CN112836321A - 排水管网数据模型的建立方法 - Google Patents

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CN112836321A CN202011626776.6A CN202011626776A CN112836321A CN 112836321 A CN112836321 A CN 112836321A CN 202011626776 A CN202011626776 A CN 202011626776A CN 112836321 A CN112836321 A CN 112836321A
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Abstract

本发明公开了一种排水管网数据模型的建立方法，步骤为，S1，构造雨水管网的有向网络迭代表达式；S2，构造污水管网的有向网络迭代表达式；S3，构造合流管网的有向网络迭代表达式；S4，结合步骤S1‑S3，建立GIS数据结构。本发明将整个城市排水管网按功能划分成三个子管网，分别为雨水排水管网、污水排水管网和合流排水管网，对三个子管网分别进行大量数据的采集并分别建立子数据模型，然后将三个子管网的数据模型在逻辑网络模型的约束下生成整个排水管网的网络模型，该排水管网模型是在大量实时动态数据的支撑下建立的，更贴合实际排水管网。

Description

排水管网数据模型的建立方法
技术领域
本发明属于排水领域，具体涉及一种排水管网数据模型的建立方法。
背景技术
排水对于城市的建设至关重要，特别是污水的排放以及雨天排水对城市排水是严峻的考验，目前城市排水现状存在以下问题：1、排水管网数据现有资料严重不足，并无法充分利用；2、在雨季普遍存在的内涝严重，造成重大经济损失和人员财产安全的问题。对于整个城市的供水管网没有***精准的排水管网模型，对整个城市的排水无法进行有效管理和模拟。
发明内容
针对上述现有技术中描述的不足，本发明提供一种排水管网数据模型的建立方法。
根据图论原理，给定如下的定义：
定义1：
图：图G的表达式为G＝(V，E)；
G＝(V，E)是一个***，其中V是非空有限集合，V中的元素v称为节点； E中的元素e称为边，且E中的元素与V中的一对元素相连系。
定义2：
有向图：若图G中的每条边都有方向，则称图G为有向图，记为D＝(v,E)；而为了区别于无向图，有向图的顶点序对记为<vi，vj>，<vi，vj>表示一条有向边，vi是边的始点，vj是边的终点。
定义3：
有向图顶点v的度：设图D＝(v,E)是一有向图，图D中以v为起点的边的条数称为v的出度,记为deg出(v)；以v为终点的边的条数称为v的入度，记为deg入 (v)；入度和出度之和称为v的度,记为deg(v)。
定义4：
路径：设G＝(V,E)为一个图，Vp,Vq∈v；Vp与Vq间的路径是指顶点序列 Vp,Va,...，Via...，Vq,其中(Vp,Va),(Vp,Vi2),(Vp,Vi3),...,(Vin,Va)分别为图G中的边或弧。
若Vp＝Vq,则称该路径为回路或环,若一条回路Vp,Va,Via...Vq的n个顶点互不相同,那么称该回路为圈。
定义5：
网络：在有向图中，有且只有一个源s和一个汇t，源s是deg入(v)＝0的节点，汇t是deg出(v)＝0的节点；并且边e的容量为边e上的权c(e)，则成该有向图为有向加权图；若此有向图是严格有向图,则称这个有向加权图为一个网络。
在城市排水规划设计中虽然很少设计含圈的有向图,即从某一节点流出的雨水经过若干管道后不再回到此节点,通常,排水管网以无圈有向图的最简单例子有向树为多,但是,由于实际分流的需要施工排水管网图往往出现的是非简单有向树, 因此我们认为排水管网是有向网络图,即边带权的有向图。
所以为建立城市的排水管网，本发明所采用的技术方案如下：
一种排水管网数据模型的建立方法，步骤为：
S1，构造雨水管网的有向网络迭代表达式。
