时间：2023-03-08 15:31:53
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关键词：土地地理信息系统；平台；GIS
一、土地管理与GIS
土地资源是人类赖以生存的不可再生资源，是人类一切生产和生活活动的基本载体，也是人类社会可持续发展的基础，合理开发利用土地资源是土地管理工作中最根本的任务。土地管理工作面广、涉及信息量大，从调查登记到发证统计涉及到众多的作业流程，为保证土地信息的准确性和实效性，每一流程所获取的信息都应当准确无误，这是一般手工管理方式所无法胜任的。
GIS（地理信息系统）技术的出现为有效管理土地信息提供了一种很有效的手段，利用GIS建立的土地管理系统，不仅可以实现土地信息的实时更新和土地利用的动态监测，而且可以根据决策部门的要求，快速地提供多种土地利用及规划方案供领导部门选择，为土地资源调查、制图、土地统计、土地利用动态监测、土地资源分析及评价等提供必要的技术支持。
二、土地地理信息系统的GIS平台
（一）GIS平台选择的标准
GIS平台的选择对成功的建立土地地理信息系统是十分重要的。GIS平台的选择主要考虑以下三个方面的问题：
1．系统的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”。在设计和实现系统时候采取“统筹规划，分步实施”是一种上佳选择。而要做到这一点，系统所依赖的平台的“可伸缩性”则是关键，它可以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。
2．系统的集成性土地地理信息应用系统在实际的应用中需要跟其它诸如MIS等系统集成，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，无法很好地集成和融合。
3．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。
（二）土地地理信息系统的GIS平台——ArcGIS
随着计算机技术的发展与革新，GIS技术已经相当成熟，商业化GIS平台产品已成为当今发展最快的软件产业之一。从目前国内众多地理信息系统使用的GIS软件的应用情况来看，大部分单位使用国外进口软件，以ArcGIS、MapInfo较多。国内GIS软件由于面世时间短，用户较少，其性能及稳定性尚待提高。
这里我们主要调查比较了目前国内土地部门比较常用的三种GIS平台：MapInfo、AutoCADMap与ArcGIS。其详细比较结果见表1。
通过上面的比较，我们不难看出ArcGIS是目前世界上最优秀的GIS平台，基于ArcGIS平台构建系统只是投入相对较大。我们的土地地理信息应用系统是一个高起点、高标准、实用性强的信息系统，它必须具备良好的延伸性、集成性和系统安全性，具有海量数据存储与处理、高效并发访问的能力，满足无缝图文一体化管理的要求。从长远的角度来看，ArcGIS开发前期投入大的缺点完全可以忽略。因此，所有这一切都决定了选择ArcGIS平台来构建本系统是最理想的选择。
（三）ArcGIS概述
ArcGIS是ESRI（美国环境资源研究所）在全面整合了GIS与数据库、软件工程、人工智能、网络技术及其它多方面的计算机主流技术之后，成功地推出了代表GIS最高技术水平的全系列GIS平台——ArcGIS系列。ArcGIS是一个统一的地理信息系统平台，由五个重要部分组成：（1）ArcGIS桌面软件。一个一体化的高级GIS应用；（2）ArcSDE通路。一个用关系数据管理系统（RDBMS）管理空间数据库的接口；（3）ArcIMS软件。基于Internet的分布式数据和服务的GIS；（4）ArcGISEngine。一个完整的基于ArcObject嵌入式的GIS组件库；（5）ArcGISServer。一个用于构建集中管理、支持多用户企业级GIS应用。
下面是这五部分的具体内容：（1）ArcGIS桌面软件指ArcView，ArcEditor和ArcInfo。它们分享通用的结构，通用的代码基础，通用的扩展模块和统一的开发环境。从ArcView到ArcEditor到ArcInfo，功能由简到繁。所有的ArcGIS桌面软件都由一组相同的应用环境构成：ArcMap，ArcCatalog和ArcToolbox。通过这三个应用的协调工作，你可以完成任何从简单到复杂的GIS工作，包括制图，数据管理，地理分析和空间处理。还包括与Internet地图和服务的整合，地理编码，高级数据编辑，高质量的制图，动态投影，元数据管理，基于向导的界面和对近40种数据格式的直接支持；（2）ArcSDE通路指ArcGIS与关系数据库之间的GIS通道。