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《中国地质大学》 2006年
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城市管网地理信息系统的数据模型与数据集成机理研究

牟乃夏  
【摘要】: 城市管网是构建在城市三维空间上的错综复杂的网络系统,是城市的“神经”和“血管”,日夜担负着传递信息和输送能量的工作,是城市赖以生存和发展的物质基础,是城市的“生命线”。由于管网空间数据本身的复杂性:种类繁多、隐蔽性强、设备连接关系复杂、多种管线相互影响、管网多源头补给、多家管理和建设、用户数据巨大、实时拓扑等,增大了城市管网管理的难度。为保证城市管网合理、有序、高效和安全的运行,在管网管理中引入了以SCADA为主体的综合调度管理系统,实现管网运行工况的实时监测、自动报警和远程设备控制。但是SCADA系统将设备的运行状态和地理位置分离,影响了综合管理、设备调度和科学决策的水平。地理信息系统由于在空间数据管理上的优越性,成为综合调度系统的基础平台和用户业务流、工作流与决策支持的日常工作平台,是管网管理的发展趋势。 本文基于“宁夏全区配电调度地理信息系统”,“十堰市东风燃气调度地理信息系统”,“东莞电信基础地理信息系统”等项目,对城市管网的数据模型和集成机理进行研究。通过分析配电网络、给排水网络、燃气网络等城市管网数据模型存在的问题和城市管网空间数据的共性,提出基于有向节点的管网数据模型。综合调度地理信息系统的核心是多系统集成,鉴于当前数据集成存在的集成度不高、集成层次低、集成理论研究匮乏的现状,兼顾空间数据操作的效率,提出空间数据内存引擎的思想。在有向节点模型和空间数据内存引擎的基础上构建城市管网的综合实时调度GIS系统,阐述了有向节点模型和空间数据内存引擎的关键技术和实现框架。分述如下: 1.管网空间数据的有向节点模型 地理信息系统在管网管理中得到了广泛的应用,但是目前鲜有针对管网GIS空间数据模型的研究。要么是通用的平面强化的地理网络模型在管网中的具体应用,要么是各行业专业模型在其自身领域内的应用。通用模型充分利用了GIS的功能,但其过于宽泛,难以贴合行业应用;过于专业的行业模型又难以充分利用GIS的功能。现有的研究朝两个方向发展,即地理网络模型的研究和各种管网专业模型的研究。如何将两个方向的研究最大限度的融合,充分发挥各自的优势,是有向节点模型提出的背景。 管网GIS空间数据具有明显的行业特征,从几何图形上看:管网几何图形规整,图形节点特征明显,无复杂的线形结构;节点连线即为管网的几何图形。从管理要素特征上看:关注的是各种设备点而非管线;管理部门的日常工作如资产管理、设备报表、报警控制、设备检修、生产运行等也是基于节点展开;用户更关心流量、压力、温度等实时参数以保证管网的正常运行;管网的调度基于逻辑网络展开,逻辑网络由节点生成,可见节点是管网管理的核心要素。 有向节点模型突出节点作为管网管理和数据建模的核心作用,将城市管网的二元网络结构简化为一元结构,即:将以点、线为建模要素,且以线为主的地理网络建模方式简化为以点为主、结合点的连接关系的建模方式。定义了节点的向、度、节点等级、复杂节点
【学位授予单位】:中国地质大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TU990.3;P208

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 石永阁;边馥苓;胡诚;;面向服务的空间信息集成与共享综述[J];测绘与空间地理信息;2012年06期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 伊晓东;刘德;杨磊;;综合管线测量数据模型及其在Oracle Spatial的存储研究[A];第二届“测绘科学前沿技术论坛”论文精选[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 刘理峰;配网地理信息系统数据组织方法及在运行与规划中应用的研究[D];重庆大学;2001年
2 罗德安;一种基于关系数据库的空间数据模型及其特殊应用[D];西南交通大学;2001年
3 李卉;模式驱动的GIS应用集成研究[D];中国矿业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 袁明;基于ArcEngine的地下管线综合应用系统的设计与实现[D];成都理工大学;2008年
2 耿关辉;城市管线设施三维可视化服务框架的研究与实现[D];北京邮电大学;2009年
3 欧阳松南;地下管网数据的时空数据组织与更新[D];中南大学;2009年
4 徐丽君;基于拓扑关系的燃气管网增量数据分区方法研究[D];中南大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王卉;一种解决GIS多源数据无缝集成的方法[J];测绘工程;2003年02期
