与德国GeoGrat公司 合作进行“城市地下管网维护和预警系统”的汉化与改造

1、项目概况
   随着国民经济的高速发展，城市化水平不断提高，基础设施建设发展迅速，在城市区域内已形成大规模的地下综合管网，面对有限的空间资源，如何使之产生最大的效益，是地下管网信息管理面临的共同课题。地下管线是城市基础设施的重要组成部分，包括给水、排水、燃气、热力、电信、电力、工业管道等几大类，它就像人体内的“神经”和“血管”，日夜担负着传递信息和输送能量的工作，是城市赖以生存和发展的物质基础，被称为城市的“生命线”。而目前我国的城市地下管网信息管理手段己大为滞后于城市发展的脚步，远远不能满足城市发展的迫切需要，具体表现在：大量社会数据的管理方式还处于人工管理，管理工作的效率极其低下，对决策者、信息咨询者不能提供及时、准确的决策依据；同时，在进行城市规划、设计、施工和管理中，如果没有完整准确的地下管线信息，没有科学、及时的管理手段，工作就很难开展，甚至造成重大损失。在这种形势下，采用现代计算机技术、地理信息系统技术、数据库技术、三维可视化技术等建立一个综合的城市地下管网信息系统势在必行。
   德国GeoGrat公司从1945年就开始城市地下管网的设计和施工工作，1990年，该公司就着手开发用于城市地下管网的地理信息系统软件，目前在德语区国家已经得到了普遍应用和推广，德语版系统已经成功地销售了1600余套。国内在这方面的开发研究始于上世纪90年代末，但大规模的应用开始于2000年左右，主要是在国内外商用地理信息系统软件平台的基础上进行二次应用开发，象德国GeoGrat公司的这种专业性强、针对性高的应用地理信息系统目前还没有引进的先例。根据对市场的调查，目前国内大中城市对于管道信息的普查才刚刚开始，对管道地理信息系统的应用大概在两年后左右，市场前景非常广阔。有鉴于此，苏州市数字城市工程研究中心和德国GeoGrat公司签定了合作协议，计划在中国国内完成GeoGrat公司地下综合管网的地理信息系统汉化和改造工作，在此基础上，进一步加强该软件在三维可视化方面的表现手段。

2、项目实施总体情况
(1) 2005年8月，在德国慕尼黑技术大学孟丽秋教授的引见和陪同下，德国GeoGrat公司总裁L.R.V?lker先生一行到苏州市数字城市工程研究中心考察，并与苏州市发改委（信息办）、市规划局、市土地局等单位领导和技术人员座谈，双方达成了技术合作意向并签署了合作意向书。
 
(2) 2005年9月，德国GeoGrat公司的技术人员Marcsch与苏州市数字城市工程研究中心的技术人员就GeoGrat GISx软件进行了技术交流和系统初级培训；工程研究中心邀请了苏州市信息办、市政管线所、供水公司、盛泽镇等有关人员，听取了GeoGrat GISx软件的功能介绍，并探讨了城市地下管网信息系统建设等相关技术问题；苏州市数字城市工程研究中心邀请了有关专家，对德国GeoGrat GISx软件进行了测试和评估。
 
(3) 2005年10月，苏州市数字城市工程研究中心先后到吴江市盛泽镇、昆山市陆家镇等城镇调研和联系，经过多方努力，最终确定结合昆山市陆家镇地下管网信息系统的设计建设，进行GeoGrat GISx软件的汉化和改造工作。
  
(4) 2005年11－12月，苏州市数字城市工程研究中心的技术人员对昆山市陆家镇的基础地形数据、地下管网普查数据进行了分析和整理，并通过Internet在德国GeoGrat公司技术人员的指导下，初步进行了GeoGrat GISx软件的汉化和陆家镇数据据的入库。
  