S1.1，构建雨水管网的有向网络图。
令有向网络图为G＝(V,A)，A为G的弧集；V为G的顶点集；
且V＝{X；U；Y}＝{x1,x2,x3,...,xp；v1,v2,v3,...,vm；y1,y2,y3,...,yq}；
其中，X为源集是V的一个子集，X中的每一个顶点x都为G中的弧的起点；
Y为汇集是V的一个子集，Y中的每一个顶点y都为G中的弧的终点，且 X∩Y＝0；
U为中间点集是V的一个子集，U中的每一个顶点u既为G中一些弧的起点,又为另一些弧的终点,且X∩U＝0,Y∩U＝0；
所述雨水管网包括雨水进水口、雨水检查井、雨水泵站、雨水管和雨水出水口；
令雨水管包括雨水干管和雨水支管为有向网络图的弧，雨水管的集合为弧集 A；
令雨水进水口为有向网络图的源，雨水进水口的集合为源集X；
令雨水出水口为有向网络图的汇，雨水出水口的集合为源集Y；
令雨水检查井和雨水泵站为有向网络图的中间点，雨水检查井和雨水泵站的集合为中间点集U。
S1.2，以顶点集{X:U}为行,以顶点集{U；Y}为列,构造雨水管网的有向网络图 G的弧矩阵B(p+m)*(m+q)；
Figure RE-GDA0002963250060000031
若aij＝(Ui,Uj)∈A,则令bij＝1；反之bij＝0。
S1.3，获得雨水管网的有向网络图G的容量矩阵C(p+m)*(m+q)，容量矩阵 C(p+m)*(m+q)为有向网络迭代表达式:
Figure RE-GDA0002963250060000041
若弧矩阵B(p+m)*(m+q)中弧aij∈A,bij＝0,则cij＝0；若bij＝1,则弧aij(aij∈A)的容量为cij,cij是雨水管线的容量，cij＝c(aij)＝c(e)，因为对于Ⅴaij∈A,即每条雨水管线都对应一容量,于是对于Ⅴa∈A,对应着一个容量函数c(a),即网络图权函数 c(e)；可根据排水规划设计手册查找到某材料、管径、坡度、粗糙度的雨水管的最大设计流量或通过经验公式计算。
容量矩阵C(p+m)*(m+q)中的每一个元素可清晰地表示雨水管网中各雨水管的容量、以及顶点与雨水管的连通情况。
S2，构造污水管网的有向网络迭代表达式。
S2.1，构建污水管网的有向网络图。
令有向网络图为G＝(V,A)，A为G的弧集；V为G的顶点集；
且V＝{X；U；Y}＝{x1,x2,x3,...,xp；v1,v2,v3,...,vm；y1,y2,y3,...,yq}；
其中，X为源集是V的一个子集，X中的每一个顶点x都为G中的弧的起点；
Y为汇集是V的一个子集，Y中的每一个顶点y都为G中的弧的终点，且X∩Y＝0；
U为中间点集是V的一个子集，U中的每一个顶点u既为G中一些弧的起点,又为另一些弧的终点,且X∩U＝0,Y∩U＝0；
所述污水管网包括污水收水井、污水检查井、提升泵站、污水管、污水处理厂及污水出水口；
令污水管包括污水干管和污水支管为有向网络图的弧，污水管的集合为弧集 A；
令污水收水井为有向网络图的源，污水收水井的集合为源集X；
令污水处理厂及污水出水口为有向网络图的汇，污水处理厂及污水出水口的集合为源集Y；
令污水检查井和提升泵站为有向网络图的中间点，污水检查井和提升泵站的集合为中间点集U。
S1.2，以顶点集{X:U}为行,以顶点集{U；Y}为列,构造污水管网的有向网络图 G的弧矩阵B(p+m)*(m+q)；
Figure RE-GDA0002963250060000051
若aij＝(Ui,Uj)∈A,则令bij＝1；反之bij＝0。
S1.3，获得污水管网的有向网络图G的容量矩阵C(p+m)*(m+q)，容量矩阵 C(p+m)*(m+q)为有向网络迭代表达式:
Figure RE-GDA0002963250060000061
若弧矩阵B(p+m)*(m+q)中弧aij∈A,bij＝0,则cij＝0；若bij＝1,则弧aij(aij∈A)的容量为cij,cij是污水管线的容量，cij＝c(aij)＝c(e)；因为对于Ⅴaij∈A,即每条污水管线都对应一容量,于是对于Ⅴa∈A,对应着一个容量函数c(a),即网络图权函数 c(e)；可根据排水规划设计手册查找到某材料、管径、坡度、粗糙度的污水管的最大设计流量；
