CN111858743B - 一种排水管道检测缺陷空间化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种排水管道检测缺陷空间化方法，包括以下步骤：读取排水管道的空间数据和缺陷检测数据；依次遍历每个检测管段的起点坐标和终点坐标，计算每个管段的空间距离和方位角；判断缺陷的起始位置是否在检查井中心，不在检查井中心时归化至检查井中心，从而得到归化至检查井中心的检测缺陷距离；计算检测管段中任一缺陷的空间位置坐标，从而完成检测缺陷空间化。本发明通过将排水管道的检测数据空间化，使得排水管道的检测数据可在图纸上进行空间化表达和展示，能显著提升排水管道检测数据的使用便捷性和价值，高效开展修复和养护方案设计，更好的为城市品质提升服务。
Description
技术领域
本发明涉及排水管道数据管理技术领域，特别涉及一种排水管道检测缺陷空间化方法。
背景技术
城市排水管道是城市生命线的重要组成部分，其安全运行对于城市的经济社会健康发展意义重大，但由于排水管道规划、设计、施工和维护等方面的原因，城市排水管道接口多存在着破裂、塌陷、冒溢等各种问题。一旦发生，可能引发安全事故，会对污水输送、城市交通等造成严重干扰，且抢修成本较高、耗时长，因此对于排水管道的日常检测就显得十分必要。
在排水管道检测过程中，主要针对排水管道结构性缺陷和功能性缺陷进行检测，依据检测结果对排水管道运行状况进行评估，现有技术检测主要包含检测视频、缺陷影像、缺陷类型、缺陷等级、缺陷距离、缺陷长度及环向位置等，成果主要用表格等形式呈现。在这种情况下存在几个方面的缺陷：(1)无法直观查看缺陷位置分布；(2)无缺陷空间数据，无法开展基于空间的系统性分析；(3)仅基于点号维系位置的检测数据，后期排水管道修复、养护方案制定不便，再利用难度大。因此会影响检测数据的使用，增大排水管道的运行检测管理难度，增加人居环境污染风险。
发明内容
针对现有技术中排水管道缺陷位置无图形化的问题，本发明提出一种排水管道检测缺陷空间化方法，通过将排水管道的检测数据空间化，使得排水管道的检测数据可在图纸上进行空间化表达和展示，能显著提升排水管道检测数据的使用便捷性和价值，高效开展修复和养护方案设计，更好的为城市品质提升服务。
为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
一种排水管道检测缺陷空间化方法，包括以下步骤：
S1：读取排水管道的空间数据和缺陷检测数据；
S2：依次遍历每个检测管段的起点坐标和终点坐标，计算每个管段的空间距离和方位角；
S3：判断缺陷的起始位置是否在检查井中心，不在检查井中心时归化至检查井中心，从而得到归化至检查井中心的检测缺陷距离；
S4：计算检测管段中任一缺陷的空间位置坐标；
S5：直至排水管道中所有检测管段中缺陷空间位置坐标计算完成，从而完成排水管道检测缺陷空间化。
优选的,所述S1中，所述排水管道的空间数据包括排水管道的起点坐标、终点坐标、起点编号、终点编号；所述排水管道缺陷检测数据包括检测管段起点编号、检测终点编号、检测管段长度、检测缺陷距离、检测缺陷长度。
优选的,所述S2中，管段的空间距离和方位角的计算公式为：
公式(1)中，S1表示管段的空间距离，F表示管段的方位角，X0为检测管段起点横坐标，Y0为检测管段起点纵坐标，X1为检测管段终点横坐标，Y1为检测管段终点纵坐标，R为象限角。
优选的,所述归化至检查井中心的检测缺陷距离的计算公式为：
L2＝L1，当S1-S2≤S3 (2)
当S1-S2＞S3
公式(2)中，S1表示检测管段的空间距离，S2表示检测管段的长度，S3表示检查井纵向长，L1表示检测缺陷的距离，L2表示归化至检查井中心的检测缺陷距离。
优选的，所述缺陷的空间位置坐标计算公式为：
ΔYi0＝L2·cos(F1)
ΔXi0＝L2·sin(F1)
Yi0＝Y0+ΔYi0
Xi0＝X0+ΔXi0