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10 牟乃夏,薛重生,杨亮洁,张灵先;基于内存缓冲池的实时配电地理信息系统数据集成技术与功能设计[J];电气应用;2005年04期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 刘理峰;配网地理信息系统数据组织方法及在运行与规划中应用的研究[D];重庆大学;2001年
2 罗德安;一种基于关系数据库的空间数据模型及其特殊应用[D];西南交通大学;2001年
3 王盼成;嵌入空间数据库的地图服务及Web地图服务集群技术研究[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2004年
4 李卉;模式驱动的GIS应用集成研究[D];中国矿业大学;2010年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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8 季斌;;动态分段在水环境时空数据模拟中的应用[J];安徽农业科学;2009年11期
9 白恩亮;王心源;;3S集成野外地物几何空间信息实时获取[J];安徽农业科学;2009年24期
10 黄曦涛;;“3S”技术在秦岭生态环境保护领域的应用[J];安徽农业科学;2010年09期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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2 潘元庆;谷志云;李保贤;陈伟强;李天阁;;GIS在农业和土地资源管理中的应用研究[A];河南省地质调查与研究通报2007年卷(上册)[C];2007年
3 张春敏;潘伯鸣;;常州市现状三维城市空间数据库设计[A];江苏省测绘学会2011年学术年会论文集[C];2011年
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5 邓敏;刘启亮;李光强;程涛;;一种基于场模型的空间聚类算法[A];现代测量技术与地理信息系统科技创新及产业发展研讨会论文集[C];2009年
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7 姜芸;吴学伟;;面向服务的地理数据集成中间件的设计与实现[A];第二届“测绘科学前沿技术论坛”论文精选[C];2010年
8 姚静;李爽;;DEM分形模拟及其空间不确定性分析[A];《测绘通报》测绘科学前沿技术论坛摘要集[C];2008年
9 曾安敏;;基于Delaunay三角形的移动坐标转换法及应用[A];《测绘通报》测绘科学前沿技术论坛摘要集[C];2008年
10 刘纪平;王亮;雷兵;朱翊;李玉祥;石丽红;赵荣;;面向政府管理与决策的第四代地理信息系统软件平台自主研发[A];中国测绘学会2006年学术年会论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 贾瑞生;矿山开采沉陷三维建模与可视化方法研究[D];山东科技大学;2010年
2 王红;基础地理信息地形数据库信息量度量方法研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
3 章冲;网络环境下煤矿三维建模及可视化关键技术研究[D];解放军信息工程大学;2010年
4 夏兰芳;自然图形的度量格网研究[D];武汉大学;2009年
5 赵海云;房产面积识别技术与应用研究[D];武汉大学;2009年
6 史云飞;三维地籍空间数据模型及其关键技术研究[D];武汉大学;2009年
7 孟凡奇;基于GIS的泥石流预测预报[D];吉林大学;2011年
8 付博;基于GIS和遥感的长春市宜居性环境评价研究[D];吉林大学;2011年
9 杜萍;基于本体的中国行政区划地名识别与抽取研究[D];兰州大学;2011年
10 韩志刚;地理超媒体数据模型及Web服务研究[D];河南大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王庆牛;煤系地层三维地质建模及可视化技术研究[D];河南理工大学;2010年
2 郝从娜;地籍数据归户管理相关技术研究及其应用[D];河南理工大学;2010年
3 王军;网络环境下面向服务的地理信息共享技术研究[D];哈尔滨师范大学;2010年
4 周建辉;基于3S技术的土地开发整理规划研究[D];广西师范学院;2010年
5 王国宾;面向对象的公路空间数据库系统研究[D];郑州大学;2010年
6 刘亮亮;基于GIS大连市环境在线监测系统研究与开发[D];大连理工大学;2010年
