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通 用 的 城 市 基 础 设 施 数 据 模 型 和 元 数 据 框 架
GIS在市政基础设施管理中的应用
Байду номын сангаас
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内容
数字城市与数字市政 市政基础设施信息化管理现状与对策 GIS在市政基础设施管理中的作用 市政基础设施数据模型 地理信息系统中的常规网络分析功能 网络编辑与分析 网络分析示例 Q&A
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数字城市与数字市政
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数字城市(Digital City)
以计算机技术、多媒体技术和大规模存储技术为 基础，以宽带网络为纽带，运用遥感、全球定位 系统、地理信息系统、遥测、仿真-虚拟等技术 ，对城市进行多分辨率、多尺度、多时空和多种 类的三维描述，即利用信息技术手段把城市的过 去、现状和未来的全部内容在网络上进行数字化 虚拟实现 数字城市是指城市规划建设与运营管理以及城市 生产与生活活动中，利用数字化信息处理技术和 网络通信技术，将城市的各种数字信息及各种信 息资源加以整合并充分利用。
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综合管网信息系统
主要由政府规划或城市管理等主管部门主导建设 其目的主要是实现对城市的供水、排水、燃气、 路网、桥梁、公交线路、路灯等市政管网的综合 集成管理，提供市政设施地图浏览、查询统计、 打印输出、信息交互、综合分析等功能；实现业 务协同、工作流配置，构建地上、地面、地下市 政设施三维景观，为市政设施提供可视化的表达 方式和管理工具；建立完善的城市市政管网业务 协同和服务体系，提高市政设施的监管和服务水 平，为市政设施的规划、建设和管理提供科学、 规范的管理。 22
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应用背景

中国城市化的迅速发展使得市政基础建设规模日益加大 。庞大规模的基础设施对各级政府和相关单位的管理运 营水平提出了很高要求。 市政基础设施的规划设计、工程建设、运行管理和社会 服务存在诸多困难：设施布局不合理，道路施工缺乏协 调，设施运行效益低下，漏损率居高不下，事故频繁， 损失巨大。
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GIS：市政设施管理信息化的基础工具
GIS是一种收集、管理、查询、显示、分析、操作以及表 现与地理信息相关信息的计算机系统，它能够分析和处理 海量地理数据，为地理学相关科学决策提供重要的技术支 持平台。 市政基础设施种类繁多；地上地下都有分布，隐蔽性强； 分布区域广泛且不均匀。需要精确、完整、直观、可靠的 信息管理工具 市政基础设施信息和与之相关的地形、环境信息从根本上 讲是地理信息，具区域分布性、数据量巨大、载体多样。 GIS技术将空间位置、属性特征及时域特征进行统一管理 ，统一组织和使用地理信息，更有效地分析和生产新的地 理信息，也将改变地理信息分发和交换的方式。 GIS重视对海量空间数据的有效管理，重视对拓扑结构的 管理和维护，强调与空间相关的查询统计、空间分析（多 边形叠置、缓冲分析、网络分析等）和三维模型分析，提 供多种空间数据录入和输出手段。这些功能正是一个完备 的市政设施信息系统所应具备的。
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我们需要思考……
空间信息共享平台能否达成数字城市的目 标？下一步重点工作在哪里？ 数字城市发展战略共性何在，如何融合？


测绘局：地理信息共享平台，地理空间框架 建设部：电子政务，全生命周期监管和运行 工信部：三网融合，移动城市 发改委：产业升级，经济发展的新驱动力 公安部：平安城市，综治维稳 ……
《国家中长期科学和技术发展规划纲要》在强调发展城 市市政基础设施建设的同时，要求加强信息技术应用， 开发城市数字一体化管理技术，建立城市高效、多功能 、一体化综合管理技术体系，提高城市综合管理水平。 18


市政管网信息化建设主要存在问题
各自建设和管理，管网信息共享程度低 缺乏管网信息的深层次发掘，信息利用困难 动态更新频率低，缺少长效机制保证 技术标准与规范不完善
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市政管网地理信息系统概述
市政管网地理信息系统以管网的空间、属性信息 为核心，综合利用GIS、计算机图形学、数据库 、信息可视化等技术实现对管网信息的管理和维 护，为施工单位提供管网的准确信息和功能服务 ，为市政管理部门进行管网规划、改造等提供辅 助决策支持。 市政管网地理信息系统从管理对象和应用范畴上 可以分为综合管网信息系统和专业管网信息系统 ，这两类系统在数据要求和功能设置上会有所差 异。
推动产业升级、迈向信息社会的“发动机”。”— 温家宝
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数字城市建设面临的问题
城市各类数据资源分散、独立运行，缺乏有效的组
织和管理，其开发利用程度不够，缺乏数据与业务 相结合的深入应用 。 信息化阶段强调数据的集成，而信息在系统间业务 流转时难以共享，造成现阶段系统间业务集成困难。 无法完全实现城市信息共享，不能为政府综合决策 提供一站式在线信息综合服务。 缺乏统一性和系统性，难以满足产业升级所需的信 息互联互通、业务高度协同的信息化支撑环境。
道桥管理信息系统：其主要建立道路桥梁数据库，数据库 主要有城市现状道路路网、桥梁的空间信息、道路桥梁的 属性信息、工程相关资料文件以及道路桥梁的养护信息， 实现道路桥梁空间信息和属性信息的动态管理、工程前期 评估和拆迁分析，道路维修评估管理以及道桥工程进度动 态管理，为城市道桥管理提供统一的办公平台。 城市公交管理信息系统：通过GIS平台实现公交路网、公 交场站、公交线路、公交线路网的可视化管理，可以对公 交场站、公交附属设备的分布进行统计，分析指定区域内 站点的服务范围和覆盖率，分析和统计不同类型、不同公 司所属公交线路的长度、线网长度、沿途停靠站点等，并 计算相关线路的长度、线网长度、线路密度等指标，帮助 公交管理部门客观、定性了解目前公交线网的详细资料。