容量矩阵C(p+m)*(m+q)中的每一个元素可清晰地表示污水管网中各污水管的容量、以及顶点与污水管的连通情况；
S3，构造合流管网的有向网络迭代表达式；
S3.1，构建合流管网的有向网络图；
令有向网络图为G＝(V,A)，A为G的弧集；V为G的顶点集；
且V＝{X；U；Y}＝{x1,x2,x3,...,xp；v1,v2,v3,...,vm；y1,y2,y3,...,yq}；
其中，X为源集是V的一个子集，X中的每一个顶点x都为G中的弧的起点；
Y为汇集是V的一个子集，Y中的每一个顶点y都为G中的弧的终点，且 X∩Y＝0；
U为中间点集是V的一个子集，U中的每一个顶点u既为G中一些弧的起点,又为另一些弧的终点,且X∩U＝0,Y∩U＝0；
所述合流管网包括合流进水口、合流检查井、合流泵站、合流管和合流出水口；
令合流管包括合流干管和合流支管为有向网络图的弧，合流管的集合为弧集 A；
令合流进水口为有向网络图的源，合流进水口的集合为源集X；
令合流出水口为有向网络图的汇，合流出水口的集合为源集Y；
令合流检查井和合流泵站为有向网络图的中间点，合流检查井和合流泵站的集合为中间点集U；
S3.2，以顶点集{X:U}为行,以顶点集{U；Y}为列,构造合流管网的有向网络图 G的弧矩阵B(p+m)*(m+q)；
Figure RE-GDA0002963250060000071
若aij＝(Ui,Uj)∈A,则令bij＝1；反之bij＝0。
S3.3，获得合流管网的有向网络图G的容量矩阵C(p+m)*(m+q)，容量矩阵 C(p+m)*(m+q)为有向网络迭代表达式:
Figure RE-GDA0002963250060000081
若弧矩阵B(p+m)*(m+q)中弧aij∈A,bij＝0,则cij＝0；若bij＝1,则弧aij(aij∈A)的容量为cij,cij是合流管线的容量，cij＝c(aij)＝c(e)；因为对于Ⅴaij∈A,即每条合流管线都对应一容量,于是对于Ⅴa∈A,对应着一个容量函数c(a),即网络图权函数 c(e)；可根据排水规划设计手册查找到某材料、管径、坡度、粗糙度的合流管的最大设计流量；
容量矩阵C(p+m)*(m+q)中的每一个元素可清晰地表示合流管网中各合流管的容量、以及顶点与合流管的连通情况。
S4，结合步骤S1-S3，建立GIS数据结构，得到GIS排水管网模型。
S4.1，建立雨水管信息栈表；
所述雨水管信息栈表内包含雨水管的属性信息ID值AID、雨水管的空间信息ID值GID、所在路名SZLM、所述汇水区SSHSQ、起点地面标高SYDMBG、止点地面标高XYDMBG、起点管底标高SYGDBG、止点管底标高XYGDBG、管径GJ、长度CD、埋深MS和坡度PD；
S4.2，建立污水管信息栈表；
所述污水管信息栈表内包含污水管的属性信息ID值AID、污水管的空间信息ID值GID、所在路名SZLM、所述汇水区SSHSQ、起点地面标高SYDMBG、止点地面标高XYDMBG、起点管底标高SYGDBG、止点管底标高XYGDBG、管径GJ、长度CD、埋深MS和坡度PD；
S4.3，建立合流管信息栈表；
所述合流管信息栈表内包含污水管的属性信息ID值AID、合流管的空间信息ID值GID、所在路名SZLM、所述汇水区SSHSQ、起点地面标高SYDMBG、止点地面标高XYDMBG、起点管底标高SYGDBG、止点管底标高XYGDBG、管径GJ、长度CD、埋深MS和坡度PD；
S4.4，建立出水口信息栈表；
所述出水口信息栈表包含设备的属性信息ID值AID、设备的空间信息ID值 GID、所在路名SZLM、所述汇水区SSHSQ、埋深MS；
S4.5，建立检查井信息表；
所述检查井信息栈表包含设备的属性信息ID值AID、设备的空间信息ID值 GID、所在路名SZLM、所述汇水区SSHSQ、埋深MS；
S4.6，建立设备管线关系栈表；
