1、烟台大学毕业论文（设计）摘要 随着现代城市的发展，地下管线已成为人民生活和经济活动的命脉，也成为城市赖以生存和发展的物质基础。本文对国内外地理信息系统技术和管线信息系统的特点进行了综述，分析了系统的开发模式和实现技术，确定了二次开发的控件和算法，并设计实现了城市地下管线信息系统。本文的主要工作包括：(1)分析了地下管线信息系统的特点以及与地理信息系统的关系，在比较分析三种开发模式和两种流行的 GIS 开发平台的基础上，结合 ComGIS 的特点和原理，基于 MapObjects进行二次开发形成了一套拓展的 GIS 控件。(2)分析了管线数据的特点，设计了城市地下管网信息系统数据编码和管线数据组
2、织的模型；阐述了地理信息系统中网络分析的概念及常规网络分析的解决方案，论述了事故分析、最短路径分析、缓冲区分析和纵横断面分析流程的方法，采用深度优先遍历方法实现 Dijkstra 算法。(3)分析和提出了地下管线的信息编码和属性数据库的设计方案，对管线信息的空间分析手段作了深入的探讨；在此基础上，运用 MapObjects 作为二次开发控件，以 ComGIS 为基础对地下管线信息系统项目进行了详尽的方案设计，实现数据输入、属性查询、空间分析、图形输出、系统维护等多方面功能。系统在一定程度上解决了目前大多数系统的数据格式单一、数据互操作性不强，或在数据格式转化中常常出现数据丢失、错误改变等问题，
3、实现了比较完备的管线空间数据与属性数据编辑及维护功能。(4) 采用 C/S 模式，设计和实现了城市地下管网信息系统，并对系统实现中的几个关键问题，给出了解决方法。关键词 地下管线，地理信息系统，数据库，三维可视化， C/S 模式【写作提示】摘要以最概括、最简洁的语词描述正文重要内容的短文，是论文的内容不加注释和评论的简短陈述，应尽量反映论文的主要信息，内容包括研究目的、方法、成果和结论，具有独立性和完整性，即不阅读报告、论文的全文，就能获得必要的信息。摘要的内容应包含与报告、论文同等量的主要信息。【写作提示】中文摘要一般为 400 字左右。摘要前加黑体“摘要” ，并外加“ ”，作为标识。【写作
4、提示】关键词是反映毕业论文（设计）主题内容的名词，是供检索使用的。关键词一般为 35 个，按词条外延层次（学科目录分类） ，由高至低顺序排列，关键词之间应以分号隔开。关键词排在摘要正文部分下方。烟台大学毕业论文（设计）Abstract: Along with the urban development, underground pipeline has become the live vein of the people and the economic activities, also become the material base of urban survival and develo
5、pment. This paper gives a review on the development of GIS and an analysis on the characteristics of currently popular GIS platform, analysis of the system development pattern and the implement technology, also, determines controls and algorithms for quadratic development. Main content introduced in
6、 this paper includes:After analyzing the special demand of Pipeline Information System (PIS), based on the comparative conclusions among three different development modes of GIS, and two popular GIS platforms, with the characteristic of the COMGIS taken into account, a comprehensive solution based o
7、n MapObjects to construct the PIS is proposed.Based on the characteristic of the pipeline data, a plan on the encoding and a data organization model are proposed. Especially, the concept of the geometrical network and the relative network topology analysis are discussed. The accident analysis model,
8、 the algorithm to find the shortest path, the buffering analysis, the flow to implement the transect analysis are also introduced. The Dijkstra algorithm is implemented on basis of Depth-First Traversal.The analysis is given on the design of the information encoding and the spatial database. The mai
