CN112503399A - 一种地下管线位置的确定方法、装置及其存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种地下管线位置的确定方法、装置及存储介质，包括：获取地面上沿着垂直于地下管线走向的水平方向的一组一维水平测量数据对；其中，所述水平测量数据对包括水平位置和第一二次磁场强度；获取沿着所述地下管线埋深方向的一组一维竖直测量数据对；其中，所述竖直测量数据对包括竖直位置和第二二次磁场强度；根据水平测量数据和竖直测量数据，反演计算得到任一位置点的第三二次磁场强度；根据第三二次磁场强度及其对应的位置点，在二维坐标系上绘制出磁场强度的等值线；根据等值线，得到等值线的理论极大值点位，将理论极大值点位作为地下管线的管道中心坐标。本发明能获得管道磁场等值线剖面图，从而实现对超深管线的定位。
Description
技术领域
本发明涉及管线探测技术领域，尤其涉及一种地下管线位置的确定方法、装置及其存储介质。
背景技术
地下管线是城市的重要基础设施，危重管线如：天然气、石油、电力等，更是非常重要；如果其位置信息不准确，一旦在施工、建设、运营过程中遭遇破坏，其影响非常巨大。
常规的管线探测均是在地面且垂直管道走向进行探查，通过在接收机上查看磁场分量(或磁场梯度)的值，通过峰值法(最大值)或谷值法(最小值)进行水平定位，通过直读法、百分比法进行定深，这种定位定深均不记录磁场数据，只通过简单的比较进行，属于点状探测方式。
按照目前的探测技术水平，普通的浅埋管线定位已基本解决，但对于大于5m的超深管线，由于埋深较深、导电异常体干扰等，使用常规探测无法准确判断磁场分量的最大值或最小值，从而无法使用峰值法或谷值法对管线进行定位、定深。
发明内容
本发明实施的目的是提供一种地下管线位置的确定方法、装置及其存储介质，能通过获取地下管线的一条地面测量剖面与一条孔中测量剖面，进行二维剖面联合反演，获得管道磁场等值线剖面图，从而实现对超深管线的定位。
为实现上述目的，本发明提供了一种地下管线位置的确定方法，包括如下步骤：
通过待探测的地下管线的明显点，向所述地下管线施加交变电流，以使所述地下管线产生二次磁场；
以地面的某一点为原点，以垂直于所述地下管线走向的水平方向为ox轴，以所述地下管线的埋深方向为oz轴，建立二维坐标系，以使所述地下管线的横坐标为正值，纵坐标为负值；
沿着垂直于地下管线走向的水平方向进行磁场探测，得到一组一维水平测量数据对；其中，所述水平测量数据对包括水平位置和第一二次磁场强度；
在水平探测方向上选定一点，沿着所述地下管线的埋深方向进行磁场探测，得到一组一维竖直测量数据对；其中，所述竖直测量数据对包括竖直位置和第二二次磁场强度；
根据所述水平方向上的某一水平位置x对应的第一二次磁场强度H(x，0)与所述选定的一点所对应的第一二次磁场强度H(x1，0)的比值，再乘以所述埋深方向上的某一竖直位置z对应的第二二次磁场强度H(x1，z)，得到水平位置为x和竖直位置为z所对应的位置点的第三二次磁场强度；其中，所述选定的一点的水平位置为x1，x＞0，x≠x1，z＜0；
根据所述第三二次磁场强度及其对应的位置点，在所述二维坐标系上绘制出磁场强度的等值线；
根据所述等值线，得到所述等值线的理论极大值点位，将所述理论极大值点位作为所述地下管线的管道中心坐标。
优选地，在所述根据所述水平方向上的某一水平位置x对应的第一二次磁场强度H(x，0)与所述选定的一点所对应的第一二次磁场强度H(x1，0)的比值，再乘以所述竖直方向上的某一竖直位置z对应的第二二次磁场强度H(x1，z)，得到水平位置为x和竖直位置为z所对应的位置点的第三二次磁场强度之前，所述方法还包括：
根据所述水平测量数据，以水平位置的数据为横坐标，以第一二次磁场强度H(x，0)为纵坐标，绘制第一测量曲线；
对所述第一测量曲线进行圆滑处理，剔除异常测量数据。
优选地，在所述根据所述水平方向上的某一水平位置x对应的二次磁场强度H(x，0)与所述选定的一点所对应的第一二次磁场强度H(x1，0)的比值，再乘以所述竖直方向上的某一竖直位置z对应的第二二次磁场强度H(x1，z)，得到水平位置为x和竖直位置为z所对应的位置点的第三二次磁场强度之前，所述方法还包括：