所述设备管线关系栈表包含起点设备GID的FTGID、管线GID的GX GID、止点设备GID的SCGID；
S4.7，将设备管线关系栈表与雨水管信息栈表、污水管信息栈表、合流管信息栈表、出水口信息栈表、检查井信息表根据有向网络图建立对应关系，得到 GIS排水管网模型；
雨水管信息栈表通过雨水管的空间信息ID值GID与设备管线关系栈表的管线GID的GX GID建立对应关系；
污水管信息栈表通过污水管的空间信息ID值GID与设备管线关系栈表的管线GID的GX GID建立对应关系；
合流管信息栈表通过合流管的空间信息ID值GID与设备管线关系栈表的管线GID的GX GID建立对应关系；
出水口信息栈表通过设备的空间信息ID值GID与起点设备GID的FTGID 和止点设备GID的SCGID分别建立对应关系；
检查井信息栈表通过设备的空间信息ID值GID与起点设备GID的FTGID 和止点设备GID的SCGID分别建立对应关系。
本发明将整个城市排水管网按功能划分成三个子管网，分别为雨水排水管网、污水排水管网和合流排水管网，对三个子管网分别进行大量实时数据的采集并分别建立子数据模型，然后将三个子管网的数据模型在网络模型的约束下结合GIS 数据生成整个排水管网的GIS管网模型，该排水管网模型是在大量采集数据的支撑下建立的，更贴合实际排水管网，而且分块建立，单个子模型建立时只需考虑该子模型对应的数据即可，简化了数据处理过程，能够迅速准确的获得模型，利用该方法建立的排水管网模型可对城市的排水进行模拟和预警，促进排水管网的优化改进。
附图说明
图1为本发明雨水管网的示意图。
图2为本发明排水管网的GIS数据结构图。
具体实施方式
一种排水管网数据模型的建立方法，步骤为：
S1，构造雨水管网的有向网络迭代表达式。
S1.1，构建雨水管网的有向网络图。
令有向网络图为G＝(V,A)，A为G的弧集；V为G的顶点集；
且V＝{X；U；Y}＝{x1,x2,x3,...,xp；v1,v2,v3,...,vm；y1,y2,y3,...,yq}；
其中，X为源集是V的一个子集，X中的每一个顶点x都为G中的弧的起点；
Y为汇集是V的一个子集，Y中的每一个顶点y都为G中的弧的终点，且 X∩Y＝0；
U为中间点集是V的一个子集，U中的每一个顶点u既为G中一些弧的起点,又为另一些弧的终点,且X∩U＝0,Y∩U＝0；
所述雨水管网包括雨水进水口、雨水检查井、雨水泵站、雨水管和雨水出水口；
令雨水管包括雨水干管和雨水支管为有向网络图的弧，雨水管的集合为弧集 A；
令雨水进水口为有向网络图的源，雨水进水口的集合为源集X；
令雨水出水口为有向网络图的汇，雨水出水口的集合为源集Y；
令雨水检查井和雨水泵站为有向网络图的中间点，雨水检查井和雨水泵站的集合为中间点集U。
S1.2，以顶点集{X:U}为行,以顶点集{U；Y}为列,构造雨水管网的有向网络图 G的弧矩阵B(p+m)*(m+q)；
Figure RE-GDA0002963250060000111
若aij＝(Ui,Uj)∈A,则令bij＝1；反之bij＝0。
S1.3，获得雨水管网的有向网络图G的容量矩阵C(p+m)*(m+q)，容量矩阵 C(p+m)*(m+q)为有向网络迭代表达式:
Figure RE-GDA0002963250060000121
若弧矩阵B(p+m)*(m+q)中弧aij∈A,bij＝0,则cij＝0；若bij＝1,则弧aij(aij∈A)的容量为cij,cij是雨水管线的容量，cij＝c(aij)＝c(e)，因为对于Ⅴaij∈A,即每条雨水管线都对应一容量,于是对于Ⅴa∈A,对应着一个容量函数c(a),即网络图权函数 c(e)；可根据排水规划设计手册查找到某材料、管径、坡度、粗糙度的雨水管的最大设计流量或通过经验公式计算。
容量矩阵C(p+m)*(m+q)中的每一个元素可清晰地表示雨水管网中各雨水管的容量、以及顶点与雨水管的连通情况，具体如图1所示。
S2，构造污水管网的有向网络迭代表达式。
S2.1，构建污水管网的有向网络图。
令有向网络图为G＝(V,A)，A为G的弧集；V为G的顶点集；
