广州市自来水公司是一个具有90多年历史的国内特大型供水企业，但相对落后的城市供水管网成为制约供水服务质量的瓶颈，造成有些老城区居民用水仍存在问题，而水厂有水供不出去。

为了解决这一问题，广州市自来水公司采取了一系列的措施，一方面，加大对老城区旧管网改造的投资力度；另一方面，加强对供水管网GIS的研究开发，选取以荔湾区为中心进行供水管网GIS 的开发试点应用，试通过GIS的技术，大大地提高供水管网科学管理和决策水平，从而提高对外服务质量。

1系统总体目标供水管网GIS是建立在计算机上以实时动态的供水管网现势图为基准的，能够处理以供水管网为核心内容的空间信息和各种相关信息的一个综合信息系统，对供水规划、设计、调度、抢修和图籍资料的档案管理提供强有力的科学决策依据，实现分析决策的全计算机操作过程。

整个系统建成后将实现如下目标：(1)广州市全市范围内管网图籍资料的计算机管理；(2)能够快速提供准确的抢修、施工方案决策支持；(3)查询各种供水管网信息，提供标准的规划、设计图纸；(4)网络功能实现中心与工作站的信息联络；(5)实时有效的管网动态监测分析，提交供水调度决策支持；(6)管网运行状态分析，对规划、设计和现势管网作出适当的评估；(7)统计和发布各种供水信息。

2开发情况2.1数据来源(1)全部管网数据由广州市规划局提供的地下管线普查数据，管线特性点都有X坐标、Y坐标、地面标高、地下管线顶部标高等测量数据，为供水管网比较准确而现势的空间信息，但管网图上部分管线专业性质不清，管线空间连接关系不正确或没有建立连接关系，管线特性点的属性不详，难以区别废弃管和正常管线，需要核对现有的工作蓝图、查竣工档案、比较现场采集的阀门相对位置图，把管线附属设备区分出来，校正管线的连接关系，把校正后的数据输入GIS空间数据库。

(2)规划局提供的地形数据只有道路两侧5 m范围内的地形数据，称为5 m条带数据，建立起地形图库。

由于带状地形以外的地方，没有地形数据，可以通过数字化现有的工作蓝图作为候选地理背景图，组成栅格图像库。

(3)规划局提供的管网数据如管线和管线上的阀门、消火栓、堵头、渐缩管等附属设备，没有属性，有些管线和附属设备缺失，需要通过查阅相关档案资料，将属性数据逐一核对出来，作为建立属性库的基础数据。

2.2信息要素(1)地理信息要素：区界线、区名标号、铁路、道路、道路名标号、街巷名标号、水体边界线、水体名标号、建筑物外廊、建筑物名标号、门牌号、房屋结构标号、篱笆、围墙、图根点、天文点、水准点、三角点、导线点。

(2)供水专业信息要素：管段、阀门、消火栓、分支节点、水表、堵头封板、排气阀、排水阀、加压泵站、水厂、测压点、测流井、重点用户。

2.3系统构成供水管网GIS采用德国西门子利多富公司的SICAD/OPEN软件开发而成，其中包括BASE，NET Z，RBS，SINCAL，IMS模块，系统软件结构见图1，系统硬件结构见图2。

图1供水管网地理信息系统软件结构示意图2供水管网信息系统硬件结构示意2.4开发的功能2.4.1调图(1)按鼠标定义的区域调入管网图；(2)按道路、重点单位检索调入管网图；(3)按1∶500或1∶2 000比例尺的图幅号调入管网图。

2.4.2一般图形显示和分层显示功能(1)一般图形显示功能包括：①中心放大；②中心缩小；③窗口放大；④平移；⑤前移窗口；⑥恢复原图；⑦视图刷新；⑧鼠标容差调节；⑨显示重点单位；⑩点方式查询显示。