根据所述竖直测量数据，以竖直位置的数据为横坐标，以第二二次磁场强度H(x1，z)为纵坐标，绘制第二测量曲线；
对所述第二测量曲线进行圆滑处理，剔除异常测量数据。
本发明另一实施例提供了一种地下管线位置的确定装置，所述装置包括：
磁场施加模块，用于通过待探测的地下管线的明显点，向所述地下管线施加交变电流，以使所述地下管线产生二次磁场；
坐标系建立模块，用于以地面的某一点为原点，以垂直于所述地下管线走向的水平方向为ox轴，以所述地下管线的埋深方向为oz轴，建立二维坐标系，以使所述地下管线的横坐标为正值，纵坐标为负值；
第一探测模块，用于沿着垂直于地下管线走向的水平方向进行磁场探测，得到一组一维水平测量数据对；其中，所述水平测量数据对包括水平位置和第一二次磁场强度；
第二探测模块，用于在水平探测方向上选定一点，沿着所述地下管线的埋深方向进行磁场探测，得到一组一维竖直测量数据对；其中，所述竖直测量数据对包括竖直位置和第二二次磁场强度；
计算模块，用于根据所述水平方向上的某一水平位置x对应的第一二次磁场强度H(x，0)与所述选定的一点所对应的第一二次磁场强度H(x1，0)的比值，再乘以所述埋深方向上的某一竖直位置z对应的第二二次磁场强度H(x1，z)，得到水平位置为x和竖直位置为z所对应的位置点的第三二次磁场强度；其中，所述选定的一点的水平位置为x1，x＞0，x≠x1，z＜0；
绘制模块，用于根据所述第三二次磁场强度及其对应的位置点，在所述二维坐标系上绘制出磁场强度的等值线；
位置确定模块，用于根据所述等值线，得到所述等值线的理论极大值点位，将所述理论极大值点位作为所述地下管线的管道中心坐标。
本发明还有一实施例对应提供了一种使用地下管线位置的确定方法的装置，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述任一项所述的地下管线位置的确定方法。
本发明还有一实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如上述任一项所述的地下管线位置的确定方法。
与现有技术相比，本发明实施例所提供的一种地下管线位置的确定方法、装置及存储介质，能通过获取地下管线的一条地面测量剖面与一条孔中测量剖面，并进行二维剖面联合反演，获得管道磁场等值线剖面图，从而实现对超深管线的定位。
附图说明
图1是本发明一实施例提供的一种地下管线位置的确定方法的流程示意图；
图2是本发明一实施例提供的一种管道周边二次磁场的分布的立体示意图；
图3是本发明一实施例提供的一种基于地下管线建立的空间三维坐标系；
图4是本发明一实施例提供的一种在xoz平面坐标系中管道周边二次磁场等值线理论示意图；
图5是本发明一实施例提供的番禺石基天然气管道探查经反演获得的磁场强度等值线图；
图6是本发明一实施例提供的一种地下管线位置的确定装置的结构示意图；
图7是本发明一实施例提供的一种使用地下管线位置的确定方法的装置的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1，是本发明该实施例提供的一种地下管线位置的确定方法的流程示意图，所述方法包括步骤S1至S4：
S1、通过待探测的地下管线的明显点，向所述地下管线施加交变电流，以使所述地下管线产生二次磁场；
S2、以地面的某一点为原点，以垂直于所述地下管线走向的水平方向为ox轴，以所述地下管线的埋深方向为oz轴，建立二维坐标系，以使所述地下管线的横坐标为正值，纵坐标为负值；
S3、沿着垂直于地下管线走向的水平方向进行磁场探测，得到一组一维水平测量数据对；其中，所述水平测量数据对包括水平位置和第一二次磁场强度；
S4、在水平探测方向上选定一点，沿着所述地下管线的埋深方向进行磁场探测，得到一组一维竖直测量数据对；其中，所述竖直测量数据对包括竖直位置和第二二次磁场强度；
S5、根据所述水平方向上的某一水平位置x对应的第一二次磁场强度H(x，0)与所述选定的一点所对应的第一二次磁场强度H(x1，0)的比值，再乘以所述埋深方向上的某一竖直位置z对应的第二二次磁场强度H(x1，z)，得到水平位置为x和竖直位置为z所对应的位置点的第三二次磁场强度；其中，所述选定的一点的水平位置为x1，x＞0，x≠x1，z＜0；