ΔYi1＝(L2+D1)·cos(F1) (3)
ΔXi1＝(L2+D1)·sin(F1)
Yi1＝Y0+ΔYi1
Xi1＝X0+ΔXi1
公式(3)中，ΔXi0为缺陷i的起点横坐标增量，ΔYi0为缺陷i的起点纵坐标增量，Xi0为缺陷i的起点横坐标，Yi0为缺陷i的起点纵坐标；ΔXi1为缺陷i的终点横坐标增量，ΔYi1为缺陷i的终点纵坐标增量，Xi1为缺陷i的终点横坐标，Yi1为缺陷i的终点纵坐标。
综上所述，由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
1、统一了排水管道检测空间位置基准，避免了由于检测人员习惯问题导致的检测缺陷距离起算标准不统一的问题。
2、实现了排水管道检测缺陷数据的空间化，使得排水管道缺陷在空间分布上一目了然，便于后期排水管道修复养护管理。
3、通过空间化检测缺陷，结合排水管道数据可便捷的开展排水管道系统性分析。
4、空间化后的检测数据更加便于数据再利用，增强了管理的便捷性，提高了管理维护效率。
附图说明：
图1为根据本发明示例性实施例的一种排水管道检测缺陷空间化方法流程示意图。
图2为根据本发明示例性实施例的排水管道空间数据示意图。
图3为根据本发明示例性实施例的排水管道缺陷检测数据示意图。
图4为根据本发明示例性实施例的排水管道缺陷空间化示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1所示，本发明提供一种排水管道检测缺陷空间化方法，具体包括以下步骤：
S1：读取排水管道空间数据和排水管道缺陷检测数据。
本实施例中，在城市规划时排水管道的结构模型都已经建立和存储，排水管道结构模型是由多个检测管段构成的，因此可通过在结构模型中建立直角坐标系，以直接读取排水管道空间数据和排水管道缺陷检测数据。
如图2所示，排水管道空间数据包括排水管道的起点坐标(X0,Y0)、终点坐标(X1,Y1)、起点编号(WS7474、YS6057、YS6060)、终点编号(WS7327、YS5935)和中点编号(WS7379、YS6004、YS6006)，同时也可标注管道材质，例如YS玻璃钢DN100或WS玻璃钢DN400。
如图3所示，排水管道缺陷检测数据包括检测管段起点编号、检测终点编号、检测管段长度S2、检测缺陷距离L1(缺陷距离是指缺陷相对于管段的检测起点的距离)、检测缺陷长度D1、缺陷类型、缺陷名称、缺陷等级、时钟位置以及缺陷描述。本实施例中，排水管道检测数据可通过现有的技术得到，例如可派遣工作机器人进入排水管道进行拍摄再分析得到，不是本发明的重点，因此不多加赘述。
S2：根据缺陷的起点号、终点号、检测起点号、检测终点号匹配相对应的管段信息。
本实施例中，根据缺陷的起点号、终点号、检测起点号、检测终点号匹配相对应的管段信息，把排水管道检测数据和空间数据相结合，以便知道缺陷所在的管段。
S3：依次遍历每个检测管段的起点坐标和终点坐标，计算每个管段的空间距离和方位角。
本实施例中，排水管道结构模型是由多个检测管段构成的，每个检测管段都有相应的起点坐标和终点坐标。例如读取任一检测管段的起点坐标(X0,Y0)、终点坐标(X1,Y1)，则检测管段的空间距离S1和方位角F计算公式为：
公式(1)中，X0为检测管段起点横坐标，Y0为检测管段起点纵坐标，X1为检测管段终点横坐标，Y1为检测管段终点纵坐标，R为象限角，|R|为象限角的绝对值。
S4：判断缺陷的起始位置是否在检查井中心，不在检查井中心时归化至检查井中心。
本实施例中，为方便缺陷的检测，应先判断缺陷的起始位置是否在检查井中心，不在检查井中心时归化至检查井中心。当S1-S2≤S3时，则缺陷起始位置在检查井中心,否则应进行归化。
L2＝L1，当S1-S2≤S3 (2)
当S1-S2＞S3
公式(2)中，S1表示检测管段的空间距离，S2表示检测管段的长度，S3表示检查井纵向长，L1表示检测缺陷的距离，L2表示归化至检查井中心的检测缺陷距离。
