楊存健 王炳輝

【摘要】城市地下管線數(shù)據(jù)采集工作目前采用著一些先進的測繪及物探技術(shù)，在一定程度上推進了城市地下管線數(shù)據(jù)采集工作的進展，減輕了城市地下管線數(shù)據(jù)生產(chǎn)的強度，提高了城市地下管線數(shù)據(jù)生產(chǎn)的精度。目前，城市地下管線數(shù)據(jù)采集主要使用GPS法、電磁法、電磁波法、RS技術(shù)、慣性陀螺定位技術(shù)等新技術(shù)，有效地提高了地下管線數(shù)據(jù)采集的效率。

【關(guān)鍵詞】地下管線、GPS法、電磁法、電磁波法、RS技術(shù)、慣性陀螺定位技術(shù)。

一、前言

經(jīng)過幾十年的快速發(fā)展，我國的城市規(guī)模急劇擴大，城市建設(shè)的決策者們多重視地上形象設(shè)計，給城市的長遠發(fā)展帶來了較大隱患。從近年來發(fā)生的眾多事故中吸取教訓(xùn)，城市發(fā)展的同時要重視地下空間規(guī)劃。

城市地下空間里的各種管線現(xiàn)如今縱橫交錯、相互交織無法分辨。地下管線信息是城市管理需要掌握的基本信息，缺乏地下管線信息將使城市建設(shè)存在安全隱患；地下管線信息能夠保障城市各項建設(shè)快速施工的安全；能夠有效指導(dǎo)城市建設(shè)。

二、地下管線探測方法

城市地下管線相當(dāng)于人的血管，每天為城市提供日常所需的能量，每天排出城市代謝的廢物，保障城市的正常運轉(zhuǎn)。承擔(dān)著這樣重要的作用的管線有：給水管、排水管、電力、熱力、電信、燃氣、共同管廊等。

2.1 GPS法

城市地下管線探測工作中，利用GPS技術(shù)布設(shè)平面控制網(wǎng)已經(jīng)成為一種主流技術(shù)。相比傳統(tǒng)的控制網(wǎng)布設(shè)方式比較，這種技術(shù)具有精度高，時間短，操作簡單等一系列有利條件。對于地下管線的地面明顯標(biāo)識，GPS法是最快捷的一種數(shù)據(jù)采集方式。

2.2 電磁法

電磁法是當(dāng)前地下管線探測技術(shù)的主要應(yīng)用手段，它是根據(jù)地下管線與周圍物質(zhì)的導(dǎo)電性與導(dǎo)磁性差異為主要物理特性，根據(jù)電磁感應(yīng)理論觀測和研究電磁場空間與時間變化和分布規(guī)律，從而達到探測地下金屬管線或解決其他地質(zhì)問題的目的。電磁法是探查地下管線的主要方法，各種金屬管道、電纜與其周圍的介質(zhì)在導(dǎo)電率、磁導(dǎo)率、介電常數(shù)有較為明顯的不同，這為使用電磁法探測地下管線提供了有利的地球物理前提。

2.3 電磁波法

電磁波法是利用電磁波進行地下管線探測的方法，其探測技術(shù)是采用人工產(chǎn)生感應(yīng)源，向被探測的地下管線發(fā)射高頻寬頻帶短脈沖電磁波來探測隱蔽管線的空間位置。使用高頻率、短脈沖、寬頻帶電磁波通過發(fā)射天線對地面發(fā)射，當(dāng)電磁波穿過地下不同的介質(zhì)時，由于地下不同介質(zhì)具有不同的物理特性，從而造成介質(zhì)之間的界面兩側(cè)波阻抗發(fā)生改變，電磁波在界面處產(chǎn)生反射，反射回的電磁波被探測天線接收后通過連接電纜傳送到計算機進行分析處理，繪制出雷達反射的剖面影像，根據(jù)雷達反射的回波形狀、幅度及圖像，分析推斷被探測物體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與分布狀態(tài)，從而得到物體在地下空間位置。

根據(jù)其物理的工作方式（場源的控制方式）不同分為主動源法和被動源法；根據(jù)設(shè)備儀器的探測方式又可以分為直接法和感應(yīng)法等分類方式。