S6、根据所述第三二次磁场强度及其对应的位置点，在所述二维坐标系上绘制出磁场强度的等值线；
S7、根据所述等值线，得到所述等值线的理论极大值点位，将所述理论极大值点位作为所述地下管线的管道中心坐标。
需要说明的是，本发明的基本原理为电磁感应原理，即：变化的电场产生磁场、变化的磁场产生电场。本发明比较适合于埋深大于3米，整体大于5米的超深地下管线的位置确定。通过向导电性良好的地下管线的出土点施加交变的电流，从而在其周围产生二次磁场。如果将管道周边介质视为均匀的，且不考虑场强的衰减，其磁场分量的二维空间形态应是圆柱状的，即沿着管道延伸方向，近于均匀的分布。参见图2，是本发明该实施例提供的一种管道周边二次磁场的分布的立体示意图。虽然，电流沿着管道传播，其能量的衰减是客观存在的，因此其磁场的空间分布应是圆锥状，强度离供电点越近就越大，越远就越小，直至为0。但垂直于管道的切面，只要不存在大规模的导电异常体存在，仍近似为圆形。
具体地，通过待确定的地下管线的明显点，向地下管线施加交变电流，以使地下管线产生二次磁场，这是基于电磁感应原理得到的。在地下管线产生二次磁场后，就能通过获取地下管线周围的磁场数据，来确定地下管线的位置。地下管线的明显点是相对于隐蔽点来说的，指的是地下管线露出地面的部分，一般放在沉井中。
以地面的某一点为原点，以垂直于所述地下管线走向的水平方向为ox轴，以所述地下管线的埋深方向为oz轴，建立二维坐标系，以使所述地下管线的横坐标为正值，纵坐标为负值。优选地，地下管线的横坐标x0满足3<x0<xmax-3，xmax为沿ox轴方向的测量数据中的最大水平位置数值。地下管线的埋深即纵坐标z0的绝对值满足2<|Z0|<zmax-1，zmax为沿oz轴方向的测量数据中的最大竖直位置数值。
为了更直观地理解该二维坐标系的建立，参见图3，是本发明该实施例提供的一种基于地下管线建立的空间三维坐标系。也就是说，二维坐标系是通过图3的三维坐标系得到的。一般地，当考虑管道磁场的空间分布时，应以管道走向为基准，建立空间三维坐标系，其中，oy轴为管道走向，ox轴垂直于管道走向，oz轴为常规意义上的管道埋深方向，地面即xoy平面的z值为0米。本发明只研究垂直于管道的二维空间，即xoz平面。当每个xoz平面的磁场分布确定了，管道磁场的整个空间分布也就能确定了。
沿着垂直于地下管线走向的水平方向进行磁场探测，得到一组一维水平测量数据对；其中，每个水平测量数据对包括水平位置和第一二次磁场强度。也就是说，获取沿ox轴方向的一维测量数据，测量数据的存储格式为(x，H(x，0))，其中，x是测量点距离原点o(0，0)的水平距离即水平位置，单位为m；H(x，0)是在测量点所测得的二次磁场强度，应为二次磁场产生的磁场强度。优选地，采用直连法、夹钳法或感应法获取水平测量数据。
在水平探测方向上选定一点，在其对应的水平位置上沿着地下管线的埋深方向进行磁场探测，得到一组一维竖直测量数据对；其中，每个竖直测量数据对包括竖直位置和第二二次磁场强度。也就是说，获取沿oz轴方向的一维测量数据，测量数据的存储格式为(z，H(x1，z))，其中，z是测量点距离地面的竖直距离即竖直位置，单位为m；H(x1，z)是在测量点所测得的二次磁场强度，同样地应为二次磁场产生的磁场强度。优选地，在钻孔中探测，或者采用手动摇压使采样探头深入地面探测，从而采用直连法获取竖直测量数据。值得注意的是，一维水平测量数据与一维竖直测量数据在同一xoz平面上的，即两条探测线会相交于ox轴上某一点，即选定的水平位置。
根据水平方向上的某一水平位置x对应的第一二次磁场强度H(x，0)与选定的一点对应的第一二次磁场强度H(x1，0)的比值，再乘以埋深方向上的某一竖直位置z对应的第二二次磁场强度H(x1，z)，得到水平位置为x和竖直位置为z所对应的位置点的二次磁场强度；其中，选定的一点的水平位置为x1，x＞0，x≠x1，z＞0。也就是说，xoz平面上任一点的第三二次磁场强度H(x，z)的计算公式为H(x，z)＝H(x1，z)×H(x，0)/H(x1，0)，其中，H(x，0)和H(x1，0)从水平测量数据中获取，H(x1，z)从竖直测量数据中获取。
