基于Java的城市地下管线风险监测系统研究
这是一篇关于地下管线,风险监测,Java,系统开发,IGA-BP的论文, 主要内容为目前,城市化进程不断加快,城市规模不断扩大,城市地下管线随之增加和扩建,而大量的管线在日常使用时难免产生腐蚀、泄漏以及破裂等一系列的问题。造成地下管线问题频频发生的原因是多方面的,大致可以总结为内部原因和外部原因两方面,内部原因主要是管线分布复杂而且种类繁多,管线质量不达标,以及管线长时间的超负荷使用;外部原因主要是管线管理体制不够健全,管线日常维护和监管机制缺乏以及现有的管线监测技术和水平严重不足。所以为了改善这些问题,减少水资源浪费以及实现智能化城市地下管线管理,本文结合卫星影像数据通过Java语言设计实现了包含管线漏点核查以及地表沉降监测等功能在内的城市地下管线风险监测平台,城市地下管线风险监测平台分为城市地下管线风险监测系统和手机端APP两个子系统。本文首先分析了现阶段城市地下管线存在的问题,对比了国内外现有的城市地下管线风险监测的技术水平和发展现状,经过分析发现目前国内外管线监测水平基本上局限于传统的监测仪器和方法,而利用雷达卫星数据监测地下管线风险的技术只是处于初探阶段,但是这种新技术的初探在国内外都取得了不错的效果。为了推进雷达探漏技术的应用并提高现有的管线监测水平和技术,本文结合卫星影像数据确定高精度的POI(疑似漏水点),并利用传统的监测仪器现场核查的方式,实现“天地一体化”探漏的模式。文章基于此介绍了系统在设计和实现过程中涉及的主要技术与软件架构,并整理了系统的需求分析包括功能需求,非功能需求以及可行性分析,以此为基础进行了系统的设计包括系统架构设计、网络拓扑设计、结构设计以及数据库的设计。设计完成之后对系统的功能进行了实现。系统的核心业务是结合影像数据检测出管线漏水点,而卫星影像数据确定的只是疑似漏水点,所以巡检人员现场核查POI的准确性直接影响整个项目的可行性,接下来本人提取了影响巡检准确性的六个因子对巡检准确度进行了评估,以2023年1月到3月的巡检结果数据作为样本数据,利用传统的BP神经网络建模并训练测试之后,发现输出值和真实值的误差相差较大,因此考虑到了BP神经网络的缺陷,在此基础上引用前人改进的GA算法优化了BP神经网络,以优化后的算法(OGA-BP)重新建立模型,通过对比分析,OGA-BP模型比传统的BP神经网络模型精度有很大的提升,但相对误差仍然在15%左右。本人在前人的基础上改进了OGA-BP算法,在此文章中命名为IGA-BP。经过对这三种算法建立模型并仿真。通过对比分析,IGA-BP模型的精度在这三种模型中精度最高,而且改进的IGA-BP算法得出的预测结果与实际值相对误差不高于15%,达到了预期目标而且,验证了IGA-BP模型在评价巡检准确度方面的可行性。该算法评估巡检人员的巡检准确度比传统的人为评估技术更方便,更快捷,更可靠。在巡检准确度评估模型应用到实际中之后,巡检人员也更加认真且专注的去完成自己的巡检任务,这样以来漏点的找出率大大增加,卫星探漏效率大大提高。在系统实现和上线之后,经过测试得出以下结论:两个子系统功能基本上实现,满足设计的需求,整个系统具有稳定性好,安全性高,易于操作的特点,且对城市地下管线风险的降低以及智慧城市的建设有很大的作用。
基于GIS的地下管线信息管理系统设计与开发
