ArcGIS在生产运行中与实时数据库的结合应用
时间：2021-02-09 00:01:01 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：GIS 技术在生产管理、运行中发挥着越来越重要的作用，本文介绍ArcGIS在生产运行过程中与实时数据库结合，展现天然气管网数据实时显示，为生产运行以及生产管理提供更好的信息化数据平台。
关键词：天然气管网；ArcGIS；实时数据库；数据链接；生产数据
中图分类号：TP311.13；TE978 文献标识码：A
天然气管网系统针对天然气生产中的轻烃管线，输气管道，集气管道的运行管理信息数据，以及各生产运输大队的生产数据进行展现。以便能更好的为用户提供相应的指导信息。天然气管网实时数据来源于实时数据库，通过从实时数据库获取动态的管网数据，利用ArcGIS强大的地理信息图像数据展示功能对管网数据和生产运行数据进行分析显示，为用户提供友好，清晰的展示功能，和指导数据。
一、ArcGIS简介
地理信息系统(GIS)技术是采集、存贮、管理、分析和描绘整个或部分地球表面与空间和地理分布有关的数据的空间信息系统，是属于信息科学和信息产业的一部分。天然气管网的管理，要求掌握大量现势性强、真实准确的信息 (包括地上、地下、地理现状及社会全方位信息)，并能随时快速查询，进行综合分析，为管网运行情况的预测、规划、工程设计及决策提供可靠的依据。天然气管网信息管理系统应用GIS 技术可实现基础设施信息的计算机管理、快速查询检索及辅助决策信息分析，将取代传统的纸图、文档袋资料管理和手工作业方式，提高天然气管网管理效率，实现天然气管网信息管理的科学化、规范化和自动化,及时准确地提供各类专题研查询、综合查询、统计等辅助管理、决策信息。天然气管网的特点是:复杂(种类多，纵横交错，密如蛛网)、动态(管内流量，运行情况)、信息量大。如何更好地使用和管理好长期积累及收集的大量的地下管线信息其最有效的方法是利用数据库技术和GIS 技术建立地下综合管线信息系统。美国ESRI 公司的ArcGIS 软件是全世界最著名也是最成熟的地理信息系统软件，被广泛应用在与地理位置相关的各个领域。利用ArcGIS 软件，可以天然气生产各部门轻松掌握所管辖范围内的各类地下管网的用途、管径、材质、年限、净距、截面等数据信息。具体地、综合地下管线地理信息系统可实现如下功能：
1. 快速建库和图形编辑能力
拥有图文并茂的界面是GIS 最基本的功能，除此之外，GIS 软件所提供的丰富的编辑工具也是必不可少的。包括：
图形操作工具：放大、缩小、漫游等；
图形编辑功能：多种方式生成点、线、面，如：按角度、长度自动生成线段；相对已有要素的平行线、垂线、中点等生成新要素；按角度、半径或长度生成圆或弧段。多种自动捕捉方式，如：snap 端点、近点、中点、交点、圆心、切点等。图形修改，如：平移move、删除delete、复制copy、线段去头trim、线段打断split、线段延伸extend、镜像mirror、平行拷贝parallel 等。
属性操作：增加、删除属性、拷贝/粘贴部分或全部属性；
注记操作：生成、编辑、拷贝、改变颜色/大小/字体、转换；
制图工具：所见即所得的方式、可定制、支持动态地图投影、自动生成格网/图廓、智能标注等；
2. 专业化的空间分析功能
对于地下管线管理系统来说，仅对图形进行简单的浏览、查询是没有太大意义的。如何要让GIS 在管网管理中发挥出更大的作用呢？——利用GIS 软件特有的专业分析功能。综合地下管线管理系统要求GIS 平台提供专业的分析算法和专业模型，以便对管网数据进行深层次的网络分析，如：爆管分析、关阀分析、管线三维显示等，使系统具有辅助决策支持功能，为有关部门提供科学的计算结果和决策依据。
3. 管理海量数据
综合地下管线管理系统管理着地下各类管线的位置信息及各种复杂的属性信息，这样一个大型管理系统要能达到实用，其管理和分析的数据量相当大，且数据层也很多，因此对软件的处理能力要求较高。而且系统还要求有时效性，因为规划局要保留、整理一段时间内的管线历史数据，以便随时对废弃或改线的管线进行查询。所以庞大的数据量要求GIS 具有管理、显示、分析和处理海量数据的能力。
4. 易于客户化
如何将一个GIS 平台变成适合规划行业的、满足业务技术需求的GIS 系统，关键在于用户的二次开发。GIS 平台应该支持标准的开发环境，易于系统定制，方便开发。
