CN101364242A - 三维可视化非开挖地下管道gis建立方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种三维可视化非开挖地下管道GIS建立方法，是通过以下步实现的：编制系统软件部分；运用综合物探技术采集各类非开挖管道数据；将精确的三维非开挖管道数据分层、分类录入系统中；系统综合调试；本发明的有益效果是：将地下各类非开挖管道有效管理起来，可极大减少地下工程事故，加强地下空间资源的管理，推动非开挖事业的发展。

Description

三维可视化非开挖地下管道GIS建立方法

技术领域

本发明涉及非开挖地下管道领域，尤其涉及一种三维可视化非开挖地下管道GIS建立方法。

背景技术

地下管线是城市的生命线，由于历史的原因，目前城市地下管线资料，以竣工图和管线的属性卡片、表册来记录表示，这种手工管理方式远远跟不上城市管道建设事业发展的需求，难以满足现代化地下管网管理的要求。近年来，非开挖铺管工艺以其特有的先进性、适应性，在城市地下工程和地下管线建设中广泛应用。上海市率先在国内采用非开挖技术实施大规模的城市管道建设工程，2007上半年，管线工程非开挖施工量占全部管线施工项目数的50％。

采用非开挖工艺敷设的管道较其它地下管道的埋深大(2～15m)；另外上海城市地上地下电缆密布，对控向设备干扰很大，使得施工时所测深度误差增大。这类管道的空间位置确切位置与竣工图纸数据误差较大(10～20％)。采用常规的探测设备无法将非开挖方式铺设的管道空间位置精确测定(尤其是小口径管道)。这给城市地下管线的规划、维护、城市地下资源的管理以及非开挖事业的发展带来很大障碍。近年来，由于非开挖管道资料不准确，频繁造成地下电力、煤气、通讯管线受损，因此，研究三维可视化非开挖地下管网GIS管理系统迫在眉睫。

在现有技术中，90年代初期至中期，随着地理信息系统软件被广泛应用于一些行业，于是也迅速推广应用于管线空间信息和属性信息的管理。我国于90年代初相继使用国外的GIS平台(ARCINFO、INTERGRAPH)，有的甚至用AUTOCAD探索开发管线信息管理系统。与此同时国产GIS平台研制成功(如MAPGIS)，用国产GIS平台也开发出了地下管线信息管理系统，由此城市地下管线信息管理系统的发展进入一个新的阶段。

但是，上述国内外地下管线信息管理系统中只有浅埋的地下管道信息，结构及基础数据均是二维的，只能应用于常规的，采用开挖方式埋设的管道。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供了一种三维可视化非开挖地下管道GIS建立方法，旨在解决上述的问题。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下步实现的：

编制系统软件部分；

运用综合物探技术采集各类非开挖管道数据；

将精确的三维非开挖管道数据分层、分类录入系统中；

系统综合调试；

与现有技术相比，本发明的有益效果是：将地下各类非开挖管道有效管理起来，可极大减少地下工程事故，加强地下空间资源的规划、管理，推动非开挖事业的发展。

附图说明

图1是本发明的流程图；

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

由图1可见：本发明是通过以下步实现的：

编制系统软件部分；

运用综合物探技术采集各类非开挖管道数据；

将精确的三维非开挖管道数据分层、分类录入系统中；

系统综合调试；

在步骤“运用综合物探技术采集各类非开挖管道数据”中：采用探测技术采集精确的非开挖管道三维信息；包括：铁质非开挖管道：使用管线探测仪器测量其2-4米浅部管道部分，采用地质雷达测量其5-8米中部，采用陀螺定位仪器测量其8-15米深部位置；塑料管道：采用地质雷达测量其平面位置，采用示踪法结合单道地震法测定其深度；混凝土管道：使用瞬态面波法测定其顶部位置，使用瑞雷波法测定其底部位置，使用地质雷达测定起平面位置；

在步骤“将精确的三维非开挖管道数据分层、分类录入系统中”中：利用VB+MapX+OpenGL开发完成可视化的三维非开挖地下管道管理系统；所述的管道数据包括：管道路由显示、缩放、管道数据编辑、查询、管道介质动态模拟、管道分析平剖面显示、管道三维显示、综合物探技术精确测定非开挖管道三维坐标、采集非开挖管道材质、口径、时间等信息。