统一了排水管道检测空间位置基准，避免了由于检测人员习惯问题导致的检测缺陷距离起算标准不统一的问题。
S5：计算检测管段中缺陷的空间位置坐标。
本实施例中，根据检测管段的起点坐标、坐标方位角、归化后的检测缺陷距离L2、检测缺陷长度D1，计算检测管段中缺陷i的空间位置坐标。
ΔYi0＝L2·cos(F1)
ΔXi0＝L2·sin(F1)
Yi0＝Y0+ΔYi0
Xi0＝X0+ΔXi0
ΔYi1＝(L2+D1)·cos(F1) (3)
ΔXi1＝(L2+D1)·sin(F1)
Yi1＝Y0+ΔYi1
Xi1＝X0+ΔXi1
公式(3)中，ΔXi0为缺陷i的起点横坐标增量，ΔYi0为缺陷i的起点纵坐标增量，Xi0为缺陷i的起点横坐标，Yi0为缺陷i的起点纵坐标；ΔXi1为缺陷i的终点横坐标增量，ΔYi1为缺陷i的终点纵坐标增量，Xi1为缺陷i的终点横坐标，Yi1为缺陷i的终点纵坐标。
S6：依次处理，直至所有检测管段中缺陷空间位置坐标计算完成，从而完成检测数据空间化。
如图4所示，展示了排水管道缺陷检测数据的空间化分布，将缺陷名称(破裂、沉积、变形、障碍物、渗漏等)、等级(Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级等)、缺陷距离(0.3m、1.0m、1.5m、3.0m等)等缺陷检测数据直观地和排水管道空间数据相结合形成空间分布图，实现了排水管道检测缺陷数据的空间化，使得排水管道缺陷在空间分布上一目了然，便于后期排水管道修复养护管理；可便捷的开展排水管道系统性分析。空间化后的检测数据更加便于数据再利用，增强了管理的便捷性，提高了管理维护效率。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。
Claims (3)
1.一种排水管道检测缺陷空间化方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：读取排水管道的空间数据和缺陷检测数据；
S2：依次遍历每个检测管段的起点坐标和终点坐标，计算每个管段的空间距离和方位角；
S3：判断缺陷的起始位置是否在检查井中心，不在检查井中心时归化至检查井中心，从而得到归化至检查井中心的检测缺陷距离；
所述归化至检查井中心的检测缺陷距离的计算公式为：
L2＝L1，当S1-S2≤S3 (1)
当S1-S2＞S3
公式(1)中，S1表示检测管段的空间距离，S2表示检测管段的长度，S3表示检查井纵向长，L1表示检测缺陷的距离，L2表示归化至检查井中心的检测缺陷距离；
S4：计算检测管段中任一缺陷的空间位置坐标；
所述缺陷的空间位置坐标计算公式为：
公式(2)中，ΔXi0为缺陷i的起点横坐标增量，ΔYi0为缺陷i的起点纵坐标增量，Xi0为缺陷i的起点横坐标，Yi0为缺陷i的起点纵坐标；ΔXi1为缺陷i的终点横坐标增量，ΔYi1为缺陷i的终点纵坐标增量，Xi1为缺陷i的终点横坐标，Yi1为缺陷i的终点纵坐标，D1表示检测缺陷长度，F1表示管段的坐标方位角；
S5：直至排水管道中所有检测管段中缺陷空间位置坐标计算完成，从而完成排水管道检测缺陷空间化。
2.如权利要求1所述的一种排水管道检测缺陷空间化方法，其特征在于，所述S1中，所述排水管道的空间数据包括排水管道的起点坐标、终点坐标、起点编号、终点编号；所述排水管道缺陷检测数据包括检测管段起点编号、检测终点编号、检测管段长度、检测缺陷距离、检测缺陷长度。
3.如权利要求1所述的一种排水管道检测缺陷空间化方法，其特征在于，所述S2中，管段的空间距离和方位角的计算公式为：
公式(3)中，S1表示管段的空间距离，F表示管段的方位角，X0为检测管段起点横坐标，Y0为检测管段起点纵坐标，X1为检测管段终点横坐标，Y1为检测管段终点纵坐标，R为象限角。
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