7 冷杰宣;大平矿水库下开采库区三维建模及可视化技术研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
8 刘松林;GIS/GPS在港口公安指挥决策系统中的应用研究[D];大连海事大学;2010年
9 李福建;基于GIS的我国海岸带地质灾害基础信息管理系统的设计与实现[D];中国海洋大学;2010年
10 顾健;基于Web Service的物流跟踪决策系统的实现[D];苏州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 朱合华,吴江斌;管线三维可视化建模[J];地下空间与工程学报;2005年01期
2 张芳;朱合华;吴江斌;;城市地下空间信息化研究综述[J];地下空间与工程学报;2006年01期
3 姜晓轶;周云轩;;从空间到时间——时空数据模型研究[J];吉林大学学报(地球科学版);2006年03期
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5 张清浦;政府地理信息系统的建设和应用[J];测绘工程;2000年04期
6 陈学业,郭仁忠;基于组件式GIS的工作流模型[J];测绘工程;2003年01期
7 王卉;一种解决GIS多源数据无缝集成的方法[J];测绘工程;2003年02期
8 马民涛;任杰;陈克龙;李旭;赵永梅;;城市地下管网管理信息系统中管线三维显示的实现[J];测绘工程;2005年04期
9 张清浦;电子政务与GIS[J];测绘科学;2003年01期
10 张凯选,张军,蒋涛;空间数据集成中异源性问题探讨[J];测绘科学;2004年01期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王强;空间信息服务聚合的关键技术研究[D];解放军信息工程大学;2010年
2 李卫江;电子政务与空间信息集成的理论及实践[D];华东师范大学;2004年
3 赵仁亮;基于Voronoi图的空间关系计算研究[D];中南大学;2002年
4 孙斌;基于GIS的办公自动化系统开发技术的研究和探讨[D];中国地质大学(北京);2005年
5 王建涛;基于Web的地理信息服务的研究与实践[D];中国人民解放军信息工程大学;2005年
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7 石若明;基于GIS的城建档案管理信息系统集成研究[D];中国地质大学(北京);2006年
8 迟文学;面向服务的搭建式软件开发技术研究[D];中国地质大学(北京);2008年
9 郑文锋;面向服务的空间数据共享[D];成都理工大学;2008年
10 靖常峰;GIS服务链模型研究及基于工作流技术的实现[D];浙江大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陆琪;基于基态修正模型的增量采编与更新方法研究[D];中南大学;2011年
2 王培植;天然气长输管网信息系统的应用研究[D];西安科技大学;2011年
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4 张玉洁;地下管网综合管理系统的设计与实现[D];大连理工大学;2003年
5 李燕;基于组件式GIS的河南省人口电子地图系统开发与设计[D];河南大学;2004年
6 丁美青;基于GIS的湖南省衡南县地下综合管网信息系统的研究与实现[D];中南大学;2004年
7 胡钰舒;基于软件重用的信息系统框架设计[D];重庆大学;2004年
8 万贤美;三维管网地理信息系统的研究与实现[D];山东科技大学;2004年
9 连军;基于GIS的城市地下管线综合管理信息化研究[D];重庆大学;2005年
10 查新建;GIS系统中数据源集成方法的探讨与实现[D];浙江大学;2006年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前7条
1 刘合辉;张毅;曹一冰;;辅助边界谈判划界子系统设计及关键技术[J];测绘与空间地理信息;2011年02期
2 刘合辉;张毅;曹一冰;;边界谈判划界决策支持系统的设计与应用[J];地理空间信息;2011年02期
3 杨红艳;周晓光;;燃气管网巡检终端数据更新与维护[J];测绘与空间地理信息;2012年12期
4 徐彦中;许兆刚;;新技术条件下测绘产品信息化发展、实现及局限性的探讨[J];测绘通报;2012年S1期
5 袁满;李金荣;高俊涛;范忠钰;;一种元数据驱动的通用GIS应用集成模型[J];计算机工程;2012年06期
6 薛军山;王波;;基于AutoCAD的徐州市地下管线信息系统开发与实现[J];软件导刊;2012年05期
7 王俊清;杨志刚;李存华;;天津市市政地下管线的辅助信息规划管理[J];市政技术;2011年06期
