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给水管网改扩建决策支持的数据库的初步研究

作　者: 王峰
导　师: 周玉文
学　校: 北京工业大学
专　业: 市政工程
关键词: 给水管网改扩建数据库继承机制 EPANET
分类号: TU991.33
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 70次
引　用: 1次
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内容摘要

随着经济的发展、城市的扩大、用水量的增加、用水普及率的提高,各城市都面临着给水管网系统改扩建问题。由于给水管网投资大、管理费用高,合理的进行管网改扩建不仅能够丰富和完善管网设计内容,而且对于降低工程投资和提高新技术应用水平都具有重要的现实意义。给水管网改扩建的用水量预测方法和数学优化模型已经研究多年,然而目前给水管网优化模型所依托的数据库研究还未受到重视。决策者在给水管网改扩建方案比较时,用多种优化模型和多个用水量预测方法进行比较分析更为科学。所以这时,数据库的设计的合理性就显得尤为重要起来。本文对给水管网水力模型EPANET软件所需的数据库的结构特点、应用需求进行了深入的分析和研究。之后,利用基于关系模型的数据库建模方法E—R(Entity-Relation)模型对给水管网属性数据进行数据库结构的建模。属性数据被统一存储在ACCESS数据库中;使用ArcGIS的Geodatabase(空间数据模型),空间数据亦存储在ACCESS数据库中。借此,完善了给水管网空间数据和属性数据的存储、动态更新、查询以及属性数据与空间数据的互访,为给水管网改扩建决策中的各种数学模型提供了有力的数据支持。给水管网改扩建决策支持的数据库架构为工程—方案—实体—属性。其主体机制为方案继承:即子方案既拥有父方案所有的数据和操作,又拥有自身的数据和操作。方案继承机制改变了以往用于改扩建决策支持的数据库的弊端,更为改扩建决策支持提供了良好的数据存储环境。最后应用系统工程和软件工程的原理和方法,以本文研究的数据库和ArcGIS为支撑,使用EPANET水力模型协助给水管网改扩建,使其更具有科学性、规范性、准确性和可操作性。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-13
  1.1 研究背景和意义  9-10
  1.2 国内外研究现状  10-11
    1.2.1 数据库系统发展  10
    1.2.2 给水管网模型的发展  10-11
  1.3 本研究课题的来源及主要研究内容  11-13
    1.3.1 本课题的来源  11
    1.3.2 主要研究内容  11-13
第2章给水管网模型EPANET与GIS  13-29
  2.1 给水管网模型的分类  13-14
  2.2 EPANET  14-18
    2.2.1 EPANET中管网的表达  14-17
    2.2.2 水力状态模拟  17
    2.2.3 水质模拟  17-18
    2.2.4 水力计算算法总结  18
  2.3 GIS基本概念  18-25
    2.3.1 空间实体及分类  18-19
    2.3.2 基于空间的地图表征  19-21
    2.3.3 地物要素的拓扑关系  21-22
    2.3.4 地理信息基础数据  22
    2.3.5 地理空间数据组织  22-23
    2.3.6 地理空间数据存储与管理  23-25
    2.3.7 ArcGIS介绍  25
  2.4 EPANET与ArcGIS集成的框架设计  25-26
  2.5 管网模型和ArcGIS结合的优势  26-28
    2.5.1 管网模型的建立  26-27
    2.5.2 基于地图的模型输出结果的可视化表达  27-28
  2.6 本章小结  28-29
第3章数据库设计  29-43
  3.1 数据库设计步骤  29-30
  3.2 需求分析  30-31
  3.3 概念结构设计  31-36
    3.3.1 概念结构设计的方法步骤  31-32
    3.3.2 数据抽象、局部视图的设计和视图集成  32-33
    3.3.3 概念结构设计的步骤  33-36
  3.4 逻辑结构设计  36-39
    3.4.1 E—R图到关系模式的转换  36-37
    3.4.2 关系模式的优化  37-38
    3.4.3 用户子模式设计  38-39
  3.5 物水结构设计  39-40
  3.6 数据库的实施  40-41
  3.7 数据库的运行和维护  41-42
  3.8 本章小结  42-43
第4章给水管网改扩建决策支持的数据库  43-52
  4.1 给水管网改扩建决策的方案介绍  43-45
    4.1.1 传统的给水管网改扩建决策的方案流程  43-44
    4.1.2 改进的给水管网改扩建决策的方案流程  44-45
  4.2 管网改扩建决策支持的数据库的方案管水模式的优点  45
  4.3 管网改扩建决策支持的数据库的基础构架  45-46
  4.4 给水管网改扩建决策数据库的核心关系图和表  46-51
  4.5 本章小结  51-52
第5章基于EPANET的改扩建决策数据库实现  52-63
  5.1 管网建模  52-56
    5.1.1 地图数字化  52
    5.1.2 管网图形的准备  52-53
    5.1.3 管网图形数据录入数据库  53-54
    5.1.4 流量分配  54-55
    5.1.5 导出INP文件  55-56
  5.2 方案添增  56-57
  5.3 报表系统  57-61
    5.3.1 报表系统的功能  58-59
    5.3.2 报表系统的总体设计  59
    5.3.3 报表系统的几个重要模块的实现  59-61
  5.4 本章小结  61-63
结论  63-65
参考文献  65-67
附录  67-73
攻读硕士学位期间所发表的学术论文  73-75
致谢  75

给水管网改扩建决策支持的数据库的初步研究

内容摘要

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