(5) 2005年12月，苏州市数字城市工程研究中心董事长、总经理黄步展等赴德国，实地考察GeoGrat公司的综合情况和GeoGrat GISx系统的实际应用效果等。双方签定了合作协议。合作形式：注册具有独立法人资格的公司（JVC）；JVC公司负责项目的洽谈和商务活动，德国方面负责软件基本功能的深化和升级，苏州方面负责应用的开发和深化，并做好三维可视化的研制任务。
  
(6) 2006年3月，我们依托汉化版的GISx系统，为昆山陆家镇建管所开发了“陆家镇地下综合管网地理信息系统”，并成功地进行了安装与运行。3月底，工程中心成功地组织了GEOGRAT公司工程师马尔施的现场技术培训，所有参加此次培训的人员都学到了有关的系统开发知识，为今后该系统的深入开发奠定了基础。 2006年4月上旬，参加了由昆山建委在陆家镇建管所召开的“村镇建设会议”，会上应邀介绍了“陆家镇地下综合管网地理信息系统”的情况，受到与会代表的高度关注和评价，扩大了该系统的影响。
  
(7) 2006年6月下旬，与GEOGRAT公司共同组织了展览团，参加了在上海举行的“中国环博会”，在会上展示了中德合作成果“陆家镇地下管网地理信息系统”，取得很好的效果。
  
(8) 2006年9月—12月，经过与GEOGRAT公司的协商，工程中心组织派出了自协议签署以来的第二批赴德国培训的技术队伍，组织2名技术人员赴德国GEODRAT公司接受地下管网GIS技术的培训，为项目的进一步开发打下了良好的基础。

3、目标任务完成情况
   德国城市综合地下管网GeoGrat GIS系统的汉化与改造项目是借鉴和引进德国GeoGrat信息有限公司的GIS软件在城市地下综合管网管理的先进管理理念和模式，通过双方合作开发完成该软件从德语版到简体中文版的汉化和移植工作，为该软件在国内推广应用奠定技术基础，为提高我国城市信息化管理水平提供技术平台。在各方领导部门的大力支持和关心下，在项目参与各单位的大力支持和全体项目组成员的共同努力下，到目前为止，已经按照项目申请计划完成了各项工作内容。

3.1 主要解决的关键技术与创新点有：
1）采用Oracle数据库系统、AutoCAD设计系统和Java语言开发环境，形成数据组织严密、具有开放式数据管理的运行于网络环境的实用系统；
2) 研究空间数据库的建模方式，并且采用Oracle数据库建立综合管网地理信息系统的空间数据库，将城市的基础地理信息、各种管线、管件空间信息及其多层次的属性信息，分层、分类地进行一体化的存储管理，实现海量数据的存储和管理；
3）在空间数据库模型的基础上，采用性能优化技术和搜索引擎的设计，实现空间数据的快速搜索；
4）采用面向对象的模型建模技术进行面向对象的空间数据建模、三维城市地形模型建模、基于图形的地物模型重建、基于图像的地物模型重建等；
5）采用地物目标纹理映射技术，表示空间目标表面存在的丰富的纹理信息；
6）采用漫游引擎的实时碰撞检测技术，实现三维管网的逼真的快速漫游；
7）采用三维数据模型技术，进行三维空间坐标的获取，基于三维管网的信息查询和空间分析等功能。

3.2 主要技术与经济指标完成情况：项目主要任务完成情况如下：
1）实现了GIS软件从德语版到简体中文版的汉化和移植工作；
2）完成了GIS软件系统的需求调研和系统的功能设计；
3）开发了灵活多样的报表功能；
4）初步完成了地下综合管网的三维可视化模块；
5）探讨了如何开发符合我国行业标准的符号库；项目的主要技术与经济指标完成情况参见项目基本信息中的7、8两个表的内容。

3.3 项目实施的绩效：
1）锻炼和培养了一支可以承担地下综合管网信息系统应用开发的研发团队；
2）探索了一种与德国GeoGrat公司进行技术开发的合作模式，为双方进一步的合作奠定了良好基础；
3）利用该系统进行了两个具体应用系统的项目实施，实现了一定的经济效益。