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基
础 设 施 分 布 式 一 体 化 管 理 方 案 的 网 络 结 构
网管工作
站
综合管网数据
库服务器
Map
Server
Web
Server
工业过程 参数数据库
打印机
灵活的系统定制和重构能力 低成本的系统维护和扩展 自由挂接数据模型和业务模型 工作流程建模编排 事件信息处理
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谋虑深远，决胜千里 ——强力支持预测与决策
数据中心（数据仓库和功能仓库）技术 数据挖掘和商业智能 可扩展的流程库、规则库、知识库 领域模型动态加载
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数字市政
数字城市的组成部分，重点在市政基础设施的管理、运营 和服务 市政行业包括给排水、供热、供电、供气、公共交通等， 是直接关系到百姓日常生活的大事。 市政行业的一个典型现象是管理手段比较落后 自来水公司在不了解用户的用水状况下供水带有肓目性 有的地方水压已经超过管线承受能力，甚至发生爆管事故， 有的地方因为水压不够影响到居民正常用水； 没有规范的财务监管制度，拖欠水费现象严重； 企业内部运作不规范。 常规的行政手段有些软弱无力，需要建立一个“数字”市 政，在市政行业广泛应用信息技术
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数字城市发展历程
专业化 数据建库 信息化
集成共享
智能化 智慧应用
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第一阶段：专业化—数据建库
特点：
•强调有组织的规划和设计； •统一管理基础数据和专题数据； •从单一功能到专题综合应用。
实例：
•综合管线普查与综合管网信息系
统的建立； •国土资源调查与国土资源基础数 据库建设； •基础测绘与基础地理空间数据库 建库 。
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市政基础设施信息化管理现状与对策
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市政基础设施信息化管理现状与对策
2000 年以来，全国开始了城市基础设施普
查及信息系统建立的热潮。
总体看，设施管理信息化普及面仍然较小，
发展很不均衡
缺乏统一协调，系统分散，形成信息孤岛 缺乏信息更新的机制保障和技术手段
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信息孤岛现象
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城市级管网信息管理原则
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专业管网信息系统
供水管网信息系统：其主要是利用GIS技术，建立一套供 水管网管理、管网设计、管网分析、营业收费管理、水表 管理、水价管理等功能全面的信息平台，来综合管理日益 庞大的供水管网，为水司的决策提供支持。 燃气管网信息系统：其主要是提供全面、准确的燃气管网 数据服务，提供管网编辑、查询统计、事故处理、巡检管 理、运行调度等功能，实现燃气管理以及运营过程的自动 化、信息化管理，提高工作的科学化、规范化水平，降低 燃气管网管理成本。 排水管网信息系统：其主要结合排水管理的实际业务需求 ，包含了地形图库管理、管网输入编辑、管网管理、事故 处理、管网设施巡检养护、排水户管理、管网专业分析等 系统功能。其中管网设施巡检养护等功能能为实际工作带 24 来明显的帮助。
综合管网信息系统
地籍管理信息系统
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第二阶段：信息化—集成共享
特点：
•分布式异构数据集成管理； •建立共享和服务机制； •构建城市空间信息基础设施。
实例：
•数字市政综合业务集成系统建设 ； •国土资源“一张图”系统建设； •建设部科技攻关“空间信息基础设施” •数字城市地理空间框架；
数字市政综合业务集成系统
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耳目通达，融会贯通 ——数据采集传输与整合管理
超越传统传感器、数码相机和RFID 利用任何可以随时随地感知、测量、捕获 和传递信息的设备、系统或流程。 通过各种高速高带宽的通信网络，将个人 电子设备、组织和政府信息系统中分散的 信息连接起来，进行交互和多方共享。 整合海量跨地域、跨行业和职能部门的多 源异构数据
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数字城市发展趋势：智能化
回归业务
数据的深入挖掘与应用，信息为 业务服务。