地下管线探测与数据采集
地下管线探测与数据采集
城市地下管线是城市的重要基础设施，是城市规划、设计、施工、和管理的重要依据。查清地下管线埋设现状并将其数据入库进行信息化处理，做到一图多用，信息共享，可以为城市带来巨大的经济效益和社会效益。
地下管线定位测量仪器-地下管线惯性定位仪（管线惯性陀螺仪）是零偏科技具有自主知识产权的地下管道定位设备，采用航天器的自主导航技术—惯性导航技术，利用组合导航以及基于IMU/里程/运动特征/环境特征的多传感器信息融合和误差在线补偿技术，能够精准可靠地获取城市复杂环境下的地下管线三维信息。全自主知识产权、厘米级测量精度、全口径测量范围40mm-1500mm，地下管线惯性定位仪解决了传统技术存在的受埋深、地质条件、电磁干扰等因素影响造成测试结果不可靠的问题。为城市地下空间的规划、设计和施工提供安全可靠的数据，同时有效防止国家管道信息的泄漏。
1.概论
管线探测，主要是在非开挖的情况下探测地下管线的走向与埋深等信息。其主要目的是为城市局部范围建设提供设计与施工依据，而城市的发展一般都有悠久的历史，地下管线工程因而也是一个历年逐步建成的过程，逐年建设的积累使一般大中城市的地下管线已是密如蛛网，交叉纵横。但是早年建设的地下管线一般都存在资料残缺不全或不准确等问题，以致使后续的地下管线工程规划建设计缺少必要和可靠的依据，甚至在施工中损坏原有管线，造成重大经济损失或人员伤亡。因此，调查清楚原有地下管线的分布情况，并将其数据资料及时导入管理系统进行信息化处理是十分必要的。其项目实施的主要工艺流程如图。
收集资料主要包括：收集整理测区地下管线现状调绘图，基本比例尺地形图，控制点成果资料等。现场踏勘地下管线现状调绘图与实地是否一致，控制点的位置和保存情况，察看测区地物、地貌、交通情况、地球物理条件及各种可能的干扰因素等，并制定相应的技术方案。下面主要对地下管线数据的获取过程及保存方式进行详细的叙述。
2.地下管线数据采集
2.1 管线调查
地下管线的调查主要是针对明显管线点进行的，明显管线点的各种数据均应直接开井量测。作业人员应按照要求明确各类管线调查内容，到实地调查核实，查清各类被调查管线的类型、管径、材质、埋深、起迄、走向以及同类管线的连接关系等。调查过程中做到：调查所用的皮尺、钢尺或量杆等工具均应经过认真检验，量查时应认真仔细辨读，避免人为粗差，确保调查成果的准确性；根据具体情况采用下井或不下井调查，下井调查应特别注意安全，防止毒气对人身的伤害；管线调查时应注意量取各类管线的偏距；对各类拟测管线点应进行预编号并在实地绘制管线连接及走向的草图等。
2.2 管线探测
地下管线的隐蔽点需采用管线探测仪进行探查，从而确定管道在地面上的投影位置和管道埋深。鉴于此次管线探测处于昌平区城区内，管线种类繁多，敷设密集，市内车人流量大，环境复杂，在制定探测方案时要综合考虑。根据实际情况选择惯性三维定位法、直接法、电磁感应法、长导线法、示踪法、电磁波法、夹钳法等。由于地质结构的差异和管线密集区互相干扰的程度不同，在进行不同类型管线探查时所采用的方法不尽相同。此外,在探测前和探测中还应对所使用的仪器进行仪器一致性、稳定性实验,以确保管线探测的数据质量。