它允许用户在多种数据库管理系统中管理地理信息，并使所有的ArcGIS应用程序都能够使用这些数据；（3）ArcIMS指一个通过中心网络门户来GIS地图、数据和元数据的有效解决方案。使用ArcIMS构建的GIS网站允许任意数量的用户通过企业局域网或Internet进行访问；（4）ArcGISServer指一个用于构建集中管理、支持多用户的企业级GIS应用的平台。ArcGISServer提供了丰富的GIS功能，例如地图、定位器和用在中央服务器应用中的软件对象；（5）ArcGISEngine指用于构建定制应用的一个完整的嵌入式GIS组件库。利用ArcGISEngine，开发者能将ArcGIS功能集成到一些应用软件，如：MicrosoftWord和MicrosoftExcel中，还可以为用户提供针对GIS解决方案的定制应用。
三、土地地理信息系统的系统结构
（一）土地地理信息系统概述
我市土地地理信息系统是我市土地规划院为推进“金土工程”建设，应管理全市的土地方面的数据的需求而开发的一个系统。它的主要目的是实现规划院管理和利用土地调查的数据，实现多种土地信息的协同管理与应用，为土地利用规划、土地复垦整理、土地规划与评价等主要业务提供帮助。
（二）土地地理信息系统的系统结构
土地地理信息系统主要包括数据管理、图档管理、土地规划、土地评价、权限管理模块。系统采取C/S架构，分为数据存储层、数据服务层和系统应用层三层。
数据存储层采用ORACLE作为数据库对2D、3D图形数据、遥感影像数据、各类关系型数据进行统一的管理。Oracle10g是Oracle公司推出的数据库管理系统，是专门为进行数据管理而设计的数据库平台，也是最为广泛使用的大型数据库平台。
四、结语
随着城市化过程的快速发展，在土地管理中越来越要求强大的空间分析与查询能力、海量数据管理能力、“图文一体化”办公能力。传统的MIS难以满足这一要求。因此，建立基于GIS平台的土地管理系统，已经逐渐被各级土地管理部门所认同。
参考文献
[1]钟耳顺，宋关福，王尔琪，吴秋华．GIS组件化与组件式GIS研究[J]．中国图象图形学，1998，（5）．
镇江市基础地理信息管理与服务系统的建设，是一项复杂而又艰巨的信息化工程。使用大型数据库管理系统Oracle来管理空间和属性数据。对于空间数据，使用ArcSDE做为中间层服务管理空间数据，实现多源数据的无缝集成。通过空间数据库管理系统将分别建立的基础地形数据库、数字影像数据库、测绘成果数据库、控制测量成果数据库、元数据库、系统维护管理数据库和其他专题数据库进行统一的管理。各种比例尺、各种类型的空间数据库的空间数据能够相互套合、相互叠加，形成集成化的空间数据库。在地形数据库中进行更新操作时，任何外部数据入库和数据库数据的修改都必须首先在工作库中进行，检查无误后才能从工作库更新到现势库，同时把更新对应的原始数据导入到历史库形成数据库数据更新历史库(如图2所示)。
2系统功能实现
1)测绘成果管理子系统测绘成果管理子系统是帮助测绘成果数据管理人员灵活、方便、快捷地管理及使用测绘成果数据，通过统一的界面操作不仅能够实现对测绘成果数据的录入、修改、删除和提取等一般操作，还可以有效地查询和统计测绘成果库的数据信息。其管理的数据内容包括DLG，DEM，DOM，DRG(4D产品)等标准图幅数据，零星图、竣工图等非标准图幅数据，以及控制点测量数据。系统主要功能为数据的入库、更新、删除、检索、浏览、提取，以及实现相关表、参数的配置。测绘成果管理系统将测绘成果数据按测绘任务和数据类型进行建库管理，并提供方便、快捷、直观的数据检索提取功能，主要包括:测绘项目管理、测绘成果管理、测绘成果检索、成果管理配置、控制测量成果管理等(如图3所示)。图3测绘成果管理子系统功能结构图Fig．3Mappingresultsmanagementsubsystemfunctionalblockdiagram2)空间数据管理子系统空间数据管理系统基于流行的GIS平台(ArcGIS)开发，是提供GIS数据浏览、数据检索、元数据检索、数据分析、制图打印、DEM数据浏览等功能的数据管理平台(如图4所示)。图4空间数据管理子系统功能结构图Fig．4Spatialdatamanagementsubsystemfunctionalblockdiagram空间数据管理系统是整个系统中最核心的部分。它以空间数据库为核心，实现数据质量检查、数据转换、数据入库、数据整合、数据更新、数据浏览(包括历史数据)、数据库管理等系列数据管理功能;对发生在诸如接收来自生产体系的数据源，向用户服务平台、产品开发平台提供成果数据，在数据库管理等事件过程中的所有数据流转和数据处理的操作进行统一管理;为前端用户服务平台的信息、数据分发、数据交换中的数据交接等环节提供数据保障和技术支持;为综合利用的产品开发平台提供数据资源，并支持对基础空间数据库进行数据挖掘和深层次开发应用;为数据生产体系提供原始数据的供应保障和成果数据的质量监理和入库管理;为不同来源、不同格式的数据提供数据转换功能。