且V＝{X；U；Y}＝{x1,x2,x3,...,xp；v1,v2,v3,...,vm；y1,y2,y3,...,yq}；
其中，X为源集是V的一个子集，X中的每一个顶点x都为G中的弧的起点；
Y为汇集是V的一个子集，Y中的每一个顶点y都为G中的弧的终点，且X∩Y＝0；
U为中间点集是V的一个子集，U中的每一个顶点u既为G中一些弧的起点,又为另一些弧的终点,且X∩U＝0,Y∩U＝0；
所述污水管网包括污水收水井、污水检查井、提升泵站、污水管、污水处理厂及污水出水口；
令污水管包括污水干管和污水支管为有向网络图的弧，污水管的集合为弧集 A；
令污水收水井为有向网络图的源，污水收水井的集合为源集X；
令污水处理厂及污水出水口为有向网络图的汇，污水处理厂及污水出水口的集合为源集Y；
令污水检查井和提升泵站为有向网络图的中间点，污水检查井和提升泵站的集合为中间点集U。
S1.2，以顶点集{X:U}为行,以顶点集{U；Y}为列,构造污水管网的有向网络图 G的弧矩阵B(p+m)*(m+q)；
Figure RE-GDA0002963250060000131
若aij＝(Ui,Uj)∈A,则令bij＝1；反之bij＝0。
S1.3，获得污水管网的有向网络图G的容量矩阵C(p+m)*(m+q)，容量矩阵 C(p+m)*(m+q)为有向网络迭代表达式:
Figure RE-GDA0002963250060000141
若弧矩阵B(p+m)*(m+q)中弧aij∈A,bij＝0,则cij＝0；若bij＝1,则弧aij(aij∈A)的容量为cij,cij是污水管线的容量，cij＝c(aij)＝c(e)；因为对于Ⅴaij∈A,即每条污水管线都对应一容量,于是对于Ⅴa∈A,对应着一个容量函数c(a),即网络图权函数 c(e)；可根据排水规划设计手册查找到某材料、管径、坡度、粗糙度的污水管的最大设计流量；
容量矩阵C(p+m)*(m+q)中的每一个元素可清晰地表示污水管网中各污水管的容量、以及顶点与污水管的连通情况；
S3，构造合流管网的有向网络迭代表达式；
S3.1，构建合流管网的有向网络图；
令有向网络图为G＝(V,A)，A为G的弧集；V为G的顶点集；
且V＝{X；U；Y}＝{x1,x2,x3,...,xp；v1,v2,v3,...,vm；y1,y2,y3,...,yq}；
其中，X为源集是V的一个子集，X中的每一个顶点x都为G中的弧的起点；
Y为汇集是V的一个子集，Y中的每一个顶点y都为G中的弧的终点，且 X∩Y＝0；
U为中间点集是V的一个子集，U中的每一个顶点u既为G中一些弧的起点,又为另一些弧的终点,且X∩U＝0,Y∩U＝0；
所述合流管网包括合流进水口、合流检查井、合流泵站、合流管和合流出水口；
令合流管包括合流干管和合流支管为有向网络图的弧，合流管的集合为弧集 A；
令合流进水口为有向网络图的源，合流进水口的集合为源集X；
令合流出水口为有向网络图的汇，合流出水口的集合为源集Y；
令合流检查井和合流泵站为有向网络图的中间点，合流检查井和合流泵站的集合为中间点集U；
S3.2，以顶点集{X:U}为行,以顶点集{U；Y}为列,构造合流管网的有向网络图 G的弧矩阵B(p+m)*(m+q)；
Figure RE-GDA0002963250060000151
若aij＝(Ui,Uj)∈A,则令bij＝1；反之bij＝0。
S3.3，获得合流管网的有向网络图G的容量矩阵C(p+m)*(m+q)，容量矩阵 C(p+m)*(m+q)为有向网络迭代表达式：
Figure RE-GDA0002963250060000161
若弧矩阵B(p+m)*(m+q)中弧aij∈A,bij＝0,则cij＝0；若bij＝1,则弧aij(aij∈A)的容量为cij,cij是合流管线的容量，cij＝c(aij)＝c(e)；因为对于Ⅴaij∈A,即每条合流管线都对应一容量,于是对于Ⅴa∈A,对应着一个容量函数c(a),即网络图权函数 c(e)；可根据排水规划设计手册查找到某材料、管径、坡度、粗糙度的合流管的最大设计流量；
