来。
（2）分层时要考虑数据量的大小，各层数据的数据量最好比较均衡。
（3）要尽量减少冗余数据。
（4）层管理机制和类型管理机制应该是开放的，用户能动态增删层位和类型。(www.xing528.com)
对于管线信息系统，数据在横向上按地形图的分幅单位处理即可。地形和管线的属性数据描述按国家建设部和中国城市规划设计院有关规范确定。
4.基于ImaGIS的城市三维地下管线信息系统
系统功能主要包括以下几个方面：
（1）数据管理。系统采用图形分层技术，对城市地理信息进行分层、分类型组织，主要以道路为载体，将给水、污水、雨水、热力、煤气、路灯、园林等城建信息作为图层。
（2）运用数据库技术对各层相关信息数据进行管理。采用符合标准规范的点、线、区域、颜色、地图符号直观形象地表达和显示管线的类型，能生成并管理和显示用户需要的各种分层分布图，如图4-26所示。
（3）剖面分析自动生成任意方向上剖面的管线纵横剖面图、三维管线图，对生成的图形自动标注，指导城市工程开挖项目，如图4-27所示。
（4）双向信息查询。通过直观、灵活、方便的查询方式完成城市建设各部门数据的查询，并把查询和检索的结果以图形和文本方式进行显示。根据数据的地理坐标或空间位置，将数据库的数据与其在地图上的图形元素相对应，通过图形对数据库进行操作，或者通过数据来查找、定位相应的地理位置或图示区域。
（5）统计分析。对各专业部门的信息进行分析与统计，统计的结果可以按表格形式、专题图等方式显示。
图4-26 采用标准的规范来表达各种三维管线
图4-27 自动生成管线断面图
（6）工程项目管理。对完工的和正在进行的城市工程项目进行管理、查询和统计。城建工程项目的内容包括工程名称、工程类别、工程地理位置、施工时间和周期、施工单位、施工负责人、工程审批手续等。工程项目通过地理信息与相关数据相关联。
（7）灵活多样的三维管线创建功能，能创建变径管线、带堵头的管线等。
（8）直观的地上地下一体化显示，如图4-28所示。
图4-28 地物、地表和地下管线一体化显示
（9）多媒体功能。利用多媒体手段，将三维管线等图形配以声音、动画、照片、图表、文字、设计图纸等，多角度、多层次地再现城建地理特征，使系统产生的信息更直观、易于接受和理解。
免责声明：以上内容源自网络，版权归原作者所有，如有侵犯您的原创版权请告知，我们将尽快删除相关内容。