3)系统子系统数据系统通过ArcIMS构建GIS网络，提供元数据目录、目录搜索、GIS数据和元数据获取服务、地名词典服务以及网络制图服务。可以定制ArcIMS服务，从GIS库和测绘成果库中提取相应数据快照，生成ArcXML文件，与客户端进行交互，实现网络GIS的数据浏览与元数据功能(如图5所示)。4)系统配置子系统对于任何一个大型的信息系统来说，系统维护都是一个必不可少的方面，用于整个基础地理信息系统的日常维护管理，需具有特定权限的系统管理员才能登录和操作，整个系统包括用户功能权限管理、符号管理、数据树图管理、系统参数管理等。系统维护的目的是保证整个系统正常而可靠地运行，并能使系统功能不断得到改善和提高。本子系统功能结构如图6所示。
3关键技术
3．1多源、多尺度数据的集成
地理空间数据具有不同比例尺、不同数据类型等特征，本系统通过建立统一的数据交换标准来约束并规范已有的各类地理信息系统以达到空间数据共享、降低数据维护成本，以及保证数据获取、更新、建库、产品制作、分发服务以及质量控制等过程的科学性和高效率。采用对象－关系数据库(如Oracle)结合空间数据引擎技术(SDE)对空间数据进行分类组织、分级存储，形成了一个空间数据的金字塔结构，并建立多源、多尺度空间数据之间的几何关联关系，实现空间数据的无缝拼接与漫游。
3．2元数据技术
元数据库是对基础地理信息资源的描述，是镇江市基础地理信息管理与服务系统数据库之间沟通的纽带，主要负责在数据流转的各个环节中对数据进行处理、整合等操作所产生的信息进行管理。结合建库的实际需求，本系统的元数据分为“标准元数据”(或者基本元数据)和“成长元数据”(或者扩展元数据)。元数据对海量数据的管理起着至关重要的作用，它的实现为满足社会各行业用户对各类空间地理数据的需求提供了高效、可靠的手段，同时为实现网络环境下空间数据共享提供了技术支持。
3．3数据更新与历史数据管理
数据更新是一个繁杂的过程，必须有效地处理好现势数据和历史数据之间的关系，以及数据更新时的并行和冲突问题。本系统建立了完善的数据更新机制，实现了图幅级和要素级两种数据更新模式。另外，采用数据库增量模式、版本技术和数据库迁移技术来管理多个时期的历史数据，保证了基础地理信息数据库的现势性、完整性和准确性。
4结束语
[关键词] 地理信息系统；GIS；房地产地籍；产权产籍管理
doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2014 . 08. 062
[中图分类号] P208 [文献标识码] A [文章编号] 1673 - 0194（2014）08- 0104- 02
1 地理信息系统
地理信息系统是一门集合了计算机科学、管理科学、地理学、地图学等多门学科的综合性技术。它可以采集地理数据，对数据进行存储、管理、分析，模拟相关的数据图形，进而辅助必要决策的计算机系统。它主要通过系统中各种数学模型、多要素空间数据库及应用软件来实现对属性、图像的分析处理。
GIS具有以下3方面特征：
（1）能够深入处理各类地理空间信息，除了对地理空间信息进行采集，还具备精细化管理、分析和输出信息的能力。
（2）在空间分析和多要素综合分析以及动态预测方面，具有显著的优势，在处理常规属性、图像基础上，可以产生较高层次的地理信息。
（3）能够依托计算机系统，对各类繁杂的地理信息能够进行既快捷又准确的空间定位和动态分析，完成一般工作人员难以完成的工作。
2 房地产地籍、产权产籍管理
房地产地籍管理的主要内容包括对土地的调查、登记、数据统计以及地籍档案管理。
地籍、产权产籍是指房地产的所有权。它是指房地产的产权所有人在我国法律规定的范围内对其房地产行使权力，包括对其房地产的占有、使用、收益和处分的权力。在房地产信息管理中，地籍管理的基本内容包括土地权属调查和地籍测量。地籍、产权产籍的管理的内容主要包括4方面：①明确房屋所有权及其占有国有土地的使用权，办理产权登记；②掌握房屋、土地的占有及变动状况；③房地产测绘；④产籍建档。
房地产地籍、产权产籍的管理是房地产信息管理的重要内容，完善地籍、产权产籍管理，明确产权归属，建立产籍档案，对于保护产权人合法权益，规范房地产信息管理，促进城市发展建设具有重要的现实意义。
3 传统的房地产地籍、产权产籍管理系统存在的问题
对房地产地籍、产权产籍的管理主要依托于计算机管理系统。它是以通过计算机，用系统思想、信息理论等建立起来，能够为房地产地籍、产权产籍管理决策提供依据，便捷管理业务服务的信息系统。在地籍、产权产籍管理方面，具有“高效率、高质量、高收益”的强大优势，但随着房地产地籍、产权产籍管理工作内容、方式以及计算机软硬件技术的发展，传统管理系统已经不能适应房地产信息管理需要，就目前C/S模式系统、单机单用户系统、B/S模式系统这些早期地籍、产权产籍管理系统在实践中的表现而言，主要存在以下问题：