(2)分层显示功能：将管网设备和地理数据分别放于不同的层，共有几十层，可以按需要用鼠标点击显示或关闭或设置这些层。

常用的主要有以下几大类，由各大类再细分成若干层：①管线按管径大小分层；②各种管网设备分层；③5 m条带地形数据；④1∶10 000地图；⑤栅格背景显示。

2.4.3查询检索功能(1)按自定义条件进行综合管网设备(如管线、阀门、消火栓等)信息查询，如：①按街巷路名查询；②按年代查询；③按管径查询；④按管材查询；⑤按鼠标定义的多边形区域查询等等，可按单条件查询，也可以按自由组合条件进行查询。

(2)产生查询报表以及按报表反向查图功能。

2.4.4统计功能(1)具有由用户任意选择范围统计的功能；(2)按道路、安装时间、材质、管径、管径*.材质*.时间段等条件进行管长统计；(3)按道路、安装时间、管径、类型、管径*.时间段等条件进行阀门数据统计；(4)消火栓、排水阀等管网附属设备的综合统计；(5)漏点统计；(6)某些统计应用中的直方图和饼图功能。

2.4.5关闸和扩大关闸方案及网络分析(1)如果出现水管爆漏，只要用鼠标点管线上的爆漏点，系统就能显示出受影响的管段和地区，给出关闸方案，并显示出所有应关的阀门，输出关闸报表、关闸图和因关闸影响停水的重要用户信息。

如果应关的阀门不能关闭止水，还可以给出外围的扩大关闸方案，并向受影响的用户发出停水通知。

(2)对给出的关闸图，如果阀门位置比较难找或阀门卡表达不清，可以现场制作阀门的绑点图；(3)对管网进行模拟仿真分析，显示管线的连接情况和供水状态。

2.4.6标注和测量功能(1)标注的设置、增、删、改功能，标注管线的管径、管长、自由标注等等；(2)测量功能。

主要用于测量管线的相对距离和阀门等附属设备的绑点等。

2.4.7绘图功能(1)绘制与规划局一样的有四角点坐标和图框的1∶500和1∶2 000的管网图；(2)绘制用鼠标任意框出的区域管网图，并按任意比例输出所选层的图形；(3)绘工改图、竣工图、阀门、消火栓册页图等。

2.4.8数据更新维护功能(1)可按坐标方式也可按以前手工所用的相对位置方法对管网数据进行增、删、改；(2)可按单个设备也可按批量数据方式进行管网数据的增、删、改；(3)地名信息的更新功能。

2.4.9任务管理(1)在工作站上建立自己的工作任务，用文件方式对图形进行设计、修改、查询、爆管分析等管理操作(所有GIS功能都可以用)，但不影响库里的数据，实现可按不同用户的需要进行任意操作；(2)自动记录调图时间、范围、主机号、用户名和读写情况，以使用户和管理员明确图形使用状态；(3)任务的存储、恢复、修改、回调等功能，提高图件的访问速度。

2.4.10系统管理功能(1)系统环境变量的修改；(2)用户权限的设置；(3)数据的备份和交换功能；(4)有Windows标准的联机帮助功能。

2.4.11网上发布功能(1)整个公司的任意部门都可以利用网上浏览器(如Internet Explorer),查看动态的管网信息，修改过的管网数据，及最新修改数据的效果等。

(2)平时修漏部的关阀方案图和工程开叉关阀图在网上进行发布，各部门很方便地知道何时何地进行关阀而导致用户缺水，及时解答用户的疑问。

3管网信息系统的实际应用广州市供水管网信息系统(荔湾所)自2000年3月正式应用于生产以来，至2001年8月底，共计提供各式查询服务1 683次，其中工改设计767次、修漏469次、开叉接驳344次、阀门查找92次、探漏6次、阀门普查3次、消火栓普查1次、阀门区册1次7 000多张，共提供大小不同的彩色管网图16 500多张。

3.1系统管理的信息至目前为止，荔湾所供水管网信息系统管理的是荔湾所管辖范围内所有管径的管网数据( 包括管段、阀门、消火栓、渐缩管、堵管、水表(DN100以上)等共17项管网设备)和5 m 条带地形数据，每一个管网设备和地形都用三维坐标准确定位。