容量矩阵C(p+m)*(m+q)中的每一个元素可清晰地表示合流管网中各合流管的容量、以及顶点与合流管的连通情况。
S4，结合步骤S1-S3，建立GIS数据结构，得到GIS排水管网模型。
S4.1，建立雨水管信息栈表；
所述雨水管信息栈表内包含雨水管的属性信息ID值AID、雨水管的空间信息ID值GID、所在路名SZLM、所述汇水区SSHSQ、起点地面标高SYDMBG、止点地面标高XYDMBG、起点管底标高SYGDBG、止点管底标高XYGDBG、管径GJ、长度CD、埋深MS和坡度PD；
S4.2，建立污水管信息栈表；
所述污水管信息栈表内包含污水管的属性信息ID值AID、污水管的空间信息ID值GID、所在路名SZLM、所述汇水区SSHSQ、起点地面标高SYDMBG、止点地面标高XYDMBG、起点管底标高SYGDBG、止点管底标高XYGDBG、管径GJ、长度CD、埋深MS和坡度PD；
S4.3，建立合流管信息栈表；
所述合流管信息栈表内包含污水管的属性信息ID值AID、合流管的空间信息ID值GID、所在路名SZLM、所述汇水区SSHSQ、起点地面标高SYDMBG、止点地面标高XYDMBG、起点管底标高SYGDBG、止点管底标高XYGDBG、管径GJ、长度CD、埋深MS和坡度PD；
S4.4，建立出水口信息栈表；
所述出水口信息栈表包含设备的属性信息ID值AID、设备的空间信息ID值 GID、所在路名SZLM、所述汇水区SSHSQ、埋深MS；
S4.5，建立检查井信息表；
所述检查井信息栈表包含设备的属性信息ID值AID、设备的空间信息ID值 GID、所在路名SZLM、所述汇水区SSHSQ、埋深MS；
S4.6，建立设备管线关系栈表；
所述设备管线关系栈表包含起点设备GID的FTGID、管线GID的GX GID、止点设备GID的SCGID；
S4.7，将设备管线关系栈表与雨水管信息栈表、污水管信息栈表、合流管信息栈表、出水口信息栈表、检查井信息表根据有向网络图建立对应关系，得到 GIS排水管网模型，如图2所示，并且图中Varchar表示字段类型为变长字符型、 Tnt表示整型宇段、Number表示数值型宇段。
雨水管信息栈表通过雨水管的空间信息ID值GID与设备管线关系栈表的管线GID的GX GID建立对应关系；
污水管信息栈表通过污水管的空间信息ID值GID与设备管线关系栈表的管线GID的GX GID建立对应关系；
合流管信息栈表通过合流管的空间信息ID值GID与设备管线关系栈表的管线GID的GX GID建立对应关系；
出水口信息栈表通过设备的空间信息ID值GID与起点设备GID的FTGID 和止点设备GID的SCGID分别建立对应关系；
检查井信息栈表通过设备的空间信息ID值GID与起点设备GID的FTGID 和止点设备GID的SCGID分别建立对应关系。
本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种排水管网数据模型的建立方法，其特征在于，步骤如下：S1，构造雨水管网的有向网络迭代表达式；
S2，构造污水管网的有向网络迭代表达式；
S3，构造合流管网的有向网络迭代表达式；
S4，结合步骤S1-S3，建立GIS数据结构，得到GIS排水管网模型；
S4.1，建立雨水管信息栈表；
所述雨水管信息栈表内包含雨水管的属性信息ID值AID、雨水管的空间信息ID值GID、所在路名SZLM、所述汇水区SSHSQ、起点地面标高SYDMBG、止点地面标高XYDMBG、起点管底标高SYGDBG、止点管底标高XYGDBG、管径GJ、长度CD、埋深MS和坡度PD；
S4.2，建立污水管信息栈表；
所述污水管信息栈表内包含污水管的属性信息ID值AID、污水管的空间信息ID值GID、所在路名SZLM、所述汇水区SSHSQ、起点地面标高SYDMBG、止点地面标高XYDMBG、起点管底标高SYGDBG、止点管底标高XYGDBG、管径GJ、长度CD、埋深MS和坡度PD；
S4.3，建立合流管信息栈表；