上面的计算是基于以下的理论基础的：A、地下管线处于半均匀空间时，管道所产生的二次磁场在各个方向上是相近的。B、地面的一维磁场曲线(即沿ox轴方向的一维水平测量数据)代表水平方向的磁场分布，在同一深度上地下管线的一维磁场曲线形态与地面的一维磁场曲线相近，差别主要是幅值不同，在相同增益条件下，离管道越近强度越大，其幅值的变化理论上与沿oz轴方向的一维竖直测量数据相一致；C、垂直地面的磁场一维曲线(即沿oz轴方向的一维竖直测量数据)代表垂直方向的磁场分布，地下管线在其他任一水平位置上的磁场曲线形态应与该条曲线的相近，差别主要是幅值不同，在相同增益条件下，离管道越近时强度越大，其幅值的变化应与沿ox轴方向的一维水平测量数据相一致。
根据上面的计算，可以得到xoz平面任一位置点的二次磁场强度值，从而获取全空间的第三二次磁场强度值。之后，就可以根据第三二次磁场强度及其对应的位置点，在二维坐标系上绘制出磁场强度的等值线。
根据等值线，得到等值线的理论极大值点位，将理论极大值点位作为地下管线的管道中心坐标，从而实现地下管线的位置确定。一般地，等值线的理论极大值点位是以管道为中心的圆形或椭圆形，采用电子计算技术例如制图软件，可以自动识别圆心坐标或椭圆中心坐标。等值线为椭圆形的原因在于，在实际测量中，均匀半空间只是个理想的假设，总会存在介质不均匀的情形，因此，实际测量及反演计算所得的磁场强度等值线图，其圆形不会是规则的圆形。参见图4，是本发明该实施例提供的一种在xoz平面坐标系中管道周边二次磁场等值线理论示意图。
本发明该实施例提供的一种地下管线位置的确定方法，通过对地下管线探测一条地面测量剖面和一条孔中测量剖面，再通过二维剖面联合反演，就能直观地获得管道中心的位置，方法简单快速，易操作。
作为上述方案的改进，在所述根据所述水平方向上的某一水平位置x对应的第一二次磁场强度H(x，0)与所述选定的一点所对应的第一二次磁场强度H(x1，0)的比值，再乘以所述竖直方向上的某一竖直位置z对应的第二二次磁场强度H(x1，z)，得到水平位置为x和竖直位置为z所对应的位置点的第三二次磁场强度之前，所述方法还包括：
根据所述水平测量数据，以水平位置的数据为横坐标，以第一二次磁场强度H(x，0)为纵坐标，绘制第一测量曲线；
对所述第一测量曲线进行圆滑处理，剔除异常测量数据。
具体地，在求取xoz平面其他位置点的第三二次磁场强度值之前，还需要对测量到的水平测量数据进行处理。
根据水平测量数据，以水平位置的数据为横坐标，以第一二次磁场强度H(x，0)为纵坐标，绘制第一测量曲线。也就是说，将水平测量数据用曲线表达，观察曲线的圆滑程度，从而判断测量数据是否有异常。一般地，第一测量曲线的横坐标为ox轴，纵坐标为磁场强度。
对第一测量曲线进行圆滑处理，剔除异常测量数据。例如第一测量曲线中有局部的突起或突降，应采用三点平均的圆滑技术对曲线进行整体圆滑。如果第一测量曲线的形态较平滑，则不用进行圆滑处理。
作为上述方案的改进，在所述根据所述水平方向上的某一水平位置x对应的二次磁场强度H(x，0)与所述选定的一点所对应的第一二次磁场强度H(x1，0)的比值，再乘以所述竖直方向上的某一竖直位置z对应的第二二次磁场强度H(x1，z)，得到水平位置为x和竖直位置为z所对应的位置点的第三二次磁场强度之前，所述方法还包括：
根据所述竖直测量数据，以竖直位置的数据为横坐标，以第二二次磁场强度H(x1，z)为纵坐标，绘制第二测量曲线；
对所述第二测量曲线进行圆滑处理，剔除异常测量数据。
具体地，在求取xoz平面其他位置点的第三二次磁场强度值之前，还需要对测量到的竖直测量数据进行处理。
根据竖直测量数据，以竖直位置的数据为横坐标，以第二二次磁场强度H(x1，z)为纵坐标，绘制第二测量曲线。也就是说，将竖直测量数据用曲线表达，观察曲线的圆滑程度，从而判断测量数据是否有异常。一般地，第二测量曲线的横坐标为oz轴，纵坐标为磁场强度。
对第二测量曲线进行圆滑处理，剔除异常测量数据。例如第二测量曲线中有局部的突起或突降，应采用三点平均的圆滑技术对曲线进行整体圆滑。如果第二测量曲线的形态较平滑，则不用进行圆滑处理。