这是一篇关于地下管线,数据管理,质量控制,空间分析,二次开发的论文, 主要内容为随着经济飞速发展,城市化建设进程不断加快,城市管线建设不断完善,但是对管线信息的管理却无法跟上城市管线信息飞速发展的步伐。组件GIS是一种新兴的GIS技术,在系统开发过程中因其强大的功能和极高的便利性而被广大系统开发人员所使用。组件GIS既为城市地下管线数据提供了科学、高效的管理平台,也将地下管线数据应用到事故处理决策中去,同时也为城市信息化建设提供了可靠的技术支持。本文在分析城市地下管线数据的基础上,对数据结构进行优化设计,并依据质量控制理论对城市地下管线数据质量进行相应的研究与控制,为城市地下管线数据质量提供了基础保障。城市地下管线数据质量问题主要可以分为两方面,一方面是来源于外业数据采集过程中产生的数据质量问题,另一方面是外业数据到内业数据库过程中数据处理产生的质量问题。这就需要对外业数据采集过程严格把关,对内业数据处理进行质量检查,从而达到管线数据质量控制的目的。本文在.NET Framework平台中以组件GIS为基础,以ArcEngine和C#为手段,设计并开发沈阳市地下管线信息管理系统。对城市地下管线数据结构进行分析与优化,对管线数据质量从外业和内业两个方面进行质量控制。对城市地下管线信息管理系统进行相应的需求分析、总体设计以及针对主要的数据管理功能和空间分析功能进行开发。实现了城市地下管线数据空间化、入库、校验、查询等数据管理功能,以及管线断面分析、连通性分析和爆管分析等分析功能,为管线事故决策提供了一定的技术支持。
地下管线的三维建模及可视化研究
这是一篇关于地下管线,三维可视化,建模算法,系统实现的论文, 主要内容为地下管线作为城市基础设施在能源供应、信息流通等方面发挥着重要作用。地下管线的数据量与日俱增,传统的二维管线管理系统难以直观地表现地下管线间错综复杂的空间关系,在空间分析方面也存在一定的局限性。因此,国内外学者对不同架构类型的三维管线管理系统进行了研究,很大程度上弥补了二维管线管理系统的不足。在创建管线三维模型时可采用组件类或数学类方法,其中采用数学类方法生成的模型表面光滑、衔接精度高。另一方面,现有的管线三维管理系统大多为C/S架构,基于Cesium框架构建的B/S管线管理系统能够克服传统B/S架构系统的不足,具有无插件、跨平台等特点。因此,本文首先对数学类方法创建管线三维建模进行了研究,然后设计了不同架构类型的管线三维管理系统,实现了部分功能。主要内容可概括为以下几点:(1)根据地下管线的类型及特点,设计了地下管线数据库,采用管点、管段及管网层数据结构管理地下管线数据。对探测到的地下管线数据进行归算,得到管线起算数据。以圆形截面管线为例介绍了解算管线截面离散点实际坐标的方法。(2)针对不同类型的管线衔接部件提出了以下几种建模方法,包括:对等径与异径弯管衔接部件,采用贝塞尔曲线拟合弯管中心弧线获取插值点,插入离散截面的方法完成建模;对四通及T型衔接部件,采用空间椭圆参数方程获取相交线上关键点的方法完成建模;对变径衔接部件,采用圆台模拟变径处过渡面的方法完成建模;对直角三通部件,采用空间相交椭圆结合球面曲面的方法完成建模。(3)设计了 C/S和B/S架构的地下管线三维管理系统,实现了其部分功能,对采用数学类方法进行管线三维建模进行了验证。C/S部分的主要功能有数据入库、数据查询及显示。在此基础上增加了三维功能模块,进一步实现了管线横纵断面分析、连通分析、爆管分析等空间分析功能。采用WebGL结合Cesium平台搭建了 B/S架构的管线管理应用程序,实现了 glTF格式模型加载、浏览与交互、属性查询及管线定位等功能。综上所述,采用数学类方法绘制的三维管线模型,可以很好地解决模型衔接时表面开裂的问题,有较高的衔接精度。同时对远程管线管理程序进行了探索,基于Cesium搭建的B/S程序可以为解决管线远程管理问题提供一种新的思路。
城市地下管线信息管理系统设计与开发