所述合流管信息栈表内包含污水管的属性信息ID值AID、合流管的空间信息ID值GID、所在路名SZLM、所述汇水区SSHSQ、起点地面标高SYDMBG、止点地面标高XYDMBG、起点管底标高SYGDBG、止点管底标高XYGDBG、管径GJ、长度CD、埋深MS和坡度PD；
S4.4，建立出水口信息栈表；
所述出水口信息栈表包含设备的属性信息ID值AID、设备的空间信息ID值GID、所在路名SZLM、所述汇水区SSHSQ、埋深MS；
S4.5，建立检查井信息表；
所述检查井信息栈表包含设备的属性信息ID值AID、设备的空间信息ID值GID、所在路名SZLM、所述汇水区SSHSQ、埋深MS；
S4.6，建立设备管线关系栈表；
所述设备管线关系栈表包含起点设备GID的FTGID、管线GID的GX GID、止点设备GID的SCGID；
S4.7，将设备管线关系栈表与雨水管信息栈表、污水管信息栈表、合流管信息栈表、出水口信息栈表、检查井信息表根据有向网络图建立对应关系，得到GIS排水管网模型；
雨水管信息栈表通过雨水管的空间信息ID值GID与设备管线关系栈表的管线GID的GXGID建立对应关系；
污水管信息栈表通过污水管的空间信息ID值GID与设备管线关系栈表的管线GID的GXGID建立对应关系；
合流管信息栈表通过合流管的空间信息ID值GID与设备管线关系栈表的管线GID的GXGID建立对应关系；
出水口信息栈表通过设备的空间信息ID值GID与起点设备GID的FTGID和止点设备GID的SCGID分别建立对应关系；
检查井信息栈表通过设备的空间信息ID值GID与起点设备GID的FTGID和止点设备GID的SCGID分别建立对应关系。
2.根据权利要求1所述的排水管网数据模型的建立方法，其特征在于，构造雨水管网的有向网络迭代表达式的具体步骤为：
S1.1，构建雨水管网的有向网络图；
令有向网络图为G＝(V,A)，A为G的弧集；V为G的顶点集；
且V＝{X；U；Y}＝{x1,x2,x3,...,xp；v1,v2,v3,...,vm；y1,y2,y3,...,yq}；
其中，X为源集是V的一个子集，X中的每一个顶点x都为G中的弧的起点；
Y为汇集是V的一个子集，Y中的每一个顶点y都为G中的弧的终点，且X∩Y＝0；
U为中间点集是V的一个子集，U中的每一个顶点u既为G中一些弧的起点,又为另一些弧的终点,且X∩U＝0,Y∩U＝0；
所述雨水管网包括雨水进水口、雨水检查井、雨水泵站、雨水管和雨水出水口；
令雨水管包括雨水干管和雨水支管为有向网络图的弧，雨水管的集合为弧集A；
令雨水进水口为有向网络图的源，雨水进水口的集合为源集X；
令雨水出水口为有向网络图的汇，雨水出水口的集合为源集Y；
令雨水检查井和雨水泵站为有向网络图的中间点，雨水检查井和雨水泵站的集合为中间点集U；
S1.2，以顶点集{X:U}为行,以顶点集{U；Y}为列,构造雨水管网的有向网络图G的弧矩阵B(p+m)*(m+q)；
Figure FDA0002879377780000041
若aij＝(Ui,Uj)∈A,则令bij＝1；反之bij＝0；
S1.3，获得雨水管网的有向网络图G的容量矩阵C(p+m)*(m+q)，容量矩阵C(p+m)*(m+q)为有向网络迭代表达式:
Figure FDA0002879377780000042
若弧矩阵B(p+m)*(m+q)中弧aij∈A,bij＝0,则cij＝0；若bij＝1,则弧aij(aij∈A)的容量为cij,cij是雨水管线的容量，cij＝c(aij)＝c(e)；可根据排水规划设计手册查找到某材料、管径、坡度、粗糙度的雨水管的最大设计流量；
容量矩阵C(p+m)*(m+q)中的每一个元素可清晰地表示雨水管网中各雨水管的容量、以及顶点与雨水管的连通情况。
3.根据权利要求1所述的排水管网数据模型的建立方法，其特征在于，构造污水管网的有向网络迭代表达式的具体步骤为：
S2.1，构建污水管网的有向网络图；
令有向网络图为G＝(V,A)，A为G的弧集；V为G的顶点集；
