摘要：本文基于ArcGIS建立了校园地下电力管线地理信息系统。通过需求分析、整体设计和功能设计，实现了管线缓冲区分析、断电分析、交叉分析等功能，完成校园地下电力管线信息系统建设。实验表明，本文设计的系统可完成空间查询与分析，进行专业分析与制图，不失为一种快速有效的地下电力管线信息系统建设方法。
关键词：ArcGIS；GIS；电力管线信息系统；缓冲分析
1 引言
城市地下电力管线数据是进行规划、结构设计、基础施工和建设的重要基础资料[1]。由于历史原因，我国先前的基于AutoCAD或者其他二次开发软件绘制电缆和敷设管线资料不完善，不能全面体现管线实际情况，图形数据与属性数据不能充分结合，给综合数据分析带来极大挑战[2]，目前已逐渐被新的GIS系统所替代。以GIS技术为核心建立地下电缆管网地理信息系统可以解决前述问题，为地下管线的管理提供了高效的技术平台。基于GIS技术，本文对江西某高校地下电力管线进行了全面调查，建立了地下电力管线信息系统，充分利用地理信息系统软件提供的功能，完成了地下电力管线的空间和分析分析，极大地提高地下电力管线信息化建设[3]。
2 系统总体设计
2.1 总体规划
地下电力管线地理信息系统建设的总体目标是以ArcGIS软件作为基础数据平台基础，实现一个能够实时更新且具有相关分析、查询功能的地理信息系统，实现该高校地下电力管线网络化管理、信息化计算，实现地下电力管线信息的实时更新和全面信息处理及归档存储。
2.2 建设原则
首先建设遵从完整原则，即创建校园地下电力管线地理信息管理体系，满足校职工日常工作，所需全面充足的地理信息和系统分析功能。其次是扩展性，由于校园地下管线被多次翻新敷设，管线条数与检修井增加，可以应用ArcGIS分析工具的相关功能区，进行相应的扩展，使地下电力管线地理信息系统具备可扩展的功能。再次是动态更新，动态更新管理地下管线数据，实现对其进行实时存档更新，满足检索需求。然后是标准性，校园地下电力管网地理信息系统的构成需要满足城市地下综合管网相关技术规范要求，在其编制的过程中，使用到的各种技术指标应符合相关技术规程，适应各种特殊情况，确保该系统标准化与正确。
2.3 功能设计
校园地下电力管线地理信息系统的设计是基于ArcGIS软件来管理校园地下电力管网的相关属性数据，因此对属性数据的管理功能为最重要的。系统首先应具备提供相应的数据录入功能（*dwg文件转换为*shp文件），将已有的校园竣工管线数据（*dwg）、校园平面图数据加以整理、合并、编辑、录入[4]；与此同时应该具备图形属性信息查询功能，查询电力管线各种属性信息，根据查询出的属性信息，进行相应的图形分析，最后整个系统应该具备图形输出功能，打印底图，各种文件类型间的输出转化及最后成果输出。在各功能实现前，需将管线图转化到正确的坐标系统中，才能够满足地图的可视分析功能，完成系统功能设计，且符合相关规范要求，校园电力系统功能设计如图1所示。
图1 系统功能设计
3 系统实现
3.1 缓冲区分析
依据2.3，实现了校园电力系统各项功能，这里主要阐述管线缓冲分析、断电分析和管线交叉分析三项主要功能。利用缓冲区分析向导进行缓冲区分析，定义环绕地理要素信息一定距离的区域面积，表示区域的影响范围或者是作用范围。进行电力管线缓冲区分析是用来分析管线要素的空间邻近关系和疏密远近程度的一项重要空间数据分析，以检修井分析为例，5m半径内所有管线的分布情况如图2（a）、（b）所示。
3.2 断电分析
断电分析主要考虑多点之间的路径选择，在本次设计中，将断电分析应用到电力管线的故障分析中，当出现断电的情况时，根据断电位置，判断断电的最佳施工地点，省去了管线调查的时间。选择最佳施工路径是应用ArcGIS Network Analyst模块用户设置，推荐两节点间的最佳访问时间，达到快速捕捉出断电点位置，为抢修提供有力保障。根据 Network Analyst 工具条建立断电分析图层，图层包括停靠点、点障碍、线障碍、面障碍，停靠点类、路径点类根据实际情况，选择障碍类型，进行最优断电分析。断电模拟如图3所示。
（a）点状要素缓冲分析前 （b）点状要素缓冲分析后
图2 缓冲区分析
图3 断电分析
3.3 管线交叉分析
管线交叉分析根据图形间的拓扑关系实现的，在地理信息系统的实现过程中，拓扑关系作为描述空间地理要素关系的一种集合模型被建立，可以充分反映空间上实体要素间的相对位置关系，若空间地理实体发生相对改变变化时，拓扑关系是不会根据变化而变化。本文根据空间实体间的模型框架建立相关拓扑关系，判断管线间的断电属性、叠合属性，完成如图4所示的管线交叉分析。
图4 拓扑关系与管线交叉分析
4 结束语
本文依据ArcGIS相关分析功能设计出电力管线信息系统，根据缓冲区分析的相关操作，设计了缓冲区分析功能，分析出了点与线的邻域施工范围对管线的影响，根据ArcGIS软件的路径分析功能，设计了系统的断电分析，可以根据路径分析的相关选项，统计到断电点的最短路径，为检查提供便捷的途径。运用拓扑关系检查统计出管线的交叉点，实现管线的交叉分析功能。总之，本文设计与实现的校园地下电力管线信息系统可以完成专业查询、分析功能，满足应用要求，为其它类似工程提供技术借鉴。
参考文献
[1]任志峰. ArcGIS地下管线管理方案[J].武汉测绘,2013:1-115.
[2]薛健男,秦昌杰.ArcGIS在地下管线信息管理方面的应用[J].上海地质,2012(2):30-34.
[3]张玉杰.地下管线数据库的建设[J].江西测绘,2015(01):32-34.
[4]GB/T 13923-92,《国家基础信息数据分类与代码》.国家技术监督局.北京:中国标准出版社，1993.
论文作者:曾建平
论文发表刊物:《基层建设》2018年第27期
论文发表时间:2018/11/8
标签：管线论文; 地下论文; 电力论文; 功能论文; 缓冲区论文; 校园论文; 数据论文; 《基层建设》2018年第27期论文;