9、n method used within the spatial analysis of PIS is introduced. The comprehensive solution of the constructed PIS is introduced in detail. The implemented functions include data input, data query, spatial analysis, map output, system maintain and so on. To a certain extent, the constructed PIS makes
10、 progress in Data Integration and System Interoperation. The PIS is constructed with the C/S framework on basis of MapObjects, and produced solutions to several key questions in system realization. Key words: underground pipeline, geography information system, database, C/S mode【写作提示】英文摘要、关键词，内容、格式与
11、中文完全一致。英文摘要、关键词前用加粗的“Abstract”和“Key words”作为标识。【写作提示】由于表达上的差异，英文摘要并不一定逐句直译中文摘要。即使使用了机器翻译工具，也请自己再从用词、语法方面进行把关，不能将你的工作质量完全交给机器。烟台大学毕业论文（设计）目 录1 绪论 .11.1 课题研究的背景与意义 .11.2 地下管线信息系统的现状 .31.3 本文研究内容 .41.4 论文的结构 .42 相关理论与技术基础 .62.1 地理信息系统 .62.1.1 地理信息系统的概念 .62.1.2 地理信息系统的结构 .62.2 地下管线系统 .72.2.1 地下管线的概念 .72
12、.2.2 地下管线信息系统与 GIS 的关系 .92.2.3 地下管线系统的特点 .92.3 GIS 开发模式 .102.3.1 三种开发模式 .102.3.2 三种模式的比较 .112.4 组件式 GIS.112.4.1 组件式 GIS 的特点 .112.4.2 组件式 GIS 的实现技术 .122.4.3 两种比较流行的组件式 GIS 控件 .132.4.4 MapObjects 的特点 .153 地下管线信息系统分析 .173.1 地下管线数据组织 .173.1.1 数据分层、分幅管理 .173.1.2 属性数据编码 .173.1.3 地下管线信息系统的数据结构 .183.2 地下管线空
13、间分析 .203.2.1 事故分析 .203.2.2 最短路径分析 .223.2.3 缓冲区分析 .243.2.4 纵横断面分析 .253.3 数据检查 .263.4 管线三维图形的生成 .273.4.1 三维可视化软件 VRML.273.4.2 地下管线三维数据的提取 .274 地下管线信息系统的设计 .28烟台大学毕业论文（设计）4.1 需求分析 .284.2 系统设计 .294.2.1 系统设计的基本原则 .294.2.2 系统的结构设计 .304.2.3 功能模块的设计 .314.2.4 数据库设计 .325 地下管线信息系统的实现 .345.1 C/S 模式地下管线信息系统的网络编程
14、 .355.2 图形编辑操作 .385.3 查询统计 .405.4 空间分析 .405.5 数据检查 .415.6 三维显示 .425.7 打印输出 .435.8 安全性控制及系统维护 .446 总结与展望 .47致 谢 .48参 考 文 献 .49附录 A 部分代码 .53【写作提示】上面的目录是由 word 自动生成的。前提是，你需要将正文中的各级标题的样式选择为“ 标题 1”、 “标题 2”或“标题 3”。当你编辑好你的正文后，在前面的目录中点击右键，选择“ 更新域”-“ 更新整个目录”-“确定 ”。这样做既省事，又能保证不会产生编辑错误。另外，还便于在编辑中通过“视图” 菜单-“文档结
15、构图”，如下图所示，在编辑中可以查看到整个文档的结构，并很方便地定位定位到希望编辑的位置。烟台大学毕业论文（设计）【写作提示】保留这一段后面的分节符，以保证正文开始页码是 1。建议编辑时，按下“常用”工具栏中的“显示/隐藏编辑按钮” ，使分页、分节、分段等编辑符号可见（打印时不会出现） ，这样有助于编辑工作的进行。【写作提示】感谢你响应“低碳”号召而选择“双面打印” 。如果“双面打印” ，请在“文件”菜单中，单击“页面设置”命令；单击“页边距”选项卡，在“多页”后的框中，单击“对称页边距” ，确定“内侧”为 2.5 厘米和“外侧”为 2 厘米。这样在双面打印时，正面和反面的页边距可以对应起来。
