[发明专利]基于水力模型构建需求的排水管网数字化处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于水力模型构建需求的排水管网数字化处理方法，属于市政工程信息技术与地理信息系统技术交叉领域。

背景技术

地下排水管网作为城市建设中的重要部分，在城市规划和建设中起到不容忽视的作用，随着城市化进程的加快，地下管网的建设的规模逐步扩大，管网数据不断更新，给管网系统的信息化管理带来了越来越大的困难。当前，我国管网数据的管理模式还停留在以CAD数据及文本数据为主的阶段，对于管网系统的空间属性和拓扑关系的描述一直缺乏有效的技术手段进行实现。

地理信息系统技术是集存储、查询、分析和显示地理数据为一体的综合性技术，近年来已逐步应用于城市规划、土地管理和地下管网设施管理等诸多领域。尤其是随着管网水力仿真模拟技术的发展，为了快速、准确地构建出适宜水力模型模拟的管网信息化系统数据，对其有效的数字化处理技术手段提出了更为迫切的要求。

传统的排水管网数字化处理手段，是以CAD平台下无属性矢量数据为基础，通过ArcGIS地理信息系统平台的简单工具，转化为带有字段属性和空间展布信息的矢量数据。传统处理方法虽然可完整保留矢量数据的空间信息，如点的坐标、线的起点坐标和终点坐标等，但其矢量数据的字段属性却必须依靠大量人工操作进行输入，如井的地面高程、井底高程、管段的上下游节点号等。对于复杂的管网系统，人工操作的方法费时费力，而且非常容易出现人工输入错误。

基于上述传统处理方法的缺陷，本专利从水力模型构建的需求出发，将标准CAD矢量数据的GIS化操作进行大量简化，主要操作步骤均通过计算机自动实现，并且配合查错机制，及时验证原始数据的错误，保证管网系统的数字化处理过程准确、快速地实现。

发明内容

本发明主要为解决当前基于传统的管网系统数字化处理方法，人工处理量大、出错率较高、而且缺乏有效的查错机制缺点，提出了一种快速化实现排水管网系统数字化的处理方法。

本发明的技术方案如下：

基于水力模型构建需求的排水管网数字化处理方法，所述方法依次包含以下步骤：

(1)CAD基础数据处理；

传统的排水管网数据均以CAD无属性矢量数据为基础，CAD数据仅包含管网，如检查井、管段的空间坐标数据，而节点的井深、地面标高、管段的管径、上下游节点号以及管段上下游底标高等只能通过文字标注的方式进行标识。由于CAD绘图的目的仅为视觉展示，因此其数据并不要求具有严格的空间坐标匹配，如CAD绘图中节点与管段仅需保持视觉上的连接性，而实质上却并未连通。如果直接采用未处理的CAD数据构建管网系统的GIS数据，则往往造成不连通的管网布局，其数据无法满足水力模型构建的需求。本专利尽量简化CAD数据的处理工作，取消节点的绘制，而仅需对现有管段进行处理，采用端点捕捉工具保证两管段间的端点连接进行完全坐标匹配。

(2)管段GIS数据的转化和属性输入；

(2.1)管段GIS数据的转化；

通过ArcGIS平台下的转化工具，将CAD管段数据转化为带属性字段的shape格式矢量数据；

(2.2)管段GIS数据的属性输入；

管段GIS矢量数据需构建字段包括：断面类型、圆管管径、渠高、渠宽、上游底标高、下游底标高、上游埋深、下游埋深和管段流向。上述字段均可通过ArcGIS平台下的空间连接工具，通过空间距离的远近，自动获取CAD数据中管段附近的文字标识信息。但如果CAD数据无法满足空间搜索的需求，则需进行人工输入。本专利的特点在于极大简化了传统处理方法需人工输入的数据量，且仅需通过确定管段的流向信息，取消了管段上下游节点号输入的繁复工作，同时若节点地面高程采用地形数字高程模型进行推断，则可取消管段上游埋深和下游埋深数据的输入，该部分方法在步骤6中详细阐述。管段流向采用简单的人工判断，采用整数数据标识大致的管段流向，整数“1”代表管段流向为自西向东，整数“2”代表自东向西，整数“3”代表从北至南，整数“4”代表从南至北；

(3)节点的自动生成及处理；

(3.1)在ArcGIS平台下，基于管段矢量数据，自动生成管段端点，包括管段起始点和末端点的矢量图层数据；

(3.2)在ArcGIS平台下，通过空间计算工具，获取节点的X坐标和Y坐标，根据实际精度需要，保留X坐标和Y坐标的小数位精度，通过字段计算器，利用对格式化后的X和Y坐标进行字符连接作为节点编号，X和Y坐标之间采用任意简单的字符进行分割标识。