侯振國

（山東港通智匯信息技術有限公司，山東 煙臺 264000）

管道管理一直是管道完整性管理( pipeline integrity management)定義為:管道公司面對不斷變化的因素，對油氣管道運行中面臨的風險因素進行識別和評價，通過監(jiān)測、檢測、檢驗等各種方式，獲取與專業(yè)管理相結(jié)合的管道完整性的信息，制定相應的風險控制對策，不斷改善識別到的不利影響因素，從而將管道運行的風險水平控制在合理的、可接受的范圍內(nèi)，最終達到持續(xù)改進、減少和預防管道事故發(fā)生、經(jīng)濟合理地保證管道安全運行的目的。

管道完整性管理涉及的高后果區(qū)識別、風險評估、資源配置、日常巡檢、事故上報等功能能否準確的實現(xiàn)關鍵看管道GIS 數(shù)據(jù)的準確性，即管道GIS 數(shù)據(jù)是否真正代表了現(xiàn)實世界中管道的位置和埋深，因此GIS 數(shù)據(jù)準確性在管道完整性管理中至關重要，那么如何加工高精準的GIS 數(shù)據(jù)，本文從以下幾個方面進行了探討。

1 項目概述

煙淄石油管道工程由煙臺西港區(qū)首站起始，整體為東西走向，沿途經(jīng)過煙臺市的開發(fā)區(qū)、蓬萊市、龍口市、招遠市、萊州市，濰坊的昌邑市、寒亭區(qū)、濱海開發(fā)區(qū)、壽光市、東營市廣饒縣、濰坊市的青州市，淄博市的臨淄區(qū)、桓臺縣，濱州市的博興縣共14 個縣市（區(qū)）和山東濰北農(nóng)場。本工程分為首站至華星分輸站的干線和華星-正和支線、華星-天宏-京博支線、華星-金誠支線、華星-匯豐支線4 條支線。本工程包括8 個站點12 個閥室，其中站點有煙臺首站、招遠站、昌邑輸油站、壽光站、華星站、金誠站、京博站、正和站，1#閥室、2#閥室、3#閥室、4#閥室、5#閥室、6#閥室、8#閥室、9#閥室、10#閥室、11#閥室、12#閥室、13#閥室。

2 項目問題

整條長輸輸油管道多數(shù)經(jīng)過農(nóng)田、山區(qū)和河流，甚至有的過路，整條線路施工環(huán)境較復雜，本項目歷經(jīng)6 年完成主體施工，項目結(jié)束后在管道完整性系統(tǒng)實施中需要精準的管道GIS 數(shù)據(jù)，才能實現(xiàn)圍網(wǎng)布設，巡檢樁埋設，系統(tǒng)功能精準實現(xiàn)。但因工程工期較長，項目負責人替換，項目數(shù)據(jù)除施工數(shù)據(jù)外，很多數(shù)據(jù)已經(jīng)不完整，而通過實地測量方式獲取管線數(shù)據(jù)的方式一是重復投資，二是管線采集難度較大，因山地部分覆土后荊棘叢生，三是數(shù)據(jù)精度低，因管線儀器設備測量的精度受埋深的限制，甚至有些過河數(shù)據(jù)更是無法獲取，而基于管道羅盤儀測量的方案，經(jīng)過兩次開挖抽查測試，數(shù)據(jù)偏差較大，因此通過羅盤儀獲取的管道數(shù)據(jù)的準確性也無法保證。

3 管道GIS 源數(shù)據(jù)梳理

為了解決此問題，從勘察和施工數(shù)據(jù)入手，解決了長輸管道GIS 數(shù)據(jù)不準確的問題，保證了管道GIS 數(shù)據(jù)的準確性。首先對在管道覆土前采集的管道本體GIS 源數(shù)據(jù)進行了梳理，其GIS 源數(shù)據(jù)包括管道焊口位置數(shù)據(jù)、標高數(shù)據(jù)以及標段、施工單位等信息數(shù)據(jù)，并以EXCEL 方式進行了存儲，具體格式如圖1。

圖1

4 管道GIS 數(shù)據(jù)編輯

4.1 數(shù)據(jù)梳理

管道完整性管理系統(tǒng)需要將管道走向及位置數(shù)據(jù)以線的方式，以WGS84 坐標系呈現(xiàn)于管理系統(tǒng)的GIS 模塊中，為了達到以上效果，首先將各標段的管道本體GIS 源數(shù)據(jù)以焊口順序進行排列，并在EXCEL 中增加一列，采用編輯公式 將焊口的X、Y 坐標進行連接，具體如圖2。