16、另外，如果你的目录页不到 1页，请在此处通过插入分页符，以保证第 1 章总是从正面开始的（翻一下任何一本书，没有正文第 1 页是从反面开始的。 ）烟台大学毕业论文（设计）01 绪论1.1 课题研究的背景与意义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 1,2。但由于多方面的原因，镇江市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，并且因为缺乏相应的事故分析能力，对事故响应时间不够及时。另一方面，现有的地下专业管线的
17、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镇江市信息管理当务之急。【写作提示】正文主体是论文的主要组成部分。要求层次清楚，文字简练，通顺，重点突出。论文主体的题序层次是保证文章结构清晰、纲目分明的编辑手段，必须符合学术规范要求，并前后统一，不得混杂使用。我们所用的题题序层次为：（1）第一层次（章）题序和标题居中放置，其余各层次（节、条、款）题序和标题一律沿版面左侧边线顶格安排。 （2）第一层次（章）题序
18、和标题距下文双倍行距。第一层次（章）题序和标题用小二号黑体字。题序和标题之间空两个字，不加标点，下同。第二层次（节）题序和标题用小三号黑体字。第三层次（条）题序和标题用四号黑体字。第四层次及以下各层次题序及标题一律用小四号黑体字。 （3）结论（或结束语）作为单独一章排列，但标题前不加“第 X 章”字样。结论是整个论文的总结，应以简练的文字说明论文所做的工作，一般不超过两页。【写作提示】上面第 1 章和第 1.1 节的样式已经分别设置为“标题 1”、 “标题 2”，这是自动生成目录，以及使用“ 文档结构图 ”的基础。这样做的好处还在于简化排版、利于保持一致性等。【写作提示】正文用宋体小四号字，行
19、间距 18 磅；最简单的方法是，如果某段不符合上述要求，用“ 常用” 工具栏中的 “格式刷” ， “刷”一下所要排版的段落即可。【写作提示】绪论是综合评述前人工作，说明论文工作的选题目的和意义，国内外文献综述，以及论文所要研究的内容。【写作提示】互联网时代从网络及电子书中“粘贴”一些文字来很方便。注意复制来的文字要通过参考文献注明出处，引用太过份就是抄袭了，后果很严重。粘贴来的文字是搞乱版式的罪魁祸首之一，建议一个技巧：将复制来的文字先粘贴到记事本中，去除所有的格式信息，再复制、粘贴到 Word 中来。 WPS 和高版本的 Word 也提供了不带格式的粘贴，值得一用，免除后患。城市地下管线信息
20、系统在这种背景下应建设和应用的需要而研制开发。系统的研究烟台大学毕业论文（设计）1开发应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等功能，以满足地下各类管线的规划、勘探、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，并为将来系统进一步扩充和发展奠定基础。地下管线管理信息系统在规划、石化企业、自来水公司、消防、煤气、天然气等部门有着广阔的应用 35。出于节约用地、节约能源、安全环保的
21、考虑，往往把重要的管线埋设在地下，甚至埋得很深。由于管线处在地下暗处，看不见摸不着，对管线的走向、相互间距、埋设深度无法直接了解。由于对地下管线情况了解不清，在城市建设施工中随时有可能发生刨断电缆、挖断水管，造成大面积的停水停电，通讯中断也时有发生，给国家造成巨大的经济损失。建立地下管线地理信息系统可以使地下管线变暗为明，利用过去的资料和先进的仪器搞清楚地下管线的确切位置、埋深、走向、埋设方式、方圆直径、材质等，建立起地下管线地理信息系统，为规划设计部门提供确实可靠的数据，从而在建设施工中避免了重大事故的发生 6,7。【写作提示】写毕业论文需要用到参考文献，这是一个常识。但是，使用了别人的文字
22、，要在文中注明出处，如上段末尾“入口站点 1。 ”。数字 1 与参考文献后的标号一致，加方括号，并且作为上标。【写作提示】有歪经讲，写作就是复制粘贴。优秀的论文，不是这样出来的。即使本科生的论文，用心做，用心写，至少可以将自己做的工作用自己的语言表达出来。学会用这种文体表达是大学生应该具备的素质，所以这个锻炼环节还是要有。不管什么能力，都是经过后，就练出来了。郑重提醒，我校已经引入了论文比对系统，学校对本科生的论文进行抽查。2012 年底教育部公布关于对学位论文作假行为暂行处理办法 ，如果照搬别人的文字，相似度超过一定值，按毕业设计不及格论处。所以，确保自己完成文字。如果文字来自参考文献，按规
23、范的要求，指明来源，这是可以接受的。不过，也不能过分照抄参考文献中太多的文字。在建立地下管线地理信息数据库后，应用地理信息系统网络分析和各种专业算法，可动态模拟出管道内各种参数，如温度、压力、密度、流量，做出这些物料的流动状态波动曲线图，据此判断管线上各装置的运行情况，发出停、开、升、降等各种指令，何时需开足马力，何时需关闭阀门，合理调控，以维持管线网的最佳运行状态 7,8。建立地下管线地理信息系统还有很多方面的应用，如自来水管道、煤气天然气管道突发事故的应急处理系统、在管线地理信息系统基础上进行漏水调查等。在我国应用地理信息系统管理城市地下管网还处于起步阶段，在数据录入、更新和信息的应用过程