（1）应用范围狭窄。一般地籍、产权产籍管理系统仅仅能够满足简单文本信息的处理，但对于地籍、产权产籍管理中经常涉及的图形信息却是鞭长莫及，成为目前管理木桶上的一大短板。
（2）资金投入巨大。市场上的诸多软件开发商开始将目光转向基于GIS的地籍、产权产籍管理信息系统，但所研发的技术多为在ArcInfo等GIS低端工具软件的二次研发，这就增加了整个系统的资本输入，间接增加了房地产行业建立管理系统的资金投入。
（3）重要功能欠缺。房地产地籍、产权产籍管理中，涉及到许多复杂的面积计算，但目前的各类管理系统多数面积计算模型设计简陋，程序运行不够合理，进而造成计算结果或大或小的偏差，给地籍、产权产籍管理的科学性和准确性造成一定影响。
由此可见，传统的地籍、产权产籍管理模式注定将要被行业发展所淘汰，将地理信息系统运用于现代房地产信息的管理，即是当前形势下行业发展的必要途径，也是提高房地产信息管理的必要手段。
4 地理信息系统在房地产信息管理中的具体应用
（1）利用GIS建立信息数据库。通过土地、房产测绘，根据统一数据标准的CAD制图软件，对测绘成果数据进行符合GIS要求的质量检查、数据编辑，然后将编辑完成的CAD格式文件，通过GIS平台提供的空间数据引擎功能转换存储到GIS数据库中，并确定GIS设置的精度值、坐标平移值以及空间网格索引的大小，形成房产地理信息系统（GIS）的空间信息数据库。
（2）利用GIS建立房屋信息关联。每幢房屋在二维的数字图里表示为一个闭合的几何图形，并通过房屋要素关联一条房屋的自然属性信息，假如该房屋为一个产权人问题就比较简单，形成一对一的数据关系，可是在实际管理中这种现象只是少数。在进行大面积房产测绘和初次建立房产信息系统时，只要人力、物力、财力和时间等条件允许，或者在中小城市进行此项工作，由于测绘面积相对较小，就完全可以达到上述目标。然而由于分层分户图的测绘工作量大，对先前记的房产进行分层分户图的测绘会涉及到较强的政策性，则在大面积房产测绘时难以同步进行。在分层分户图测绘不能及时完成的情况下，造成建设周期冗长，甚至无法按照上述方法将房屋的空间地理属性信息、自然属性信息、社会人文属性信息实现一一对应的关联。
5 地理信息系统（GIS）对于房地产信息管理的实际意义
将GIS运用于目前的房地产信息管理具有十分重要的现实意义。
（1）管理更加智能。能够将办证的房屋与房产分幅平面图紧密关联，通过GIS技术，可满足房产管理对制做和输出土地、房产分幅平面图等图形的需要。通过平面图的准确坐标来确定土地、房产地理坐标，以平面图及其信息作为重要管理依据。
（2）工作更加高效。能够兼顾好产权和产籍的关系，双管齐下，建立房产空间信息与属性信息的历史演变关系，提高工作效率，节省产商的管理开支，达到地籍、产权产籍管理上的事半功倍。
（3）决策更加可靠。能够更好地掌握房屋状况，对系统覆盖内的所有房屋进行数据分析，了解房产容积率，明晰房产密度，方便按产别进行的分类统计，提高房产管理统计的科学性和准确性，保证信息准确性，提高决策可靠性。
主要参考文献
城市地下管网系统具有复杂多变性，如果只是单纯的利用传统手工作业的方式进行管网的收集，明显是不现实的，同样也很难满足城市规划管理的需要。因为往往会发生根据收集好的资料刚绘好图纸，实际情况就已经发生了改变的情况。所以将城市地下管线赋存状态进行一次性探明是实际情况的要求，想要达到这个目的，就必须借用一些科技手段，这里面有计算机网络信息系统以及大型数据库技术等。借用这些技术手段建立综合地下管网信息系统，进一步实现对地下管网全过程规划管理的操作，对地下管网实现科学化管理，在这个基础上借用它促进城市的发展。地理信息系统是以地理空间数据库为基础，采用地理模型分析方法，适时提供多种空间的和动态的地理信息，一种多学科交叉产生的地理学新技术。地下管网地理信息系统通常是由网络计算机实现信息搜集、整理、分析以及整合等，该管理系统主要由计算机软硬件系统、系统管理操作人员以及地理空间及属性数据组成。
2地下管网地理信息管理系统数据库结构的需求分析
地下信息系统的具体应用可以从地下管网空间数据库上面体现出来，整个数据库的功能可以按照GIS平台进行划分，分为录入编辑、查询统计、制图以及分析四大功能。地下管网虽说赋存于地下排列杂乱无序，但其仍然有着自己的特点：互不交叉性，也就是不同管线不会出现交集，这样我们可以根据这点按照专业管线进行划分，去管理这些数据；管线存在结点和管段，同类管线之间只有这两点的拓扑关系；地理信息系统以二维空间表示地理位置的方法将实际呈三维空间分布的管线表达出来。尽管可以有其高程属性，但大部分的GIS难以以三维方式表示空间数据。
