城市管网的科学管理和安全分析是城市建设中一项很重要的工程,用传统方法记录管网数据是一个费时费力的工作,难以有效的进行安全分析,适应不了当前管网规模的发展趋势。随着科学技术的发展,为满足地理信息数据的管理,由计算机科学与地理信息学相结合的技术GIS(Geographic Information System)产生。通过对城市管网安全性研究,为完成管网安全分析,需要设计一款既能对管网数据进行科学管理,又能对管网进行安全分析的安全系统。本文通过对城市管网安全系统进行需求分析,设计了系统的总体框架,根据需求完成了功能设计。系统基于三层架构模式,通过C#与ArcGIS的交互,运用ArcGIS Engine二次开发组件库开发系统功能,系统功能主要包括文件管理、管线浏览、管网编辑、管网查询、管线统计、管线分析和用户管理;通过Skechup软件和ArcGIS Engine组件的结合,对三维管网进行建模,实现管网的三维展示;通过对城市管网空间拓扑关系的分析,对管线分析功能中横纵断面分析、缓冲区分析、爆管分析进行算法研究,针对缓冲区算法的角平分线法和凸角圆弧法提出了线段缓冲区合并法,针对爆管算法的基于无向图法和基于流向法提出了基于有向图法,通过算法的改进提高系统的安全分析性能。城市管网安全系统的开发是基于城市管网的空间拓扑关系,结合C#编程语言、SQL Server数据库以及ArcGIS Engine组件库完成,可以使城市管网的管理更科学、高效,使用户对事故的处理更及时。通过本文所做的研究,可以将研究成果应用在城市管网安全分析领域,将对管网的管理和安全分析具备一定的实用价值。