管线探测应遵循以下原则：首先从已知到未知原则，不论采用何种物探方法，在正式投入使用之前，从测区内已知地下管线敷设情况的地方进行方法试验，从测评价其方法的有效性和精度，然后推广到未知区开展探测工作；其次从简单到复杂原则，在开展探测工作时，应首先选择管线少、干扰小、条件比较简单的区域开展工作,然后逐步推进到条件复杂的地区；再次方法有效、快速安全，若有多种方法可以选择来探测本地区的地下管线，则应选择效果好、轻便、快速安全和成本较低的方法；第四条件复杂地区先采用综合方法，在管线分布十分复杂的地区，用单一的方法技术往往不能给管线准确定位、定深,这时应采用综合物探方法,提高对管线的分辨率。
2.3 管线测量
地下管线测量的工作内容包括控制测量和地下管线测量（包含已有地下管辖和管线竣工）。其中控制测量的平面部分易采用GPS RTK技术进行，在作业时做到基准点选在观测条件好、距离测区近的地方，点位应视野开阔，远离高大的建筑楼群、树林和强电磁波发射源等干扰源。作业前应使用高于本控制点等级的控制点进行校核，点位误差应不大于50mm，同时每项工程应不少于3个控制点。当然在条件不允许的情况下也可以采用三级导线进行平面控制测量。高程控制测量易布设附和水准测量，闭合差不应超过±10√n毫米（n为测站数）。
地下管线测量的内容包括对管线点的地面标志进行水平位置和高程位置连测，计算管线点的坐标和高程并编制管线点测量成果表。管线竣工测量宜在覆土前进行。
3.管线数据整理与入库
3.1 地下管线数据处理及管线图编绘
地下管线数据处理是在地下管线测量工作完成并检查合格的基础上进行，主要工作为录入或导入测区地下管线探查、测量成果资料，并对导入的资料应用地下管线数据检查软件进行检查，并对查出的问题进行核实、改正。重点检查管线点数据是否重号，探查数据和测量数据点号是否一致，管线的埋深是否合理，以及管线测点性质、管线材质是否规范等。
管线图编绘是在地下管线数据处理工作完成的基础上进行，编绘主要包括一下内容：（1）管线图比例尺的确定；（2）管线图形数据的获取；（3）管线图的编辑；（4）管线图输出等。作业过程中应注意核查，地下管线图的坐标系和高程基准应与地下管线测量所用系统一致，且应反映测区现状。编绘地下管线图应采用地下管线数据采集的数据或地下管线竣工测量的数据，管线图应以彩色绘制，断面图以单色绘制。在编辑管线图的过程中，宜删去地形图中与实测地下管线重合或矛盾的地下管线设施，管线图上文字、数字注记应平行于管线走向，字头垂直于管线走向、方向向上，跨越图幅的文字、注记在两幅图内均应注记。
3.2 管线数据建库
首先，对基础资料进行分类检查，包括控制点数据是否正确、规范，记录手簿中是否存在缺项、多项、代码错误，数据记录数与外业记录数是否一致等问题进行检查合适，并对错误数据进行纠正。其次，数据库结构的设计、制作，根据相关规范、标准及委托方要求，进行数据库的设计和制作，包括对数据的内容和格式进行规范，如控制数据库结构如下表。在本案例中采用的是Visual Foxpro 6.0软件的DBF数据库。第三，数据录入，在Visual Foxpro 6.0软件中，将外业探查获取的管线属性数据及外业测量采集的管线空间属性数据，录入到相应数据库中，并进行100%校对检查。第四，对入库的管线数据进行检查和修改，利用软件对管线探查属性数据库和管线空间属性数据库进行检查，对管线图形文件进行连接关系、空间属性等内容进行检查。第五，对经过上述检查无误的管线数据进行数据转换，生成符合规定要求的数据库*.sdb文件。
4.结论
随着城市建设的不断发展，管线工程的建设也将不断进行，在作业过程中要求我们对历史资料不完整的管线采用实测的方式进行管线信息的采集，建立地下管线的数据库，并不断补充和更新数据库的内容，保持数据的现势性。为地下管线的信息管理提供便捷服务。