3地下管网地理信息系统主要功能
3.1地图登录完整地图是根据整个地下管网系统的实际地图或图纸资料绘制出来的。利用计算机技术绘制完整的地图的时候，首先要做的就是计算机技术将该地图数字化、矢量化，然后整个系统以此数字化地图作为依托和框架。在使用这个系统的时候，这个数字地图作为登陆口，将管网信息叠加在上面。因为数字地图是多层次的，所以在绘制的时候根据不同的图纸资料进行分层叠加，需要在设计登陆功能时加入分层信息，最终实现使用者选择性的分层登陆和管理、动态显示。这个模块的功能主要有放大缩小以及地图漫游等功能。
3.2查询功能地理信息系统的设计，将涉及各个方面和层次的地下管网系统应当更多的特性和功能，所有有效信息记录到图库。系统可以实现用户查询网络和附属设施，选择图上的设备可以查询其属性。主要功能包括：模块数量或设备和相应的名称和属性查询，系统图和当地地图查询，用户信息查询，网络基本属性查询，查询的管道配件。
3.3统计功能为了实现系统对各类信息的统计就需植入统计功能，该功能包括：管线统计（规定范围内的）、有关管线属性动态统计、管线故障信息统计、管网节点数统计（规定范围内）、各种类型管道性能统计、管网更新情况统、用户类型统计、信息记录统计等。
3.4故障分析功能当整个地下管网系统中某个环节出现故障时，系统就能够实现故障的筛漏、定位、分析功能，通过系统分析确定故障部位，然后用设定色彩标注。故障分析系统能够根据故障的实际情况利用系统运行将这些数据显示在指定的屏幕上，例如：分析并生产故障数据，显示故障的具体部位、故障类型、检修方法等。
3.5性能维护功能当发生故障时，系统会快速确定故障位置，然后显示故障两端的设备背景图，并将这些背景图输出。系统经过修整排除故障后，就会对管网的数字地图及数据库信息进行修改、增加、删除等。
3.6测量运算功能要想计算整个管网地图的面积和长度等信息，就要根据地下管网地理信息管理系统生成的数字地图信息，调用数据库资料，以折线、圆弧、圆、多边形等形式，累加或累减的方式。因为面积和长度信息包括整体和局部两个方面。
3.7图形、数据输出功能由于系统调出资料，通过打印机或绘图仪输出的原因，用户就可通过计算机链接打印机、绘图仪等工具调出当前所需要的地下管网资料数据、统计报表等相关信息。
4地下管网地理信息系统关键技术
4.1管线纵横断面图地理信息管理系统的重要构成资料，地下管网信息的基础———地下管网的断面图：该断面图不仅方便管理，而且防止了施工的无意破坏。断面图又分为横断面和纵断面，横断面是指垂直于管线位置的一个截面，纵断面是指沿着某一管线方向的一个截面。横断面的主要作用是得出各管线的坐标然后进行标注，根据标注可得出管线间的地理位置关系。纵断面的主要作用是直观体现管线的走向与走势，体现管线的坡度和地理特征。
4.2爆管分析地下管线地理信息管理系统的重要组成部分和关键功能是爆管分析功能。当地下管网出现故障时，分析出故障点及周围设备信息，设定最优解决方案就是爆管分析功能的工作。出现故障时，首先经过分析计算出应当关闭的阀门，标示出关闭阀门后的影响范围。继而通过计算分析，选择最优的方案，即影响最小的方案。爆管分析主要又分为两个步骤：第一步，确定故障点，利用逆管追踪的方法从故障点出发沿着管线追踪，直至找到第一个阀门后停止，然后由该阀门确认其所管辖范围，及关闭后的影响范围。第二步，从查找到的阀门反向出发进行追踪，得到受影响的管线范围。
5结束语
[关键词] 地下管网；地理信息管理系统；管理信息化；城市规划；建设
doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2014 . 05. 030
[中图分类号] F294；TP315 [文献标识码] A [文章编号] 1673 - 0194（2014）05- 0051- 02
1 地下管网地理信息系统概述
随着社会的发展和现代化程度的提高，地下管网建设越来越重要，地下管网已逐渐成为人们生活的重要组成部分。传统的需要大量人工投入的实体资料式管理方式已经跟不上社会发展的需求，建设地下管网地理信息管理系统成为解决这一问题的关键。地理信息系统是多学科交叉产生的地理学新技术，其原理是以地理空间数据库为基础，采用地理模型分析方法，适时提供多种空间的和动态的地理信息。地下管网的特点决定了其管理工作采用人工方式的困难性，因此，人们将地下管网信息与地理信息系统结合而形成了全新的分支管理系统及功能，即地下管网地理信息系统。我们通常所研究的地下管网地理信息系统是通过网络计算机来实现其信息搜集、信息整理、信息分析、信息诊断、信息决策等功能。其构成主要包括计算机硬件系统、计算机软件系统、地理空间及属性数据和系统管理操作人员。
2 地下管网地理信息系统主要功能