本发明采用先进探测技术采集精确的非开挖管道三维信息：

GIS管理系统基础数据的完整和准确性是系统的基础，因此地下非开挖管道的精确探测、将三维数据入库本发明核心要素。

本发明采用综合物探技术，解决的非开挖管道难以精确测定的技术难题：

由于采用非开挖工艺敷设的管道较其它地下管道的埋深大(2～15m)，空间位置呈抛物线形，且非开挖管道材质多样(钢、塑料、混凝土等)，单一的物探方法(如电磁波管线探测仪器)无法将非开挖管道空间(三维坐标)精确测定。但通过多种物探方法联合使用，针对不同材质的非开挖管道采用不同综合物探法，则可将各类非开挖管道空间位置准确测定。简述如下：

A铁质非开挖管道：使用管线探测仪器测量其浅部(2-4米)管道部分，采用地质雷达测量其中部(5-8米)，采用陀螺定位仪器测量其深部(8-15米)位置；

B塑料管道：采用地质雷达测量其平面位置，采用示踪法结合单道地震法测定其深度；

C混凝土管道：使用瞬态面波法测定其顶部位置，使用瑞雷波法测定其底部位置，使用地质雷达测定起平面位置。

建立可视化GIS(地理信息系统)系统，

针对城市非开挖地下管网分布的特点，利用VB+MapX+OpenGL开发完成的三维非开挖地下管道管理系统。除具有一般的地理信息系统外，还应具有实用于非开挖管道的特色的功能，如“管线的制图功能”，“管线的分析功能”，“管线的空间视图功能”，“非开挖管道的三维显示功能”等，另外，该系统还可以根据用户的需要进行功能扩充。系统具有显示快速、查询方便、直观逼真等特点。

“非开挖管道的三维显示功能”是该系统的核心模块：该模块运用了OpenGL编程，通过对非开挖管道属性信息的分层提取、并行运算、可将非开挖管道的空间形态以三维可视化形式快速展现，并可模拟管道内的介质运动状态(如水管中水的流向、压力等)。

本发明的主要技术指标：

1运用综合物探方法测定的各类非开挖管道的空间位置，误差<5％；

2系统特有功能，该系统除了具有一般信息管理系统的功能外，还具有如下特有功能：

1).图形显示、缩放、漫游功能；

2).管线的制图功能、编辑修改功能；

3).分析功能、纵横断面显示；

4).查询功能；

5).三维显示功能；

通过本发明可以将城市各类管线、管件空间信息及它们复杂的属性信息一体化存储、分类、分层地进行存储管理。

借助于系统空间分析能力、网络分析功能和其它各种模型分析功能，能方便地对地下管线的介质运行状态作动态模拟；能快速准确对管线运行的突发事故作紧急处理；能协助科学地进行地下管线的规划和辅助设计；能有效地保护、维护地下非开挖管道，实现对非开挖管道各种深层次的管理。里

Claims (2)

1.一种三维可视化非开挖地下管道GIS建立方法，是通过以下步实现的：

编制系统软件部分；

运用综合物探技术采集各类非开挖管道数据；

将精确的三维非开挖管道数据分层、分类录入系统中；

系统综合调试。

2.根据权利要求1所述的三维可视化非开挖地下管道GIS建立方法，其中在步骤“运用综合物探技术采集各类非开挖管道数据”中：采用探测技术采集精确的非开挖管道三维信息；包括：铁质非开挖管道：使用管线探测仪器测量其2-4米浅部管道部分，采用地质雷达测量其5-8米中部，采用陀螺定位仪器测量其8-15米深部位置；塑料管道：采用地质雷达测量其平面位置，采用示踪法结合单道地震法测定其深度；混凝土管道：使用瞬态面波法测定其顶部位置，使用瑞雷波法测定其底部位置，使用地质雷达测定起平面位置；

在步骤“将精确的三维非开挖管道数据分层、分类录入系统中”中：利用VB+MapX+OpenGL开发完成可视化的三维非开挖地下管道管理系统；所述的管道数据包括：管道路由显示、缩放、管道数据编辑、查询、管道介质动态模拟、管道分析平剖面显示、管道三维显示、综合物探技术精确测定非开挖管道三维坐标、采集非开挖管道材质、口径、时间等信息。

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