中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 刘荣;王超;李伟;杨志刚;刘光媛;袁博;;城市地下管线的时空数据管理研究[A];转型与重构——2011中国城市规划年会论文集[C];2011年
2 刘合辉;张毅;曹一冰;;辅助边界谈判划界子系统的设计与实现[A];第二届“测绘科学前沿技术论坛”论文精选[C];2010年
3 徐彦中;许兆刚;;新技术条件下测绘产品信息化发展、实现及局限性的探讨[A];第四届“测绘科学前沿技术论坛”论文精选[C];2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 魏向辉;基于GIS的全球油气信息系统的设计与主要功能实现[D];辽宁工程技术大学;2009年
2 王晓欢;基于C#+AE的西安市生态文明建设评价系统设计与实现[D];陕西师范大学;2011年
3 赵登蓉;基于ArcEngine的城市污水管网地理信息系统的设计与实现[D];郑州大学;2011年
4 董绍环;城市地下综合管线管理信息系统研究与实现[D];中国石油大学;2011年
5 张海亮;基于AE和ArcGIS Server的煤矿安全管理系统的应用研究[D];西安科技大学;2011年
6 张玉霞;基于GIS技术的城市数字管网系统的研究与应用[D];辽宁科技大学;2012年
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10 万迪;城市地下管线信息系统的建立[D];东华理工大学;2012年
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中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 张新长;熊立林;;基于广东省水资源管理信息系统图文一体化研究[A];全国地图学与GIS学术会议论文集[C];2004年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 高铁军;吴立新;;论城市管网智慧管理研究范畴与关键技术[J];地理与地理信息科学;2011年04期
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8 车永胜;浅析城市管网与二次加压泵站的衔接[J];黑河科技;1998年03期
9 陈顺华;;基于ArcGIS Engine城市管网的网络分析[J];铁道勘察;2009年05期
10 程小凯;李恺毅;李景文;陈大克;;面向对象的城市管网数据组织模型设计[J];地理空间信息;2010年02期
中国重要会议论文全文数据库 前4条
1 陈瑜;房福刚;;城市管网的扩建[A];中国土木工程学会城市燃气分会输配专业委员会2005年会议论文集[C];2005年
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3 胡卓玮;杨国东;;城市管网信息系统的研究[A];“加入WTO和科学技术与吉林经济发展——机遇·挑战·责任”吉林省第二届科学技术学术年会论文集(上)[C];2002年
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中国重要报纸全文数据库 前10条
1 安领弟;保障城市管网"健康"应预防为先[N];中华建筑报;2006年
2 记者 胡永康;全力推进城市管网建设[N];咸宁日报;2010年
3 ;完善提升城市管网建设[N];团结报;2014年
4 记者 徐晓俊;一“网”情深[N];昆明日报;2012年
5 魏莉;监管缺位考量城市管网承重底线[N];兰州日报;2008年
6 记者 颜伟杰 通讯员 郑盈盈;城市防涝,杭州“三箭齐发”[N];浙江日报;2013年
7 嘉盈;我国城市管网招商 首次向外商开放[N];中国商报;2003年
8 本报记者  安领弟;管道“体检”:让城市血脉畅通[N];中华建筑报;2006年
9 记者 李晓辉;努力把安全生产工作提升到一个新高度[N];锦州日报;2014年
10 特约记者 刘金生 通讯员 梁国俭;管道一公司第二机组沉着应对城市管网[N];石油管道报;2005年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 牟乃夏;城市管网地理信息系统的数据模型与数据集成机理研究[D];中国地质大学;2006年
2 郑春梅;城市管网空间信息共享与服务平台关键技术研究[D];中国地质大学(北京);2014年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 马玉欣;基于GIS的城市管网信息系统的研究与实现[D];吉林大学;2012年
2 史敏;城市管网三维模型的设计与实现[D];北京邮电大学;2009年
3 宋鹏;城市管网监测管理系统研究与设计[D];重庆大学;2012年
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