为了加深对本发明的理解，下面以广州市番禺区石基镇天然气管道的探查实例进行详细说明，该项目为亚运村的燃气配套工程，管径711mm，钢管，2010年曾进行规划验收测量，其中待测段的天然气管线须穿越京珠高速，故采用定向钻施工，埋深较深(试验处原地面探测的埋深为6.45m)；现场为果林，传统探测方法不适用，采用本发明的方法进行超深管线探测。通过直连法获取水平测量数据，根据水平测量数据和圆滑处理后，得到地面探测剖面曲线。采取手摇式下压探查方式获取竖直测量数据，根据竖直测量数据和圆滑处理后，得到竖向探测剖面曲线。
对水平测量数据和竖直测量数据进行剖面反演计算，获得该处探查的磁场分量等值线图，其二维剖面形成一个椭圆形，如图5所示，椭圆中心坐标为(4.8,-5.9)，根据推算结果可知：此处管道中心的在ox轴上为4.8米,在纵向深度为5.9米，对管线探测仪原来探查的成果(5.0米，6.45米)进行了修正，经验证为正确。探查项目取得成功。
参见图6，是本发明提供的一种地下管线位置的确定装置的一个实施例的结构示意图，所述装置包括：
磁场施加模块11，用于通过待探测的地下管线的明显点，向所述地下管线施加交变电流，以使所述地下管线产生二次磁场；
坐标系建立模块12，用于以地面的某一点为原点，以垂直于所述地下管线走向的水平方向为ox轴，以所述地下管线的埋深方向为oz轴，建立二维坐标系，以使所述地下管线的横坐标为正值，纵坐标为负值；
第一探测模块13，用于沿着垂直于地下管线走向的水平方向进行磁场探测，得到一组一维水平测量数据对；其中，所述水平测量数据对包括水平位置和第一二次磁场强度；
第二探测模块14，用于在水平探测方向上选定一点，沿着所述地下管线的埋深方向进行磁场探测，得到一组一维竖直测量数据对；其中，所述竖直测量数据对包括竖直位置和第二二次磁场强度；
计算模块15，用于根据所述水平方向上的某一水平位置x对应的第一二次磁场强度H(x，0)与所述选定的一点所对应的第一二次磁场强度H(x1，0)的比值，再乘以所述埋深方向上的某一竖直位置z对应的第二二次磁场强度H(x1，z)，得到水平位置为x和竖直位置为z所对应的位置点的第三二次磁场强度；其中，所述选定的一点的水平位置为x1，x＞0，x≠x1，z＜0；
绘制模块16，用于根据所述第三二次磁场强度及其对应的位置点，在所述二维坐标系上绘制出磁场强度的等值线；
位置确定模块17，用于根据所述等值线，得到所述等值线的理论极大值点位，将所述理论极大值点位作为所述地下管线的管道中心坐标。
本发明实施例所提供的一种地下管线位置的确定装置能够实现上述任一实施例所述的地下管线位置的确定方法的所有流程，装置中的各个模块、单元的作用以及实现的技术效果分别与上述实施例所述的地下管线位置的确定方法的作用以及实现的技术效果对应相同，这里不再赘述。
参见图7，是本发明该实施例提供的一种使用地下管线位置的确定方法的装置的示意图，所述使用地下管线位置的确定方法的装置包括处理器10、存储器20以及存储在所述存储器20中且被配置为由所述处理器10执行的计算机程序，所述处理器10执行所述计算机程序时实现上述任一实施例所述的地下管线位置的确定方法。
示例性的，计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或者多个模块/单元被存储在存储器20中，并由处理器10执行，以完成本发明。一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序在一种地下管线位置的确定方法中的执行过程。例如，计算机程序可以被分割成磁场施加模块、坐标系建立模块、第一探测模块、第二探测模块、计算模块、绘制模块和位置确定模块，各模块具体功能如下：
磁场施加模块11，用于通过待探测的地下管线的明显点，向所述地下管线施加交变电流，以使所述地下管线产生二次磁场；
坐标系建立模块12，用于以地面的某一点为原点，以垂直于所述地下管线走向的水平方向为ox轴，以所述地下管线的埋深方向为oz轴，建立二维坐标系，以使所述地下管线的横坐标为正值，纵坐标为负值；
第一探测模块13，用于沿着垂直于地下管线走向的水平方向进行磁场探测，得到一组一维水平测量数据对；其中，所述水平测量数据对包括水平位置和第一二次磁场强度；
第二探测模块14，用于在水平探测方向上选定一点，沿着所述地下管线的埋深方向进行磁场探测，得到一组一维竖直测量数据对；其中，所述竖直测量数据对包括竖直位置和第二二次磁场强度；