且V＝{X；U；Y}＝{x1,x2,x3,...,xp；v1,v2,v3,...,vm；y1,y2,y3,...,yq}；
其中，X为源集是V的一个子集，X中的每一个顶点x都为G中的弧的起点；
Y为汇集是V的一个子集，Y中的每一个顶点y都为G中的弧的终点，且X∩Y＝0；
U为中间点集是V的一个子集，U中的每一个顶点u既为G中一些弧的起点,又为另一些弧的终点,且X∩U＝0,Y∩U＝0；
所述污水管网包括污水收水井、污水检查井、提升泵站、污水管、污水处理厂及污水出水口；
令污水管包括污水干管和污水支管为有向网络图的弧，污水管的集合为弧集A；
令污水收水井为有向网络图的源，污水收水井的集合为源集X；
令污水处理厂及污水出水口为有向网络图的汇，污水处理厂及污水出水口的集合为源集Y；
令污水检查井和提升泵站为有向网络图的中间点，污水检查井和提升泵站的集合为中间点集U；
S2.2，以顶点集{X:U}为行,以顶点集{U；Y}为列,构造污水管网的有向网络图G的弧矩阵B(p+m)*(m+q)；
Figure FDA0002879377780000061
若aij＝(Ui,Uj)∈A,则令bij＝1；反之bij＝0；
S2.3，获得污水管网的有向网络图G的容量矩阵C(p+m)*(m+q)，容量矩阵C(p+m)*(m+q)为有向网络迭代表达式:
Figure FDA0002879377780000062
若弧矩阵B(p+m)*(m+q)中弧aij∈A,bij＝0,则cij＝0；若bij＝1,则弧aij(aij∈A)的容量为cij,cij是污水管线的容量，cij＝c(aij)＝c(e)；可根据排水规划设计手册查找到某材料、管径、坡度、粗糙度的污水管的最大设计流量；
容量矩阵C(p+m)*(m+q)中的每一个元素可清晰地表示污水管网中各污水管的容量、以及顶点与污水管的连通情况。
4.根据权利要求1所述的排水管网数据模型的建立方法，其特征在于，构造合流管网的有向网络迭代表达式的具体步骤为：
S3.1，构建合流管网的有向网络图；
令有向网络图为G＝(V,A)，A为G的弧集；V为G的顶点集；
且V＝{X；U；Y}＝{x1,x2,x3,...,xp；v1,v2,v3,...,vm；y1,y2,y3,...,yq}；
其中，X为源集是V的一个子集，X中的每一个顶点x都为G中的弧的起点；
Y为汇集是V的一个子集，Y中的每一个顶点y都为G中的弧的终点，且X∩Y＝0；
U为中间点集是V的一个子集，U中的每一个顶点u既为G中一些弧的起点,又为另一些弧的终点,且X∩U＝0,Y∩U＝0；
所述合流管网包括合流进水口、合流检查井、合流泵站、合流管和合流出水口；
令合流管包括合流干管和合流支管为有向网络图的弧，合流管的集合为弧集A；
令合流进水口为有向网络图的源，合流进水口的集合为源集X；
令合流出水口为有向网络图的汇，合流出水口的集合为源集Y；
令合流检查井和合流泵站为有向网络图的中间点，合流检查井和合流泵站的集合为中间点集U；
S3.2，以顶点集{X:U}为行,以顶点集{U；Y}为列,构造合流管网的有向网络图G的弧矩阵B(p+m)*(m+q)；
Figure FDA0002879377780000071
若aij＝(Ui,Uj)∈A,则令bij＝1；反之bij＝0；
S3.3，获得合流管网的有向网络图G的容量矩阵C(p+m)*(m+q)，容量矩阵C(p+m)*(m+q)为有向网络迭代表达式:
Figure FDA0002879377780000081
若弧矩阵B(p+m)*(m+q)中弧aij∈A,bij＝0,则cij＝0；若bij＝1,则弧aij(aij∈A)的容量为cij,cij是合流管线的容量，cij＝c(aij)＝c(e)；可根据排水规划设计手册查找到某材料、管径、坡度、粗糙度的合流管的最大设计流量；
容量矩阵C(p+m)*(m+q)中的每一个元素可清晰地表示合流管网中各合流管的容量、以及顶点与合流管的连通情况。
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