【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及排水管网信息化领域，尤其涉及一种基于gis技术的城市排水管网健康状况评估方法。
技术介绍
1、排水管网作为城市的重要基础设施之一，是保证城市水系统正常运转的重要生命线。但随着城市化的快速发展，城市排水系统的问题不断凸显，如管网老化、错混接、结构性或功能性缺陷等，最终引发了污水直排、管网渗漏、内涝积水等问题，威胁城市水系统安全。
2、对排水系统的质量进行评价可以及时发现排水系统的问题、评估排水系统现状、预测各类风险，同时为排水系统的优化和运维提供指导性意见。学者们建立了多种排水管网的综合评估方法，如专家打分法、层次分析法、熵权法、主成分分析法、变异系数法等。cjj181-2012《城镇排水管道检测与评估技术规程》中也对排水管网的结构性及功能性缺陷进行分级。但这些方法大多忽略了排水管道的错混接、大管接小管、逆流等情形，难以对管网的健康状况进行全面、综合评估。同时，已有评估方法多依赖于传统的数据收集过程。随着管网数据状态的更新，需要对管网质量进行重新评估，流程较为繁琐耗时。
技术实现思路
1、为了解决现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于gis技术的城市排水管网健康状况评估方法，利用gis的数据集成特性，通过管网自动溯源和拓扑结构分析自动计算排水管网错混接及拓扑异常指标，同时结合排查上传的管网缺陷数据，以智能化手段赋能排水管网运维工作，可实现对排水管网健康状况的实时评估及动态更新，降低运维人力成本、减少信息传递错误。
2、本专利技术为解决其技术问题
3、s1、gis平台搭建并导入管网基础数据；
4、s2、管网自动溯源；
5、s3、管网结构拓扑分析，确定错混接管、断头点、逆坡管和瓶颈管；
6、s4、导入管网缺陷数据；
7、s5、将管网基础数据、溯源后的管网数据、管网结构拓扑分析数据和管网缺陷数据存储至数据库；
8、s6、管网健康状况评估指标计算；
9、s7、管网健康状况综合评估系数计算。
10、步骤s1以城市地图为基础，将排水管网数据的空间数据和属性数据集成在gis平台上。
11、步骤s2具体包括以下步骤：
12、s2.1、获取待溯源排口节点；
13、s2.2、判断待溯源排口节点有无上游管线，若有则将待溯源排口节点的上游管线压入上游堆栈后进入步骤s2.3，否则结束判断完成管网自动溯源，得到管网溯源路径；
14、s2.3、判断上游堆栈是否非空，若是则从上游堆栈弹出上游管线后查询该弹出上游管线的上游管线，然后进入步骤s2.4，否则结束判断完成管网自动溯源，得到管网溯源路径；
15、s2.4、判断弹出管线有无上游管线，若有则弹出管线的上游管线压入上游堆栈并返回步骤s2.3，否则直接返回步骤s2.3。
16、步骤s3中确定错混接管包括以下步骤：
17、a1、获取排口起始节点及属性；
18、a2、判断排口起始节点有无上游管线，若有则将排口起始节点的上游管线压入上游堆栈后进入步骤a3，否则结束判断完成错混接管确认，得到错混接点集合；
19、a3、判断上游堆栈是否非空，若是则从上游堆栈弹出上游管线后查询弹出管线的属性，然后进入步骤a4，否则结束判断完成错混接管确认，得到错混接点集合；
20、a4、判断弹出管线的属性是否与排口节点属性一致，若不一致则将弹出管线标记为错混接点并返回步骤a3，否则直接返回步骤a3。
21、步骤s3中确定断头点包括以下步骤：
22、b1、获取雨水入河节点；
23、b2、遍历步骤s2获取的连接管网，将雨水入河节点在连接管网中进行标记，得到雨水管网；
24、b3、遍历雨水管网，对于每一个未标记管网节点，判断雨水管网是否为混错接管网，若否则将雨水管网标记为雨水断头点；
25、b4、重复步骤b3，得到雨水断头点集合。
26、步骤s3中确定逆坡管包括以下步骤：
27、c1、遍历步骤s2获取的连接管网，获取当前排口节点及高程信息；
28、c2、判断当前排口节点是否存在上级管网，若是则获取排口节点的上级管网及高程并进入步骤c3，否则结束，得到逆坡点集合；
29、c3、计算当前排口节点的上级和下级相连管网的坡度和绝对高差，判断是否满足逆坡条件，若是则将排口节点标记为逆坡点，返回步骤c1继续遍历连接管网，否则直接返回步骤c1。
30、步骤s3中确定瓶颈管包括以下步骤：
31、d1、遍历步骤s2获取的连接管网，获取当前排口节点及管径信息；
32、d2、判断当前排口节点是否存在上级管网，若是则获取排口节点的上级管网及管径信息并进入步骤d3，否则结束，得到瓶颈点集合；
33、d3、比较当前排口节点的上级和下级相连管网的管径大小，判断是否满足瓶颈条件，若是则将排口节点标记为瓶颈点，返回步骤d1继续遍历连接管网，否则直接返回步骤d1。