计算模块15，用于根据所述水平方向上的某一水平位置x对应的第一二次磁场强度H(x，0)与所述选定的一点所对应的第一二次磁场强度H(x1，0)的比值，再乘以所述埋深方向上的某一竖直位置z对应的第二二次磁场强度H(x1，z)，得到水平位置为x和竖直位置为z所对应的位置点的第三二次磁场强度；其中，所述选定的一点的水平位置为x1，x＞0，x≠x1，z＜0；
绘制模块16，用于根据所述第三二次磁场强度及其对应的位置点，在所述二维坐标系上绘制出磁场强度的等值线；
位置确定模块17，用于根据所述等值线，得到所述等值线的理论极大值点位，将所述理论极大值点位作为所述地下管线的管道中心坐标。
所述使用地下管线位置的确定方法的装置可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述使用地下管线位置的确定方法的装置可包括，但不仅限于，处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，示意图7仅是一种使用地下管线位置的确定方法的装置的示例，并不构成对所述使用地下管线位置的确定方法的装置的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述使用地下管线位置的确定方法的装置还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
处理器10可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者处理器10也可以是任何常规的处理器等，处理器10是所述使用地下管线位置的确定方法的装置的控制中心，利用各种接口和线路连接整个使用地下管线位置的确定方法的装置的各个部分。
存储器20可用于存储所述计算机程序和/或模块，处理器10通过运行或执行存储在存储器20内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器20内的数据，实现所述使用地下管线位置的确定方法的装置的各种功能。存储器20可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器20可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(SecureDigital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
其中，所述使用地下管线位置的确定方法的装置集成的模块如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，上述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，上述计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行上述任一实施例所述的地下管线位置的确定方法。
综上，本发明实施例所提供的一种地下管线位置的确定方法、装置及存储介质，通过记录磁场数据的空间状态，系统地研究并绘制管道周边磁场的二维空间剖面特征，利用金属管道在施加低频电磁场源情况下所产生磁场的空间分布特征，反演计算管道所产生二次磁场的等值线图，依据图像特征对超深管线进行了定位定深。通过系统研究管道的电磁场空间特性，研究开发了二维剖面反演计算程序，可以在一条沿ox轴方向的一维测量数据和一条沿oz轴方向的一维测量数据的基础上，进行二维剖面联合反演，在行业内首次绘制了基于电磁探测技术的管道磁场等值线剖面，通过等值线图中圆形或椭圆等值线中心点坐标而直观地获得管道中心的空间位置。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种地下管线位置的确定方法，其特征在于，包括如下步骤：
通过待探测的地下管线的明显点，向所述地下管线施加交变电流，以使所述地下管线产生二次磁场；
以地面的某一点为原点，以垂直于所述地下管线走向的水平方向为ox轴，以所述地下管线的埋深方向为oz轴，建立二维坐标系，以使所述地下管线的横坐标为正值，纵坐标为负值；