这是一篇关于地理信息系统,微软基础类,统一建模语言,地下管线的论文, 主要内容为地理信息系统(Geographic Information System简称GIS)是对空间数据具有输入、存储、管理、分析和输出功能的软件系统。城市地理信息系统(UGIS)是GIS在城市信息管理方面的一个应用。城市地下管线信息管理系统的核心是对地下管线的属性以及空间信息进行管理与分析。利用GIS技术、空间数据库技术、计算机图形学技术和信息可视化技术可以对城市地下管线进行更深入的综合管理。系统可以提供的地下管线的精准走向、埋深等信息以及各种空间分析结果,有助于领导部门在进行管线规划或管线改造时做出科学决策。 本文基于统一建模语言(UML),采用面向对象分析与设计(OOAD)技术建立城市地下管线信息管理系统。根据面向对象开发方法(OO)将城市地下管线信息管理系统的开发过程划分为面向对象需求分析(OOA)、面向对象系统设计(OOD)与面向对象系统程序实现(OOP)三大部分,分别从这三部分对系统进行详细研究。 面向对象系统需求分析部分从系统愿景和系统需求2方面入手,详细解析了系统中不同角色的需求、管线数据库管理的需求以及对管线进行浏览、图层控制、编辑、查询、统计、分析等功能上的需求。需求分析结果采用UML中的用例图来可视化显示,用例图的绘制借助于Microsoft Office Visio2007完成。 面向对象系统设计部分首先从系统的建设路线以及开发关键技术进行研究,确定采用开放式主流开发工具Microsoft Visual Studio2010(VS2010)以及Microsoft SQL Server2008数据库。具体系统设计主要分为管线数据库设计和系统功能设计。管线数据库的设计是通过对管线类别与属性的研究,从而确立了系统中涉及到的基本元素管点和管线的数据结构。系统功能的设计是根据需求分析阶段的需求结果,进一步细化各功能模块在系统运行期间的预计可执行步骤、流程、运行界面或者系统用例,设计结果采用UML中的活动图、系统用例图等方式可视化显示。 最后面向对象系统实现部分,以VS2010为开发工具,在微软基础类(Microsoft Foundation Class简称MFC)框架下,编码实现城市地下管线信息管理系统。从管线数据存储实现、系统界面实现、系统功能实现三大方面详细介绍了系统的具体实现过程。该系统提供了城市地下管线数据的存储、编辑、更新、浏览、查询、分析、统计等功能。编码实现中在对管线数据进行存储与处理时采用了STL(标准模板库)。系统实现部分是整篇论文的重点。其中管线分析中又重点实现了管线连通性分析,并提出了直接连通性分析算法与管点连通性分析算法。
基于GIS的地下管线信息管理系统设计与开发
这是一篇关于地下管线,数据管理,质量控制,空间分析,二次开发的论文, 主要内容为随着经济飞速发展,城市化建设进程不断加快,城市管线建设不断完善,但是对管线信息的管理却无法跟上城市管线信息飞速发展的步伐。组件GIS是一种新兴的GIS技术,在系统开发过程中因其强大的功能和极高的便利性而被广大系统开发人员所使用。组件GIS既为城市地下管线数据提供了科学、高效的管理平台,也将地下管线数据应用到事故处理决策中去,同时也为城市信息化建设提供了可靠的技术支持。本文在分析城市地下管线数据的基础上,对数据结构进行优化设计,并依据质量控制理论对城市地下管线数据质量进行相应的研究与控制,为城市地下管线数据质量提供了基础保障。城市地下管线数据质量问题主要可以分为两方面,一方面是来源于外业数据采集过程中产生的数据质量问题,另一方面是外业数据到内业数据库过程中数据处理产生的质量问题。这就需要对外业数据采集过程严格把关,对内业数据处理进行质量检查,从而达到管线数据质量控制的目的。本文在.NET Framework平台中以组件GIS为基础,以ArcEngine和C#为手段,设计并开发沈阳市地下管线信息管理系统。对城市地下管线数据结构进行分析与优化,对管线数据质量从外业和内业两个方面进行质量控制。对城市地下管线信息管理系统进行相应的需求分析、总体设计以及针对主要的数据管理功能和空间分析功能进行开发。实现了城市地下管线数据空间化、入库、校验、查询等数据管理功能,以及管线断面分析、连通性分析和爆管分析等分析功能,为管线事故决策提供了一定的技术支持。
