GIS应用-沃伦县水区希望通过测量级地图提升其水力模型

位于肯塔基州中南部的沃伦县水区在纳什维尔和路易斯维尔之间 530 平方英里的区域内提供供水和污水处理服务。每天，该公用事业公司通过 1,194 英里的供水管线输送超过 810 万加仑的饮用水，而其废水系统则通过 218 英里的下水道管线输送 200 万加仑的废水。除了这个系统之外，Warren Water 还管理辛普森县水区和巴特勒县水系统的供水系统通过一项联合运营协议，该协议使供水总管的总长度超过 2,100 英里，横跨 1,200 平方英里。这三个公用事业公司中的每一个都有一个独立的董事会，但如今它们的运营通过一个地理信息系统 (GIS) 和一个客户信息系统 (CIS) 得到简化。

最初转向 GIS

过去，Warren Water 曾为其现场工作人员配备 75 磅重的纸质地图册，以便导航到服务订单工作地点。尽管地图册可以完成工作，但它们使用起来很费时间，尤其是对于新员工而言。

2006 年，Warren Water 决定对其运营进行现代化改造，并聘请了第一位全职 GIS 员工和一名承包商来启动数字制图。首先，Warren Water 将数以千计的纸张数字化并地理配准到 GIS 功能中。然后，承包商前往现场使用亚脚级测绘设备绘制所有地上资产的测绘图。位置经过后处理后，Warren Water IT 和 GIS 经理 BJ Malone 将它们上传到 GIS 并将要素捕捉到新的准确位置。马龙和承包商以这种方式绘制了沃伦供水系统的地图，随后，马龙在内部进行了野外测绘，以绘制辛普森县和巴特勒县系统的地图。

“那时，我们所有的地上资产——水和废水——都以亚英尺的精度绘制出来，”Malone 说。

挑战：废水资产的水力建模

Subfoot 资产精度对于移动工作人员来说是可以接受的，但对于工程团队在水力建模中使用来说还不够好。水力建模依赖于极其精确的高程值，并且需要 GIS 中的厘米级精度。

从纸质竣工图中提取高程值非常耗时，有时会让 Warren Water 的工程师感到沮丧。图纸经常包含不准确的坡度测量值。Malone 意识到 Warren Water 可以从进一步提高其 GIS 数据的准确性中获益。

为了测试这个想法，Malone 聘请了另一名承包商，该承包商将以厘米级精度重新绘制公用事业公司的废水资产。在这个试点项目中，收集的数据必须经过后处理以获得所需的精度，然后再导入以更新 GIS。但是当这些任务完成后，Malone 的信息质量达到了他的工程师可以使用的水平。他的下一个挑战是找到一种更简单的方法来在内部保持这种准确性水平，并有可能将其扩展到所有资产。

此外，2009 年，Warren Water 开始在笔记本电脑上通过基于 Windows 的地图应用程序在现场使用 GIS 数据。虽然笔记本电脑是一个很好的工具，但现场的机动性仅限于卡车。

Malone 相信新的内部移动地图解决方案可以克服这两个剩余的挑战。

^{解决方案：使用 ArcGIS} 实时、准确地收集移动数据

大约在这个时候，Malone 注意到 Esri 的移动数据收集应用程序不仅变得非常流行，而且变得异常强大。ArcGIS Field Maps（以前称为 ArcGIS Collector）和ArcGIS Survey123可以将 GPS 支持的数据实时实时地收集到 GIS，并使用 GIS 格式的数据。

“我们已经有了 Esri 软件，因此迁移到 Esri 移动应用程序对我们来说很有意义，”Malone 说。“一切都是 GIS 格式的本机内容，它使我们能够为现场的 [工作人员] 在他们使用舒适的设备上提供具有 GPS 功能的东西。”

该实用程序根据用户偏好为其现场工作人员提供运行 Esri 应用程序的 iOS 和 Android 平板电脑。

剩下的最后一个组件是兼容的厘米级全球导航卫星系统 (GNSS) 接收器，可与 ArcGIS 应用程序配合使用。在咨询了附近的水域后，Malone 选择了 Esri 金牌合作伙伴 Eos Positioning Systems 制造的 Arrow 系列 GNSS 接收器。Arrow Gold ^®接收器通过结合 GNSS 定位和实时运动学 (RTK) 差分校正处理，提供实时的厘米级位置。它可以与本地免费 RTK 网络、肯塔基实时参考网络一起使用。走这条路将消除后处理和手动将数据上传到 GIS。