沿着垂直于地下管线走向的水平方向进行磁场探测，得到一组一维水平测量数据对；其中，所述水平测量数据对包括水平位置和第一二次磁场强度；
在水平探测方向上选定一点，沿着所述地下管线的埋深方向进行磁场探测，得到一组一维竖直测量数据对；其中，所述竖直测量数据对包括竖直位置和第二二次磁场强度；
根据所述水平方向上的某一水平位置x对应的第一二次磁场强度H(x，0)与所述选定的一点所对应的第一二次磁场强度H(x1，0)的比值，再乘以所述埋深方向上的某一竖直位置z对应的第二二次磁场强度H(x1，z)，得到水平位置为x和竖直位置为z所对应的位置点的第三二次磁场强度；其中，所述选定的一点的水平位置为x1，x＞0，x≠x1，z＜0；
根据所述第三二次磁场强度及其对应的位置点，在所述二维坐标系上绘制出磁场强度的等值线；
根据所述等值线，得到所述等值线的理论极大值点位，将所述理论极大值点位作为所述地下管线的管道中心坐标。
2.如权利要求1所述的地下管线位置的确定方法，其特征在于，在所述根据所述水平方向上的某一水平位置x对应的第一二次磁场强度H(x，0)与所述选定的一点所对应的第一二次磁场强度H(x1，0)的比值，再乘以所述竖直方向上的某一竖直位置z对应的第二二次磁场强度H(x1，z)，得到水平位置为x和竖直位置为z所对应的位置点的第三二次磁场强度之前，所述方法还包括：
根据所述水平测量数据，以水平位置的数据为横坐标，以第一二次磁场强度H(x，0)为纵坐标，绘制第一测量曲线；
对所述第一测量曲线进行圆滑处理，剔除异常测量数据。
3.如权利要求1所述的地下管线位置的确定方法，其特征在于，在所述根据所述水平方向上的某一水平位置x对应的二次磁场强度H(x，0)与所述选定的一点所对应的第一二次磁场强度H(x1，0)的比值，再乘以所述竖直方向上的某一竖直位置z对应的第二二次磁场强度H(x1，z)，得到水平位置为x和竖直位置为z所对应的位置点的第三二次磁场强度之前，所述方法还包括：
根据所述竖直测量数据，以竖直位置的数据为横坐标，以第二二次磁场强度H(x1，z)为纵坐标，绘制第二测量曲线；
对所述第二测量曲线进行圆滑处理，剔除异常测量数据。
4.一种地下管线位置的确定装置，其特征在于，包括：
磁场施加模块，用于通过待探测的地下管线的明显点，向所述地下管线施加交变电流，以使所述地下管线产生二次磁场；
坐标系建立模块，用于以地面的某一点为原点，以垂直于所述地下管线走向的水平方向为ox轴，以所述地下管线的埋深方向为oz轴，建立二维坐标系，以使所述地下管线的横坐标为正值，纵坐标为负值；
第一探测模块，用于沿着垂直于地下管线走向的水平方向进行磁场探测，得到一组一维水平测量数据对；其中，所述水平测量数据对包括水平位置和第一二次磁场强度；
第二探测模块，用于在水平探测方向上选定一点，沿着所述地下管线的埋深方向进行磁场探测，得到一组一维竖直测量数据对；其中，所述竖直测量数据对包括竖直位置和第二二次磁场强度；
计算模块，用于根据所述水平方向上的某一水平位置x对应的第一二次磁场强度H(x，0)与所述选定的一点所对应的第一二次磁场强度H(x1，0)的比值，再乘以所述埋深方向上的某一竖直位置z对应的第二二次磁场强度H(x1，z)，得到水平位置为x和竖直位置为z所对应的位置点的第三二次磁场强度；其中，所述选定的一点的水平位置为x1，x＞0，x≠x1，z＜0；
绘制模块，用于根据所述第三二次磁场强度及其对应的位置点，在所述二维坐标系上绘制出磁场强度的等值线；
位置确定模块，用于根据所述等值线，得到所述等值线的理论极大值点位，将所述理论极大值点位作为所述地下管线的管道中心坐标。
5.一种使用地下管线位置的确定方法的装置，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至3中任意一项所述的地下管线位置的确定方法。
6.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如权利要求1至3中任意一项所述的地下管线位置的确定方法。
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