三、新技術(shù)研究

3.1 RS技術(shù)

RS探測方法一般用在非城區(qū)區(qū)域，RS探測方法主要是利用地下管線與周圍地質(zhì)環(huán)境具有不同的熱成像特征，這樣可以在熱紅外遙感影像中被辨別出來。這種技術(shù)適用于大范圍單一專業(yè)的管線定位普查，對于城市各種專業(yè)管線比較集中的區(qū)域不適用于此方法。

3.2 慣性陀螺定位技術(shù)

物探技術(shù)的局限性在于對淺地層（5-8米）埋設(shè)的管線有較好的探測結(jié)果，但現(xiàn)如今在城市建設(shè)中管線敷設(shè)采用非開挖方式，非開挖方式的一大缺點就是路徑偏差大且不易控制，因此就造成了敷設(shè)的管線埋深深、位置信息不準(zhǔn)確等特點，無法獲得較準(zhǔn)確的管線位置信息。

慣性陀螺定位技術(shù)集成慣性技術(shù)、陀螺儀、衛(wèi)星定位技術(shù)、CAD輔助繪圖設(shè)計、編輯軟件等多項關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用。該技術(shù)不受地形限制，不受深度限制，不受電磁干擾、定位精度高、適合于各種材質(zhì)的管道、自動生成三維曲線圖可以很好的解決這一難題，精確獲得各種復(fù)雜環(huán)境下的管道路徑。

四、結(jié)論與展望

1、我國城市的分布廣泛，地處不同的維度和海拔，地質(zhì)狀況也有很大的差別，只用一種或兩種方法進行探測很難取得較理想的效果，必須綜合應(yīng)用多種采集手段和技術(shù)，在工作中探索新的工藝和方法。

2、內(nèi)外業(yè)一體化（地下管線的數(shù)據(jù)采集信息化），通過先進的通訊技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使得采集的數(shù)據(jù)實時進入數(shù)據(jù)庫、實時進行圖形展現(xiàn)，提高勞動效率、減少其他因素對數(shù)據(jù)的造成損失。

3、建立完善的法律法規(guī)體系，讓地下管線信息的更新與共享法制化、標(biāo)準(zhǔn)化，讓地下管線信息數(shù)據(jù)發(fā)揮最大的價值，更好的服務(wù)于社會。

參考文獻：

[1] 解志強，杜清運，高忠，等.2011.GIS與模型技術(shù)在城市排水管線承載力評價中的應(yīng)用[J]。測繪通報（12）：50-53

[2] 解志強，王貴武，高忠，等.2010.基于GIS模型的昆明市地下排水管線數(shù)據(jù)庫設(shè)計與表達應(yīng)用[J]。測繪通報（10）：59-62

[3] 李清泉，嚴(yán)勇，楊必勝，等.2003.地下管線的三維可視化研究[J]。武漢大學(xué)學(xué)報：信息科學(xué)版，2003（3）.

[4] 北京市測繪設(shè)計研究院.2003.CJJ61-2003城市地下管線探測技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社.

[5] 洪立波.2009.城市地下管線面臨的挑戰(zhàn)與機遇[J].城市管理與科技（2）：32-34.

[6] 張海濤，閭國年，張書亮，等.2005.基于一體化數(shù)據(jù)模型的城市管線GIS共享[J].測繪通報（8）：57-60

[7]吳文瑾.2009.3S技術(shù)在地下管線探測與管理中的應(yīng)用[J].管道技術(shù)與設(shè)備（3）：19-20，52.

[8] 江貽芳.2007.我國城市地下管線信息化建設(shè)工作進展[J].測繪通報（12）：1-4

[9] 李學(xué)軍.2009.我國城市地下管線信息化發(fā)展與展望[J].城市勘測（1）：1-3.

[10] 喬志勇.2011.數(shù)字城市中的“管線云”[J].城市勘測（增刊）：37-39.

作者簡介：

楊存健 （1980-6）男 漢族 河北威縣 學(xué)歷：碩士 測繪工程師 研究方向：大地測量 單位：普迅電力信息技術(shù)有限公司