（1）地图登录功能。根据整个地下管网系统的实际地图或图纸资料绘制完整的地图，利用计算机技术将该地图数字化、矢量化，整个系统以此数字化地图作为依托和框架。打开该系统时，以该数字地图为登录口，在其上叠加管网信息。数字地图是多层次的，在绘制时，根据不同图纸资料进行叠加分层，包括房屋、河流、街道、铁路、地下管道（水、气、电、暖等），因此在登录功能的设计中，加入分层信息，实现使用者可选择性地分层登录和管理以及动态显示。该模块的主要实现功能包括地图漫游（在鼠标或者键盘控制下的任意方向移动）、放大/缩小（按照设定的一定倍数比例）、索引图检索等。
（2）查询功能。前期的地理信息系统设计时，将所涉及的地下管网系统各个方面和层次的特性和功能予以附加，所有有效信息记录入图库。系统可实现用户查询管网及附属设施，在图上选中某个设备即可查询其属性。该模块主要功能包括：编号或名称与设备及属性的对应查询，系统图和局部图的查询，用户信息资料的查询，管网基本属性的查询，管网附属设备的查询。
（3）统计功能。系统中植入统计功能，实现对各类信息的统计，包括：规定范围内的管线统计，管线属性动态统计，管线故障信息统计（包括历史信息及动态信息），规定范围内管网节点数统计，各种类型管道性能统计，管网更新情况统计，用户类型统计，信息记录统计等。
（4）故障分析功能。当整个地下管网系统中某个环节出现故障时，系统能够实现故障筛漏、定位、分析功能，通过系统分析确定故障部位，然后用设定色彩标注。故障分析系统能够根据故障的实际情况分析并生产故障数据，显示故障的具体部位、故障类型、检修方法等，这些数据通过系统运行显示在指定的屏幕上。
（5）性能维护功能。当故障发生时，系统在快速确定故障位置后，显示背景图以及故障两端的设备背景图，并将这些背景图输出。地下管网系统经过修整排除故障后，系统对管网的数字地图及数据库信息进行修改、增加、删除等。
（6）测量运算功能。根据地下管网地理信息管理系统生成的数字地图信息，调用数据库资料，以折线、圆弧、圆、多边形等形式，累加或累减的方式计算整个管网地图的面积和长度等信息。面积和长度信息包括整体和局部两个方面。
（7）图形、数据输出功能。通过计算机链接打印机、绘图仪等工具，当用户需要地下管网资料数据、统计报表等相关信息时，可由系统调出资料，通过打印机或绘图仪输出。
3 关键技术
（1）管线纵横断面图。地下管网的断面图是地理信息管理系统的重要构成资料，是地下管网信息的基础。此系统中所指的断面图能够有效反映出管线在地下的相对位置，以及管线之间的相对位置，管线的埋深、距离、类型、管径等数据。该断面图的作用不仅仅是方便管理，而是防止施工的无意破坏。断面图又分为横断面和纵断面，横断面是指垂直于管线位置的一个截面，纵断面是指沿着某一管线方向的一个截面。横断面的主要作用是得出各管线的坐标然后进行标注，根据标注可得出管线间的地理位置关系。纵断面的主要作用是直观体现管线的走向与走势，体现管线的坡度和地理特征。
（2）爆管分析。爆管分析功能是地下管线地理信息管理系统的重要组成部分，也是其中的关键功能。当地下管网出现故障时，爆管分析功能分析出故障点及周围设备信息，设定最优解决方案。出现故障时，首先经过分析计算出应当关闭的阀门，标示出关闭阀门后的影响范围。通过计算分析，选择最优的方案，即影响最小的方案。爆管分析主要分为两个步骤：第一步，确定故障点，从故障点出发沿着管线逆管追踪，直至找到第一个阀门后停止，然后由该阀门确认其所管辖范围，及关闭后的影响范围。第二步，从查找到的阀门反向出发进行追踪，得到受影响的管线范围。
主要参考文献
[1]吴少华.城市地下管网信息管理系统的设计与实现[D].西安：西安科技大学，2012.
1.1系统硬件构架
系统采用运行稳定的C/S结构体系，使用Oracle10g数据库。
1.2系统的价值
方便易用的操作形式，节省使用者掌握系统功能的工作量。快速建立设备台账，能够结合生产业务的工程管理流程，动态地维护设备变化情况。直观的图形表现方式和丰富的查询方式，使管理人员能够很方便地了解线路设备的详细情况。标准的图形输出和数据接口，为工程设计、线路改造、线损计算等生产业务提供依据。
2关键技术
2.1自主研发的矢量绘图和图形生成技术
能够对系统方便地进行图形操作，完成设备维护，并且可以快速生成线路条图（平断面图）、线路拓扑图。
2.2线路设备模板
通过设备标准模板的维护，加快了线路设备维护速度，同时也提高了录入设备的标准性。
2.3丰富的数据接口
系统中包含了GPS卫星定位接口、地理信息系统数据转换接口、用电整合接口。提高了配电基础台账与平断面图管理系统作为生产基础性管理系统的价值，同时也将系统结合到生产的工作流程之中。
3在配网管理中的作用
配网管理地理信息是地理信息系统在配网管理方面的应用系统，是在地理背景图上对配电网的变、配电站内设备及配电网上设备进行综合管理的系统，是供电企业生产管理系统的重要组成部分，同时与用电管理及调度管理系统有着密切的联系。地理信息系统的引入使网络拓扑和配电网信息更直观、更便于运行管理。