圖2

4.2 數(shù)據(jù)展繪

打開中間輔助工具CAD，EXCEL 中選中連接字段列內(nèi)容，CAD 中執(zhí)行PL 命令，然后在CAD 命令行執(zhí)行粘貼或者CTRL+V 命令，完成各標段管線數(shù)據(jù)的繪制工作，具體如下圖3。

圖3

4.3 坐標系統(tǒng)轉(zhuǎn)化測試

CAD 展圖完成后，需要將平面坐標系轉(zhuǎn)化為WGS84 坐標系統(tǒng)，將數(shù)據(jù)加載到ARCGIS 中，導出SHP 圖層，并加載SHP 圖層，應用ARCGIS 工具箱-數(shù)據(jù)管理工具-投影和變換-創(chuàng)建自定義坐標轉(zhuǎn)化，再ARCGIS 執(zhí)行工具箱-數(shù)據(jù)管理工具-投影和變換-要素-投影進行坐標系統(tǒng)轉(zhuǎn)化，經(jīng)坐標系統(tǒng)轉(zhuǎn)化后，利用ARCGIS 工具箱-轉(zhuǎn)化工具-轉(zhuǎn)為KML-圖層轉(zhuǎn)KML，將SHP 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為KML 數(shù)據(jù)，加載到Google Earth 中進行管線數(shù)據(jù)位置驗證，因部分施工區(qū)段，衛(wèi)星影像上會留有施工痕跡，經(jīng)實際疊加核實，管線數(shù)據(jù)與影像施工痕跡不符，有偏移具體圖4。

圖4

5 管道GIS 數(shù)據(jù)坐標參數(shù)求解及驗證

5.1 價值數(shù)據(jù)查找

對于GIS 管線數(shù)據(jù)整體偏移的問題，一般是投影參數(shù)問題，為此對勘察階段的數(shù)據(jù)進行查找，經(jīng)查找勘察階段的控制測量報告缺失，因此甲方找到當時的勘察單位，找到了相關測量報告。根據(jù)測量分析報告，提取報告中有用數(shù)據(jù)，具體如圖5、圖6、圖7。

圖5

圖6

圖7

5.2 數(shù)據(jù)編輯

將價值數(shù)據(jù)按照坐標轉(zhuǎn)化軟件能識別的格式進行編輯，具體如圖8。

圖8

圖9

5.3 參數(shù)求解

在轉(zhuǎn)換軟件中，點擊自定義格式，將編輯好的數(shù)據(jù)首先轉(zhuǎn)化為西安80 經(jīng)緯度數(shù)據(jù)，具體結(jié)果如圖10。

圖10

圖11

然后將測量報告中相應點對應的WGS84經(jīng)緯度數(shù)據(jù)作為轉(zhuǎn)化前數(shù)據(jù)，將西安80 經(jīng)緯度數(shù)據(jù)作為轉(zhuǎn)化后數(shù)據(jù)，輸入到坐標轉(zhuǎn)化軟件中，選擇7 參數(shù)布爾沙，進行七參數(shù)求解，并將7 參數(shù)導出，具體如圖11。

計算完成后，采用7 參數(shù)進行參數(shù)驗證，驗收無誤方可進行后續(xù)工作。

6 管道GIS 數(shù)據(jù)坐標轉(zhuǎn)換

ARCGIS 中工具箱定義橢球轉(zhuǎn)化，將求解好的7 參數(shù)輸入，將SHP 圖層執(zhí)行橢球轉(zhuǎn)化，完成管線GIS 數(shù)據(jù)的坐標轉(zhuǎn)化，并再次導出KML 文件，導入Google Earth 中進行管線數(shù)據(jù)位置驗證，經(jīng)驗證管道GIS 數(shù)據(jù)完全正確。具體如圖12。

圖12

7 結(jié)語

通過本文長輸管道GIS 數(shù)據(jù)加工探討，一是說明管道GIS 數(shù)據(jù)的重要性，相關單位一定要重點保存；二是對管道GIS 數(shù)據(jù)加工的流程進行了詳述；三是說明了管道GIS 數(shù)據(jù)準確性的意義，依據(jù)求解的7 參數(shù)，可以對控制測量報告中的控制點進行現(xiàn)場查找，作為后續(xù)工程開展時甲方控制點交接的依據(jù)，另外巡檢樁、圍網(wǎng)的布設也可順利進行，后續(xù)的管道完整性系統(tǒng)開發(fā)也成為可能，因此長輸管道GIS 數(shù)據(jù)的準確性，決定著管道信息化實現(xiàn)與否。