陶玉奇， 秦 勇

(山东天蒙能源工程技术有限公司，山东临沂276000)

1 概述

城镇燃气管网作为城市基础设施之一，不但要立足于未来发展需要，符合天然气安全用气需求，更要实现城镇燃气管网敷设的可视化、智慧化，为居民以及工业生产用气提供更加坚实的保障。地理信息系统(Geographic Information System，GIS)涉及多学科，结合地理学与地图学以及遥感和计算机科学，已经广泛应用在不同的领域。特别是近年来，我国许多城市相继建立了综合管网GIS和各类专业管网GIS，成功探索并实现了以城市精细化管理为目标的管理新模式，丰富并完善了数字城市的建设内容[1-3]。

从城镇燃气管网建设的实际要求出发，根据现代燃气规划设计理念，实现城镇燃气管网智慧化敷设是城镇燃气管网未来最佳发展方向。本文对运用GIS实现城镇燃气管网智慧敷设进行探讨。

2 工作原理

GIS主要通过前端资料采集及分析、中期系统处理加工、后期空间分析、反馈模拟，实现城镇燃气管网智慧敷设。系统流程见图1。

图1 GIS的系统流程

① 前端资料收集及分析

通过遥感技术收集资料，前端装置包括安装在航空器以及卫星上的摄像机、数字扫描仪、激光雷达等传感器。传感器以二维或三维形式捕捉现实客观世界实际数据，通过遥感测量机械进一步处理现实数据，将现实数据转化为数字数据后输入到GIS中。

GIS对输入数据进行拓扑分析等一些高级分析后，将现实数据转变为GIS可编辑的、系统的、智慧化的数字数据，为城镇燃气管网智慧敷设提供了数据依据。

② 中期系统处理加工

中期系统处理加工主要分为模型算法、对比翻译、门户平台呈现，是现实城镇燃气管网智慧敷设的关键。模型算法包括反映燃气管网客观数据的基础模型(管网模型、SCADA模型、阴极保护模型、水力模型等)以及基于GIS的数据模型(土壤分布模型、投影与坐标变换模型、纬度、经度、海拔基础模型等)。通过对比翻译可以将管网模型等生成的数据转换成一种可靠的算法媒介，通过算法媒介，人们提出的要求可以以一种精确翻译语言反馈给GIS。门户平台负责呈现城镇燃气管网的节点高程、管段的流速、管径以及土壤信息等。

③ 后期空间分析

空间分析是GIS的主要功能，空间分析是从空间物体的空间位置、联系等方面去研究空间事物，并对空间事物作出定量的描述。

空间分析结合复杂的数学工具，运用空间统计学、图论、拓扑学、计算几何等，结合地理学、地质学、经济学、区域科学、大气、地球物理、水文等，对城镇燃气管网的空间构成进行描述和分析，以达到获取、描述和认知空间数据，理解和解释地理图案的背景过程，模拟和预测空间过程。可为城镇燃气管网的规划及敷设方式提供依据。

④ 反馈模拟

反馈模拟使用三维成像技术，建立虚拟仿真场景及高精度模型。基于当前情况，进行下一时刻的数据重新处理分析，完成各类数据信息的交换、对比、反馈，模拟下一时刻的仿真场景，从而得到最优化的城镇燃气管网敷设方案。

3 结语

运用GIS技术，可切实做到城镇燃气管网智慧敷设，提高工程技术人员的感性和理性认识，从而深化概念和管道敷设方案，促进城镇燃气管网敷设的安全性、合理性、科学性、智慧性。

随着市场对城镇燃气管网敷设智慧化关注度的提升，运用GIS技术提高城镇燃气管道敷设的合理性，增加城镇燃气管道敷设的多样性，提高城镇燃气管道敷设的智慧性，可以在有限的时间和资金投入的情况下，为城镇燃气管道敷设提供有力支撑。

虽然运用GIS技术能够做到城镇燃气管网敷设的智慧化，保证天然气供应符合实际需求，提升城市居民的生活质量，促进社会效益的稳步发展，但是GIS技术运用于城镇燃气管网敷设的过程仍存在许多问题，还需要采取有效的方式和策略加以应对。