3.2系统应用的部门该系统除应用在荔湾所内部设计审批组、阀门组、修漏一二组、缺水组、巡管线组、拆换表组和检修组共8个组外，还应用于所外的工程公司、劳服公司、管道队、工贸公司、用户发展科等管网设计安装部门。

3.3部分应用实例(1)管网设计方面。

1999年国庆节前，因任务紧，上级要求在3个工作日内上交几十份内接管设计图，我所在用GIS系统出设计底图情况下，顺利完成上级下达的任务。

而且，用GI S 出的设计图有比例、有地形背景(房屋边界、门牌号等)，所有管网设备和背景信息都准确地显示出来，改变了以往手工无比例、无地形的设计出图方式。

(2)爆管抢修、关阀方案制定方面。

2000年初，西槎路DN600阀门漏水，我们利用GI S 制定的关闸方案提供给阀门组，由于要关的阀门从广佛高速公路一直到聚龙工业区，范围相当大，只用4张A3纸就将这一带的管网和地形背景打印出来了，节省了大量时间。

(3)查找阀门方面。

在内环路工程中，许多阀门被埋，巡管线组用以前蓝图上和阀门卡片上的绑点距离都找不到阀门。

后来，用GIS出的绑点距离才找到，如荔泉酒店门前的阀门。

在日常生产应用中，由于地下管及其附属设施经常被掩埋，如果没有准确的资料，寻找起来相当困难。

GIS上的管线、阀门是建立在城市大地坐标系上的矢量化空间数据，数据进入系统后就被牢牢锁定，不受地面情况的限制，通过GIS提供的信息，可以将阀门位置准确地定出来。

(4)工程开叉接驳时关阀方案制定方面。

这方面的应用有许多例子：如泽德花园开叉接驳、流花路开叉接驳、大同路开叉接驳等，我所都是用GIS出的关阀图。

通过GIS系统模拟关阀，可以准确地分析出需要关闭阀门，操作员只需作简单的核对工作就可以了，避免了人工分析出现的错漏现象造成延误施工时间。

(5)探漏方面。

工贸公司探漏人员在探出暗漏却确定不了是哪条管漏水时，他们是用GIS出的管网图来确定漏点管段。

例如7月初在探环市西路与站南路交叉口漏点时，他们在现场探的管线情况与自己的档案图纸怎么都对应不上，后来专门派人来利用GIS查图，发现GIS中的管网设备与现场探的管线情况一致，大大加快了漏点管段的确定。

(6)阀门普查方面。

根据上级要求，荔湾所要对本所共4 000多个DN100以上口径的阀门进行普查，GIS资料人员将整个荔湾所管网图分路段打印、并把该路段所有阀门的属性打印成一张表格粘在管网图后面，大大加快阀门普查进度。

(7)消火栓普查方面。

消火栓普查时，都是按小区来分片查找的，如果按以前的方式，要带几十张蓝图、且要拼接许多图才能知道一个小区内有多少阀门、具体位置在哪。

但用GI S 出图，整个鹅掌坦只用了1张A3纸就将管网和地形打印出来了。

荔湾所西湾路、西槎路的消火栓普查都是用GIS来提供图纸的。

(8)阀门区册卡的打印。

荔湾所应用GIS打印阀门、消火栓、排水阀、排气阀、测流阀区册卡，该卡与白云所不同的是：不仅正面有阀门或消火栓的地址、用途、口径等信息，背面还有按1∶500比例输出的彩色管网图，这样就可以根据比例量出该阀门与任意地形的绑点距离，而且还有该阀门周边半径距离为30 m的所有管网和地形情况，加速查找阀门的速度。

4存在问题及解决办法(1)GIS数据的动态管理问题。

通过建立GIS系统时的资料整理，核对出荔湾区域范围内约有 3 000多处有疑问的管线数据，这些管线数据需去现场进行探查核实，保证数据的准确性。