4地理信息系统功能与应用情况
4.1系统基本信息维护
包括部门维护、操作员维护、口令管理等功能模块，管理系统运行最基础的数据。
4.2基础数据维护
4.2.1材料库管理
管理配电设备台账维护过程中，所涉及的所有基础材料信息。包括杆塔、线缆、开关、变压器、配件、拉线等设备的型号信息和具体的材料信息。操作方法。以“材料类型维护”为例，介绍“材料类型维护、线缆类型维护、拉线类型维护”功能的使用方法。点击“材料类型维护”（路径：系统–基础数据维护–材料类型维护），弹出“材料类型维护”窗口，点击“新建”后，新建的内容可以在“详细信息”中操作（此时“新建”“修改”“删除”均为灰色不能操作状态），可以选择新建的“材料类型”“存储类型”，添加“材料名称”“规格”“单位”“单重”“单价”。添加了相应的数据后，点击“保存”按钮，数据库就保存成功了。如果不想保存，则点击“取消”按钮。
4.2.2设备模板管理
根据线路的架设情况、杆塔类型、线缆类型，建立一系列的线路设备模板。在条图批量绘制、设备维护时使用模板进行设备维护。在系统中，将模板分为两种类型，即“杆头模板、拉线模板”。以维护“杆头模板”为例，介绍模板的制作。点击“添加”按钮，系统会自动生成一个“模板编号”。为模板选择相应的“模板名称、导线架设类型、导线类型、电杆类型、线缆型号、模板编号、模板说明和模板设备”。此模板中的材料名称“钢绞线”设备类型“GJ–25”，是从窗口右边的“设备类型”中选择过来的，选择方法：在窗口右边“设备类型”中，选择“钢绞线”，选中后，点击“+”按钮，“钢绞线”即可。“钢绞线”的数量可以手动输入。
4.2.3设备模板批量修改
设备模板批量修改，可以认为是设备模板管理的辅助功能，它可以更直观地批量修改模板的配件设备。
4.2.4条图图例维护
维护条图、拓扑图生成过程中需要各种设备图例。图例维护界面分为三大部分，顶上为工具条、左下为设备类型拓扑、右下为画板。
4.3操作权限管理
管理各个部门操作员对线路的操作权限。默认情况下，操作员只能查询和维护自己建立的线路。
4.4配电基础台账审批
配电管理人员通过配电基础台账审批功能，对基层单位提交的基础台账修改情况进行审核。可以保证配电基础台账数据的准确性和及时性。
4.5配电基础台账数据备份历史
将配电基础台账按时间段进行完整备份，保存各个历史时期的完整配电基础台账。
4.6条图(平断面图)生成
根据维护好的基础台账数据，按选择的线路自动生成线路条图。可以进行图纸的打印和工程的设计。
4.7拓扑图生成
根据维护好的基础台账数据，按选择的线路自动生成线路及分歧线路的拓扑图。并可以进行图纸的打印。
4.8数据查询、历史数据差异比较分析
数据查询。按部门、线路统计出设备台账的相关报表，并进行打印。历史数据差异比较分析。将备份的历史设备台账和目前运行的设备台账按时间段进行分析、比较，并形成反映各个基层单位设备台账变化的相关报表。为工程管理和材料管理提供依据。
4.9GPS数据定位接口
将配电基础台账数据下装到GPS卫星定位设备上进行设备定位，并将GPS卫星定位设备采集的数据上传到配电基础台账数据库中。为GIS系统数据转换、工程设计、线路长度计算、线路走向及转角角度计算等工作提供原始数据。
4.10GIS系统数据转换
将配电基础台账数据和GPS卫星定位数据进行计算，并进行数据格式的转换。生成ArcGIS格式的地理信息系统数据，供地理信息系统使用。也可以提取地理信息系统的数据到配电基础台账数据库中进行使用，更高效地利用配电基础台账与平断面图管理系统和系统中基础台账数据。
4.11工程管理
结合配电线路工程信息，进行设备台账的维护，生技科管理人员以工程编号为单位，对条图的变化情况进行审核；并以配电线路工程为单位对设备台账的变化情况进行查询统计。
4.12用电营销系统整合
结合用电营销的业扩报装处理流程，与用电营销系统进行系统整合。使用电营销系统能够提取生产的设备台账数据，特别是变压器信息，进行业扩报装工作。在配电基础台账与平断面图管理系统中，根据用电业扩报装提供的登记书信息，结合生产工程管理工作，维护生产设备的变化情况。每月进行用电、生产设备盘点，及时纠正设备的差异。
5结束语
但是，科学技术的快速发展极大地促进了信息化管理系统在自来水管网中的应用，并使得供水管网的现代化建设程度不断完善和更新。本文首先简要分析了地理信息系统建设的背景及其具有的特点，然后从理论结合实践的角度阐述了其在自来水行业的实践应用情况，最后对其目前存在的问题及其对应措施进行了简要分析。
在传统的自来水管网管理中，一般是通过图纸图表描述进行管理的，图纸图档资料不便于查询和保存。城市化进程的快速推进急剧增加了自来水的管网密集程度，并且使其纵横交错程度进一步加强。