34、步骤s6所述的管网健康状况评估指标包括排水管网混错接情况评估指标、排水管网拓扑异常情况评估指标、排水管网结构性缺陷情况评估指标和排水管网功能性缺陷情况评估指标，其中排水管网混错接情况评估指标包括雨水进厂密度q-1、污水进河密度q-2、雨水错混接密度q-3和污水错混接密度q-4；排水管网拓扑异常情况评估指标包括雨水逆坡管密度q-5、污水逆坡管密度q-6、雨水瓶颈管密度q-7、污水瓶颈管密度q-8、雨水断头点密度q-9和污水断头点密度q-10；排水管网结构性缺陷情况评估指标包括雨水结构性一二级缺陷密度q-11、雨水结构性三四级缺陷密度q-12、污水结构性一二级缺陷密度q-13和污水结构性三四级缺陷密度q-14；排水管网功能性缺陷情况评估指标包括雨水功能性一二级缺陷密度q-15、雨水功能性三四级缺陷密度q-16、污水功能性一二级缺陷密度q-17、污水功能性三四级缺陷密度q-18。
35、步骤s7所述的管网健康状况综合评估系数计算，采用对各管网健康状况评估指标加权求和得到。
36、本专利技术基于其技术方案所具有的有益效果在于：
37、本专利技术提供的一种基于gis技术的城市排水管网健康状况评估方法，利用gis的数据集成特性，通过管网自动溯源和拓扑结构分析自动计算排水管网错混接及拓扑异常指标，同时结合排查上传的管网缺陷数据，以智能化手段赋能排水管网运维工作，可实现对排水管网健康状况的实时评估及动态更新，降低运维人力成本、减少信息传递错误，能够对排水管网的健康状况进行实时、综合的评估，为管网运维及智慧水务提供可靠的参考意见和指导方向。
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1.一种基于GIS技术的城市排水管网健康状况评估方法，其特征在于包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于GIS技术的城市排水管网健康状况评估方法，其特征在于：步骤S1以城市地图为基础，将排水管网数据的空间数据和属性数据集成在GIS平台上。
3.根据权利要求1所述的基于GIS技术的城市排水管网健康状况评估方法，其特征在于：步骤S2具体包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的基于GIS技术的城市排水管网健康状况评估方法，其特征在于：步骤S3中确定错混接管包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的基于GIS技术的城市排水管网健康状况评估方法，其特征在于：步骤S3中确定断头点包括以下步骤：
6.根据权利要求3所述的基于GIS技术的城市排水管网健康状况评估方法，其特征在于：步骤S3中确定逆坡管包括以下步骤：
7.根据权利要求3所述的基于GIS技术的城市排水管网健康状况评估方法，其特征在于：步骤S3中确定瓶颈管包括以下步骤：
8.根据权利要求1所述的基于GIS技术的城市排水管网健康状况评估方法，其特征在于：
9.根据权利要求8所述的基于GIS技术的城市排水管网健康状况评估方法，其特征在于：步骤S7所述的管网健康状况综合评估系数计算，采用对各管网健康状况评估指标加权求和得到。
...【技术特征摘要】
1.一种基于gis技术的城市排水管网健康状况评估方法，其特征在于包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于gis技术的城市排水管网健康状况评估方法，其特征在于：步骤s1以城市地图为基础，将排水管网数据的空间数据和属性数据集成在gis平台上。
3.根据权利要求1所述的基于gis技术的城市排水管网健康状况评估方法，其特征在于：步骤s2具体包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的基于gis技术的城市排水管网健康状况评估方法，其特征在于：步骤s3中确定错混接管包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的基于gis技术的城市排水管网健康状况评估方法，其特征在于：步骤s3中确定断头点包括以下步骤：
6.根据权利要求3所述的基于gis技术的城市排水管网健康状况评估方法，其特征在于：步骤s3中确定逆坡管包括以下步骤：
7.根据权利要求3所述的基于gis技术的城市排水管网健康状况评估方法，其特征在于：步骤s3中确定瓶颈管包括以下步骤：
8.根据权利要求1所述的基于gis技术的城市排水管网健康状况评估方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：姚远，李鸿鸣，梁骞，赵也，杨正泰，梁鲁生，翟晓峰，陈杰，
申请(专利权)人：中电建水环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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