Warren Water GIS 分析师 Josh Smith 说：“当 Eos 出现并与 Esri 联姻时，一切都可以在 Esri 应用程序中本地运行，这为我们在数据收集和后处理方面节省了大量时间。” “它通过将所有内容放在一个地方并消除通过多个应用程序传递数据的需要，简化了办公室和 [移动] 工作流程。”

Arrow Gold 接收器还提供了一项功能，可以在通过蜂窝网络提供的互联网服务不稳定的偏远地区保持测量级精度。

“我们前往系统中一些最偏远的区域来测试 Arrow GNSS 接收器，它确实有效，”Malone 说。

结果：水力建模的简化数据

“ 他们能够更快地找到东西，并且可以在一台设备上访问他们需要的东西。这让大家的心都放下了。 — BJ Malone，沃伦县水务局 IT / GIS 经理

如今，Warren Water 已将其废水资产绘制成厘米级精度，并将所有三个系统的地上资产绘制成亚英尺精度。今年，Warren Water 员工已为所有新建资产部署了 RTK 数据采集。同时，工程师聘请了一名顾问，他现在将使用 RTK 高程来开发废水水力模型。工程师们已经将这些数据用于其他工作流程，例如系统修改计划和历史泄漏跟踪。

现场团队成员也开始意识到始终随身携带准确的数字地图所带来的好处。

此后，Warren Water 又聘请了一名全职 GIS 员工来支持 Malone。他们估计，在该公用事业公司的所有 74 名员工中，有 65-70 人经常使用 GIS。

抄表团队成员使用地图导航到仪表，他们还帮助 Warren Water 安装了 41,000 个新智能仪表。仪表数据与 GIS 中的位置一起存储并集成到 CIS 中。反过来，客户服务代表 (CSR) 使用这些数据更快地响应客户查询，为现场工作人员生成服务订单，并响应承包商对特定区域资产信息的请求。

“我们为 CSR 节省了大量时间，”马龙说。

另一个意想不到的好处：地图帮助 Warren 跟上定位资产的请求

事实证明，地上数据非常有价值，Warren Water 也开始绘制其地下资产的地图。如今，开发人员和检查人员配备了 ArcGIS Field Maps 和 Arrow Gold 接收器，可以在资产被掩埋之前绘制新分区中的资产地图。

对于“挖掘前呼叫”以定位现有资产的请求，Warren Water 为其资产定位团队配备了相同的技术。这些团队现在使用地上资产（例如阀门、仪表）的地图来更快地找到地下水管；在地下资产已绘制地图的地方，团队会直接导航到这些资产。他们仍然执行传统的现场验证，但节省了大量时间。Malone 估计，光缆安装的需求仅在过去一年就使定位呼叫增加了大约四倍。

“随着我们目前的定位请求数量的增加，我认为如果没有这些地图，我们将无法跟上步伐，”Malone 说。“它确实简化了流程，帮助我们更快地找到资产。”

到目前为止，Warren Water 已经绘制了横跨 51 英里管道的 68,000 多个地下点的地图。该公用事业公司还购买了两台探地雷达 (GPR) 设备，并为它们配备了 ArcGIS Field Maps on Android 和 Arrow Gold 接收器。根据 Warren Water 运营主管 Travis Watt 的说法，拥有 Arrow Gold 的 RTK 功能以及 GPR 设备和 Field Maps 真是太棒了。

“它为我的团队提供了两种定位地下资产的方法，”瓦特说。“有时，[团队] 几乎可以导航到地下水管的正中心。”

Malone 说，他很高兴公用事业公司的员工和领导层看到了 GIS 的价值。 “ 我们真正尝试以 GIS 为中心，构建工作流和应用程序，使我们能够做出更明智的决策。当我们将准确的位置添加到 GIS 中时，这才是真正为我们带来回报的地方。现在，我们的现场和办公室团队正在实现效率提升，我们正在让他们的生活更轻松一些。那是一场胜利。 — BJ Malone，沃伦县水务局 IT / GIS 经理