一旦发生供水事故， 对于错综复杂的管线网络，就无法及时采取相应措施，以致于管理起来非常被动，这也就给供水企业带来巨大的经济损失和不良的社会影响。
所以说，随着管网建设的不断发展，传统的手工管理方式难以做到科学系统的管理，无法满足现代企业管理的发展需要。
为了彻底改变这一现状，必须采用最新的信息技术来管理自来水管网资料，实现管网基础信息管理与业务管理的同步发展，改变供水公司的工作模式，进而提高技术服务信誉和质量。
1 地理信息系统在国内供水行业中的应用
1.1 地理信息系统具备的特征
(1)实现数据信息共享，进而保证数据信息的一致性与及时性;
(2)实现与监控系统的动态链接，完成当前最新数据的实时查看与调阅读取;
(3)实现对调压站、管网等坐标定位或跟踪，及时完成对指挥车、检测车等采集数据信息的统计和分析;
(4)实现与其他设备的协同作业，进而具备图形、属性和影像等大容量数据信息的处理能力;
(5)实现动态拓扑功能的自动维护。
1.2地理信息系统在供水管网系统管理中的实践应用
众所周知，地理信息系统在实践之初主要用于统计和查询等基本功能。经过逐渐发展，其已逐步向更深层次的应用方向发展，其在自来水管网信息管理中的应用主要也是日常管理方面，比如图形或数据的录入与管理、管线设备的查询统计和分析、管网出现事故时的仿真分析与实现等。
(1)自来水管网的日常运行管理运行。地理信息系统的应用首先就是管网的日常运行管理。地理信息系统可以提供管网运行的基本数据信息，及时了解管辖范围内的管线、闸井和调压站的动态运行情况。这样可以及时跟踪巡检路线，以确保自来水管网运行更加安全可靠。
(2)实现自来水信息管理的综合调度功能。利用地理信息系统可以快速完成自来水管网的综合调度功能。比如，对调压站进行调压作业时，由于人们在白天工作时间和晚上休息时间对自来水的需求不同，所以说调压站针对此种现实情况可以通过地理信息系统察看可能受影响的区域范围、管网工况参数及用水负荷分析等，及时进行调压。另外，还可以利用地理信息系统完成自来水有关高峰系数、用水量的历史记录等基础数据信息的记录。
(3)实现动态监测与功能分析，为应急抢险指挥提供支持。在日常运行过程中，为了有效预防灾害，当地主管部门对管网经过区域的地表震动位移和速度等相关数据信息进行实时监测，并分析所面临的风险。我国某地的自来水管网服务范围大概涉及150万人，整个供水网络包括3000公里左右的干线网管，3个水厂，45个泵站。当管网出现事故紧急抢修时，需要利用地理信息系统准确获取爆管等需要抢修的地面位置，准确快速地确定故障区域，及时确定抢修方案，这样就能够为应急抢险提供及时支持。所以说，应该利用地理信息系统实现自来水管网与城市地形图的一致统一，使其完成动态管理，为自来水管网的信息管理提供信息服务和数据支持。
(4)实现对腐蚀管网的控制信息管理。对腐蚀管网的数据信息进行登记录入工作，以完成基础数据信息的原始积累工作。这样就可以以此为基准，对腐蚀管网完成控制方案的制定工作，并对系统运行结果进行预测和仿真。
2 地理信息系统在实践中面临的问题及解决措施
虽然地理信息系统在自来水管网系统中有了广泛应用，但是在将来的使用过程中，还要对系统以下方面进行逐步完善和扩展。
(1)由于地理信息系统的数据量相当庞大，这就造成其对计算机的硬件配置条件要求很高，比如内存和硬盘存储量较大，CPU速度要求较高。所以说资源配置不同的单位仍无法满足地理信息系统的使用性能，并仍有所欠缺。针对这一情况，应将自来水管网的数据信息进行集中管理，并对计算机硬件系统和软件系统进行适时、分批分步地更新，有利于计算机系统整体性能的提高。
(2)在地理信息系统应用于自来水管网初期，其对管网的数据处理能力十分有限。所以说只能满足图纸检索和方案制定等初级业务。系统通过采取扫描数字化等措施进行升级改进，并且搜集与整理管线数据等基础信息，使自来水管网信息系统的管网数据更加完整，以最大限度扩大系统的可用性。
(3)地理信息系统在自来水管网信息系统中的动态管理问题。传统的管理方式只能通过增加查询次数进行不断巡逻来维护管网，这样不仅耗费大量人力，而且工作效率极低。地理信息系统引入到自来水管网系统后，野外勘探测量小组通过采用勘探测量仪器，建立了GPS控制网和常规测量控制网，这样可以利用地理信息系统完成资料整理和可疑管网数据查询问题，以便于现场探查核实，从而保证自来水管网数据的动态性。
3 结语
地理信息系统在自来水管网系统中的实践应用，不仅使得自来水管网系统实现了数据采集在广度和深度方向上都有了极大提高，为供水部门提供详细的供水信息平台，快速准确地提供数据信息，而且对自来水管网系统的管理工作有了很大扩充，实现了信息处理的量化、可视化和资源共享，极大地方便了自来水管网系统在生产运营管理上的应用。