24、中还会遇到各种各样的问题和困难，上述的应用分析功能尚待进一步研究和开发 911。因此，基于镇江管线信息系统进行相关的技术研究，为城市建设和管理提供决策支持工具，将有助城市管理水平，主要体现在如下几方面：（1） 借助于地下管线信息管理系统强大的空间数据库已能很可靠、很完美地将一个城市的基础地理信息、各种管线、管件空间信息及它们复杂的属性信息一体化存储、烟台大学毕业论文（设计）2分类、分层地进行存储管理。（2）借助于系统强大的空间分析能力、网络分析功能和其它各种模型分析功能，能方便地对管线中的介质运行状态作动态模拟；能快速准确对管线运行的突发事故作紧急处理；能协助科学地进行地下管线的规划和辅助设计
25、；能指导市政工程的文明施工和预防性维护等，总之，能较完美地实现对城市地下管线各种深层次的管理。（3）借助于地下管线信息管理系统的网络运行功能和三维显示功能，使一个城市的建设部门和管线权属机构，一个企业的各个管理部门，能充分实现管线信息的共享并进行各自的管理功能；能远距离浏览查询和形象地观测地下管线的复杂分布和相应的空间关系。（4）借助于系统强大的图形功能和数据库管理功能，可以方便地对基础地理信息、管线信息进行修改和更新。1.2 地下管线信息系统的现状城市地下管线是城市经济活动和人民生活的命脉，任何时期，城市都极为重视地下管线信息的管理 7，但是不同时期地下管线信息的管理有其身特点：（1）80
26、年代前，所有管线的权属部门和城建部门都建有完备的档案室，以保存管线的竣工图和各种管线的属性卡片、表册，但随着城市的发展，这种手工管理方式远远跟不上城市发展的需求，矛盾日益尖锐。（2）80 年代后期至 90 年代，为摸清城市地下管网情况，我国开展了大规模的城市地下管网普查，并率先使用计算机辅助制图技术（AutoCAD）绘制管线分布图；使用DBASE、FOXPRO 等数据库管理系统存贮管理管线和管件的属性信息。由于管线的空间信息和属性信息分别存贮于不同的介质，很难统一利用和管理，也难以进行信息的更新。（3）90 年代初期至中期，随着地理信息系统软件被广泛应用于一些行业，也被迅速推广应用于管线空间信
27、息和属性信息的管理。我国于 90 年代初相继使用国外的 GIS 平台（ArcInfo、Intergraph） ，有的甚至用 AutoCAD 探索开发管线信息管理系统。与此同时，国产 GIS 平台研制成功（如 MapGIS） ，用国产 GIS 平台也开发出了地下管线信息管理系统，如 1994 年开发成功的南京炼油厂综合管线信息管理系统、江西南昌自来水管网信息系统和苏州市城市地下管网地理信息系统等，由此城市地下管线信息管理系统的发展进入一个新的阶段。但是由于种种原因，目前城市地下管线的管理存在若干问题。首先，由于地下管线现状资料的缺漏和偏差而造成的盲目施工，时常损坏地下管线，导致停水、停电、停气、
28、通讯中断，甚至引起灾害事故。其次，由于事先缺乏地下管线现状资料，有些道路及管线工程无法按设计进行施工，不得不在现场修改设计方案，且覆土前又未进行竣工测量，造成管线数据的动态更新难以实施。此外，城市管线资料来源不明确，精度不可靠，且在传统的管线资料管理模式下，图文表格不统一，分类统计、检索速度慢，不利综合分析，存在较多弊端。所以要实现城市管理的科学化、现代化，就必须实现管线资料的数烟台大学毕业论文（设计）3字化管理，对城市内的管线进行普查，并对管线资料的管理做出长远规划。1.3 本文研究内容【写作提示】有些同学在标题行后愿意加标点，如“1.3 本文研究内容。 ”或“1.3 本文研究内容：”。这是
29、不合规范要求的。注意：标题行后不加任何标点。地下管线信息系统一方面依赖各种比例尺的地形图，特别是以地形图为基础的专题管线图来管理其空间地理位置信息；另一方面非空间信息（如管线材质、规格、管线高程，底程、埋设年代等）则一般是通过各种不同规格的表格数据形式来管理。这种相对独立且分散的基于文档的管理方法，其弊病是显而易见的：首先表现在于表格文档和地图文档的非同步更新，造成内容上的不一致和混乱；其次，纸质文档有不易查询、保存携带、复制和不便于保密等缺点。近几年随着计算机技术的发展，有一些管线权属单位也采用计算机技术进行地下管线信息的管理，如通过 AutoCAD 生成地下管线图，用 Microsoft
30、Excel 或 Foxpro 保存管线、管点的属性信息，这对地下管线信息的管理发挥着很大的作用，但也存在严重的不足，就是地下管线探测与信息技术分离，AutoCAD 只显示空间数据，无法显示属性数据，空间数据与属性数据没有有机的结合在一起；有时管线信息数据可能由于测量出现较大偏差或者人为的原因弄错，在入库时没有一个合理的机制去进行数据正确性和合理性检查；管线信息的查询、统计、分析都要手工进行，不仅效率低，而且容易出错，无法形成科学、系统的事故分析和决策。目前大多数系统使用的数据格式单一，数据互操作性不强，有的系统虽然支持多种数据格式，但在数据格式的转化中常常出现数据丢失、变形等问题。这样使得系统无法和其它相关系统进行数据共享，造成多种系统之间数据的不一致，系统在使用时往往需要重新录入数据，给用户使用带来很大不便。基于原有 GIS 二次开发平台开发的地下管线管理系统，大多数只具有原平台提供的常用空间分析功能，而缺少针对管线数据管理所需要的网络分析功能，或者只提供了很简单的网络分析功能。本文通过广泛查阅相关文献资料，开发并实现了地下管线信息系统，主要工作包括：（1）设计了适于管网数据存储的栅格矢量一体化数据结构，采用这种数据结构存储管网数据，在保证管线数据全面、准确的同时，简化了存储操作，提高了管网数据的存储效率。（2）讨论了几种常规空间网络分析包括事故分析、纵横断
