摘要：隨著我國石油、天然氣的開發(fā)、利用的飛速發(fā)展，建成的管道里程越來越長，如何對其的管理成為廣大技術(shù)人員和管理者關(guān)心的一個(gè)問題，本文就針對這一問題通過數(shù)字管道的優(yōu)勢進(jìn)行論述和分析，對于數(shù)字管道的建設(shè)具有一定的參考意義。

關(guān)鍵詞：GIS 數(shù)字管道 應(yīng)用

1 概述

數(shù)字管道（或者數(shù)字化管道）的概念是隨“數(shù)字地球”而來的。其基本原理是從整體著手通過數(shù)字化途徑解決管道問題，同時(shí)提高信息資源的利用率，從數(shù)字化、數(shù)據(jù)構(gòu)模、系統(tǒng)仿真、決策支持到虛擬現(xiàn)實(shí)，它是一個(gè)開放的復(fù)雜的綜合信息巨系統(tǒng)。具體來講，數(shù)字管道是應(yīng)用遙感（RS）、數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)（DCS）、全球定位系統(tǒng)（GPS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）、業(yè)務(wù)管理信息系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和多媒體技術(shù)、現(xiàn)代通信等高科技手段，對管道資源、環(huán)境、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)等各個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)的數(shù)字化、數(shù)字整和、仿真等信息集成的應(yīng)用系統(tǒng)，并且基于可視化條件為決策和管理提供客觀依據(jù)。近些年，“數(shù)字地球”的理念已推廣到各行各業(yè)，數(shù)字城市、數(shù)字礦山、數(shù)字油田、數(shù)字水利、數(shù)字管道、數(shù)字社區(qū)等數(shù)字化技術(shù)極大的豐富了人們的日常生活，并且取得了良好的應(yīng)用效果。

2 3S技術(shù)概述

3S技術(shù)將RS（遙感）、GIS（地理信息系統(tǒng)）和GPS（全球定位系統(tǒng)）有機(jī)整合，形成強(qiáng)大的數(shù)字處理技術(shù)。遙感技術(shù)是利用掃描、攝影、傳輸?shù)仁侄?，將從高空或外層空間接收的來自地球表層各類地物的電磁波信息進(jìn)行處理，以遠(yuǎn)距離識(shí)別及控測地表各類地物和現(xiàn)象的現(xiàn)代綜合技術(shù)。GIS是一個(gè)計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)，主要用于地理信息的管理。該系統(tǒng)能夠?qū)⒌乩硇畔⒎诸愄幚?，并且能在此基礎(chǔ)上對各種地理信息進(jìn)行多次組合分析，同時(shí)還提供地理信息的查詢、檢索、調(diào)用、修改等功能。人類對于GPS的研究起步于上世紀(jì)70年代的美國，1994年成功研發(fā)。它能夠?qū)?、陸、空各個(gè)空間領(lǐng)域的地物和現(xiàn)象進(jìn)行三維定位導(dǎo)航。綜合以上三門學(xué)科技術(shù)可以對3S技術(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確描述，它將計(jì)算機(jī)及通訊技術(shù)與遙感定位技術(shù)、空間技術(shù)、衛(wèi)星定位與導(dǎo)航技術(shù)有機(jī)整合，綜合多門學(xué)科技術(shù)來采集、分析、管理、處理空間信息，并對其進(jìn)行表達(dá)、傳播的綜合型信息技術(shù)。截至目前，這項(xiàng)技術(shù)從成功研發(fā)到日常應(yīng)用雖然只有短短十幾年的歷史，但早已風(fēng)靡各個(gè)領(lǐng)域。

3 數(shù)字管道關(guān)鍵技術(shù)

完成數(shù)字管道涉及到以下幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)：

①高密度、高精度三維模型快速批量加載，這是因?yàn)榭臻g信息系統(tǒng)平臺(tái)批量加載高密度、高精度的三維模型時(shí)，需要以大量的計(jì)算機(jī)資源為支撐，較大的資源占用率縮減了三維模型的加載數(shù)量，限制了其實(shí)時(shí)顯示速度。

②三維空間信息系統(tǒng)平臺(tái)與CAD工程設(shè)計(jì)一體化，因企業(yè)擁有大量的設(shè)施設(shè)備二維、三維CAD設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)資料。但是現(xiàn)階段，在將CAD三維模型數(shù)據(jù)導(dǎo)入三維空間信息系統(tǒng)軟件時(shí)信息丟失不可避免。

③多源數(shù)據(jù)融合處理。

4 基于3S技術(shù)的數(shù)字管道優(yōu)勢

利用3S技術(shù)的集成，將管網(wǎng)圖形庫、屬性數(shù)據(jù)庫與外部數(shù)據(jù)庫有機(jī)整合，圖文并茂，豐富了數(shù)據(jù)展示的形式，同時(shí)大大提高了數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確度，而且數(shù)據(jù)信息實(shí)時(shí)更新，可以作為管網(wǎng)優(yōu)化的客觀依據(jù)，使得管網(wǎng)管理工作準(zhǔn)確高效。

在長輸管道運(yùn)營過程中，GIS數(shù)據(jù)庫可以為管網(wǎng)運(yùn)維部門實(shí)時(shí)提供管網(wǎng)的運(yùn)行參數(shù)，以便動(dòng)態(tài)監(jiān)測管道運(yùn)行狀態(tài)。如發(fā)現(xiàn)管道運(yùn)行異常，也能夠快速精準(zhǔn)的定位故障點(diǎn)，同時(shí)快速調(diào)用管道運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行綜合分析，以便為管理決策提供客觀依據(jù)，協(xié)助其制定維修方案，保證管道的正常運(yùn)行。

3S技術(shù)能夠?qū)臻g位置及業(yè)務(wù)邏輯數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)獲取、分析、展示、編輯、處理、存儲(chǔ)、輸出和應(yīng)用。在長輸管道日常巡檢工作中引入3S數(shù)字技術(shù)，可利用GPS對管道運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行全方位動(dòng)態(tài)監(jiān)控，利用GIS可以綜合分析所獲取的動(dòng)態(tài)信息，再結(jié)合RS的直觀易懂的特性，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸即可動(dòng)態(tài)地掌控巡檢過程。這種全程動(dòng)態(tài)監(jiān)控、可視化的數(shù)字管道巡檢系統(tǒng)在各個(gè)地域或各個(gè)層次都能靈活運(yùn)用。

同時(shí)利用GIS的空間分析功能進(jìn)行疊加分析、緩沖區(qū)分析、最短路徑分析等操作，能夠從整體上分析評估管線的運(yùn)行條件，以便快速精準(zhǔn)的對管道運(yùn)行狀況進(jìn)行決策和管理。還可以通過GIS技術(shù)全面預(yù)控管道風(fēng)險(xiǎn)，指導(dǎo)系統(tǒng)編制維修計(jì)劃，并采取相應(yīng)的補(bǔ)救措施，當(dāng)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)達(dá)到警戒線時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案，盡可能地降低管道事故發(fā)生率。

5 結(jié)束語

基于3S技術(shù)的數(shù)字管道不僅在最佳路線走向、資源優(yōu)化配置、災(zāi)害預(yù)測預(yù)警和運(yùn)營風(fēng)險(xiǎn)管理中發(fā)揮極大的作用，數(shù)字化管道必將成為今后長輸管道建設(shè)的目標(biāo)。數(shù)字化管道建設(shè)勢在必行。

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作者簡介：

馮鵬程（1974-﹚，女，陜西米脂人，工程師，主要從事測繪工程工作。endprint