城市地下管线信息管理系统设计与开发
这是一篇关于地理信息系统,微软基础类,统一建模语言,地下管线的论文, 主要内容为地理信息系统(Geographic Information System简称GIS)是对空间数据具有输入、存储、管理、分析和输出功能的软件系统。城市地理信息系统(UGIS)是GIS在城市信息管理方面的一个应用。城市地下管线信息管理系统的核心是对地下管线的属性以及空间信息进行管理与分析。利用GIS技术、空间数据库技术、计算机图形学技术和信息可视化技术可以对城市地下管线进行更深入的综合管理。系统可以提供的地下管线的精准走向、埋深等信息以及各种空间分析结果,有助于领导部门在进行管线规划或管线改造时做出科学决策。 本文基于统一建模语言(UML),采用面向对象分析与设计(OOAD)技术建立城市地下管线信息管理系统。根据面向对象开发方法(OO)将城市地下管线信息管理系统的开发过程划分为面向对象需求分析(OOA)、面向对象系统设计(OOD)与面向对象系统程序实现(OOP)三大部分,分别从这三部分对系统进行详细研究。 面向对象系统需求分析部分从系统愿景和系统需求2方面入手,详细解析了系统中不同角色的需求、管线数据库管理的需求以及对管线进行浏览、图层控制、编辑、查询、统计、分析等功能上的需求。需求分析结果采用UML中的用例图来可视化显示,用例图的绘制借助于Microsoft Office Visio2007完成。 面向对象系统设计部分首先从系统的建设路线以及开发关键技术进行研究,确定采用开放式主流开发工具Microsoft Visual Studio2010(VS2010)以及Microsoft SQL Server2008数据库。具体系统设计主要分为管线数据库设计和系统功能设计。管线数据库的设计是通过对管线类别与属性的研究,从而确立了系统中涉及到的基本元素管点和管线的数据结构。系统功能的设计是根据需求分析阶段的需求结果,进一步细化各功能模块在系统运行期间的预计可执行步骤、流程、运行界面或者系统用例,设计结果采用UML中的活动图、系统用例图等方式可视化显示。 最后面向对象系统实现部分,以VS2010为开发工具,在微软基础类(Microsoft Foundation Class简称MFC)框架下,编码实现城市地下管线信息管理系统。从管线数据存储实现、系统界面实现、系统功能实现三大方面详细介绍了系统的具体实现过程。该系统提供了城市地下管线数据的存储、编辑、更新、浏览、查询、分析、统计等功能。编码实现中在对管线数据进行存储与处理时采用了STL(标准模板库)。系统实现部分是整篇论文的重点。其中管线分析中又重点实现了管线连通性分析,并提出了直接连通性分析算法与管点连通性分析算法。
城市地下管线地理信息系统设计与开发
这是一篇关于地理信息系统,地下管线,系统设计,软件开发的论文, 主要内容为地下管线信息系统是数字化城市重要组成部分,是城市信息化建设的基础。随着经济社会迅速发展,城市发展变化很快,对地下管线等基础设施的依赖也越来越强。因此,建立城市地下管线信息系统具有一定的必要性和现实意义。 本论文以城市地下管线地理信息系统为主要研究对象,在对城市地下管线业务调查研究和需求分析的基础上,在信息系统功能结构、数据库存储模型和基于组件GIS技术开发等方面进行了深入研究。本文主要内容包括: 1、详细研究了城市地下管线信息系统的需求和业务现状,使用UML辅助分析与设计工具构建了信息系统的需求模型。 2、在需求分析成果基础上,以面向对象技术方法设计了城市地下管线地理信息系统的功能框架结构和空间数据与属性数据一体化存储模型结构。 3、归纳总结了系统开发的关键技术线路,实践研究了利用TatukGIS组件进行城市地下管线地理信息系统主要功能的实现。
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