5. 支持网络化
在网络技术和环境日趋成熟和完善的时代，规划管理部门要借助网络技术，充分利用网络资源，实现资源共享，这就要求GIS 系统支持B/S、C/S 模式，支持Internet/Intranet 技术，实现网络化。
6. 支持通用标准，技术先进
系统要求应用IT 主流技术和全球GIS 先进技术，要求支持通用的计算机技术标准，如：基于工业标准的组件对象模型（COM）；支持计算机辅助工程（CASE）工具；支持WindowsNT 的用户界面标准（GUI）；使用标准的可视化建模语言UML 来定制数据模型；支持工业标准的大型数据库；通过TCP/IP、HTTP 协议，运用标准的XML、SQL，实现基于网络的通讯等。
7. 系统的可伸缩性
在设计和规划系统之初，我们就应该从宏观、全局、长远的角度来统筹考虑，但因为经费的投入问题、现阶段的应用需求，以及其他各种软硬件环境的制约，迫使我们无法“一步到位”。这样，“统筹规划，分布实施”就不失为一种上佳选择。而要做到这一点，系统所依赖的GIS 平台的可伸缩性、可扩展性则是关键。因此，为了便于今后整个系统的功能扩充，要求GIS 软件具备可扩充性，且产品要系列化，以适应不同阶段、不同层次用户的应用需求。这样，基于GIS 的系统建设才可以分步实施，由初级搭建到构架完善，可以无缝扩展，系统数据和程序能够平滑移植。
8. 系统的安全性
系统的安全性应具有三个方面的意义：一是系统自身的坚固性，即系统应具备对不同类型和规模的数据和使用对象都不能崩溃的特质，以及灵活而强有力的恢复机制；二是系统应具备完善的权限控制机制以保障系统不被有意或无意地破坏；三是系统应具备在并发响应和交互操作的环境下保障数据安全和一致性。
二、ArcGIS与实时数据库的结合应用
实时数据库是从底层装置DCS等设备获取实时数据，天然气管网管理系统通过ArcGIS Engine进行二次开发，通过.net应用把实时数据库的数据转换到天然气管网信息管理系统的数据库中，再通过ArcGIS Engine 把动态数据与静态的管网数据结合，以空间图像的形式展现给生产运行部门，以供生产运行调度和相关决策分析。天然气管网信息管理系统解决方案拓扑图：
1、对实时数据库的需求
天然气管网管理系统要求，实时数据库系统能够为天然气管网信息管理系统提供有效的SQL Server 数据服务支持，并提供装置组态分布是画面。
数据信息要求：实时数据库能对管网底层的设备装置获取动态的数据，其中包括轻烃管线，集气管线，输气管线等线路的设备装置连接，并获取相应数据。对生产运行大队能够获取相应生产运行信息。并能对相应实时数据转换到相应的SQL Server 数据库中。对实时数据的连续性要求并不是很高，要求在分，时一级的实时数据
组态要求：要求实时数据库对管网系统装置设备有相应的组态图，并可以分布式应用，和拆分成相应装置设备对应关系。以方便可以通过天然气管网信息管理系统进入相应的管网设备组态中，以浏览对生产数据实时性要求较高的实时数据。
2、ArcGIS Engine 的二次开发
天然气管网信息管理系统利用ArcGIS Engine提供的强大的空间地理信息数据引擎，结合.Net开发，利用实时数据库作为数据源，为天然气管网信息管理系统提供很好的运行平台。通过天然气管网的静态数据利用ArcGIS Engine 为管网实时数据提供空间地理图像，利用实时数据库的动态数据来源，为天然气管网信息管理系统提供生产运行数据和调度参考数据。
3、管网信息管理系统数据的访问方式及其运行模式
生产信息原始数据来源于实时数据库，利用实时数据库可以为天然气管网管理系统提供好的数据源支持，能更好的获取生产运行数据。
通过.net程序开发可以将实时数据库中的管网信息数据转换成ArcGIS数据，并传送给ArcGIS服务器数据库，再通过ArcGIS服务器进行数据分发，给各天然气管网信息管理系统客户端。各客户端通过本地的ArcGIS数据服务进行空间地理图像的显示。
通过各客户端数据的缓存，这样就减轻了对服务器和网络的压力，能更有效的使用本地资源。使天然气管网信息管理系统的应用更加方便、快捷。也减少了对网络的依赖。
参考文献
[1]何塞峰,姚革,龙家恒.综合地下管网信息子系统的设计研究[C].北京测绘,1996.
[2]谭斌.地下管网空间数据模型的建立与应用[J]. 四川测绘, 2001.
