時間:2023-06-02 09:20:10
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇管線測量,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
地下管線是指在城市范圍內提供電、水、燃氣、熱力、排水、通信、廣播電視、工業等管線以及其附屬設施,保證城市能夠正常工作運轉的重要基礎設施。地下管線就像是人類身體里的“血管”,無時無刻都承擔著信息和能量傳遞的工作,是城市賴以生存的“生命線”。
1.地下管線測量概論
1.1地下管線概述
城市地下管線被稱為城市的“生命線”,是城市基礎設施重要組成部分。地下管線因其種類繁多、隱蔽性、信息量大和特殊性導致部分城市地下管線都存在一些問題。
1.1.1資料沒有及時更新
由于城市地下管線相關部門對地下管線重視程度不高,沒有及時對城市地下管線進行審查測量,也沒有對資料及時進行更新導致地下管線資料過舊,對城市建設造成很大困難的同時也給人們帶來諸多不便,影響人們日常生活。
1.1.2埋設過于復雜
地下管線因其種類繁多的特殊性導致地下管線埋設過于復雜混亂。地下管線種類不同,所屬部門也不相同,致使各部門設計、埋設、管理上存在較大差異,最終結果就是地下管線埋復雜混亂。
1.1.3部門之間溝通不足
地下管線相關部門中是根據管線類型來劃分,每個部門負責的地下管線都不一樣,導致地下管線設計、建設、埋設、管理上的差異,但是部門之間沒有進行及時有效的溝通,也缺乏足夠的協調性,對地下管線管理重視程度不高。
1.2管線測量步驟
地下管線測量作業流程如下:
(1)地下管線隸屬部門向下級部門或者施工隊伍下達管線測量的任務;
(2)下級部門或者施工隊伍接到任務進行前期工作準備工作;
(3)下級部門或者施工隊伍進行設計后向上級報批技術設計書;
(4)技術設計書報批通過后進行管線探測、管線測量、相關數據輸入資料庫;
(5)測量完成后要對整個工作進行后期質量檢查,確保無誤;
(6)向上級部門提交成果進行檢查驗收。
2.地下管線埋設方法
隨著科學進步,城市發展,地下管線數量不斷增加從而使管線埋設方法也從原來傳統方法漸漸向不開挖、不動土等環保、經濟、安全的高科技走向發展。從地下管線發展歷程來看,管線埋設方法經歷了地上架空埋設、地下直接埋設、地下管道埋設、共同管道埋設和不開挖埋設等方法方式。
2.1地上架空埋設
地上架空埋設是指在地面以上進行管線埋設稱為地上架空埋設。其有利條件主要是便于建設、操作簡單、檢查方便、維修快速和比較經濟等;但是由于管線是埋設在地面上,暴露在空氣中容易被氧化腐蝕,并且容易受到冰雹、大雪、臺風、洪水等自然災害或者是人類活動帶來的危害,會給城市面貌帶來不好影響。
2.2地下直接埋設
地下直接埋設方法是指在地下挖出3米左右的深度進而直接把管線埋設在里面。這樣的埋設方法充分利用了地下空間,保持地面面貌簡潔干凈;但是地下管線埋設對于管線檢查、維修帶來一定麻煩,不利于維修工作的開展,并且在一些特殊管線上的埋設要求更高,困難也就越大。
2.3地下管道埋設
地下管道埋設方法是指將管線埋設在建設好的管道中,充分利用地下空間的同時也不會為管線檢查和維修帶來不利條件;但是地下管道埋設方法經濟費用比較高而且需要在管道里面設立排水點,容易集聚可燃氣體形成安全隱患。地下管道埋設下面也分為不通行地道、半通行地道和通行地道三個分支:不通行地道埋設使用面積比較小,地道使用材料少,有利于管道變形,但是檢查和維護不方便,不容易發現安全隱患;半通行地道使用面積較大,投資也相對不通行管道增加,但是其有利于工作人員進行檢查和維護;通行地道需要投資高,占地比較要大,但是便于工作人員進行維修和檢查,相對比較安全。
2.4共同管道埋設
共同管道埋設也可以稱為地下綜合管道,與傳統埋設方法而言是一種較為先進的埋設方法,是將兩種或者兩種以上的管道構成一個系統平臺共同為城市埋設管線。其相對于傳統埋設方法很好的避免了多次或者反復對道路的挖采,以便達到降低成本,節省投資和縮短建設周期的目的同時有利于道路使用壽命的延長。共同管道埋設是一種規劃長遠的埋設方法,能夠充分利用地下空間,推動城市發展,為城市可持續發展提供發展空間,滿足城市的長期發展。
2.5不開挖管線埋設
不開挖管線埋設方法是指在微開挖或者不開挖的情況下,在相關技術的幫助下對城市基礎公用設施進行檢車、維修、探測、更換和建設的高科技環保的一種埋設方法。與傳統埋設方法直接埋設對比而言,不開挖埋設方法有著安全、環保、經濟等優勢,同時在管線埋設過程中不影響交通正常運行、不破壞城市建筑、不打擾居民日常生活、不破壞環境是具有很高文明程度的高科技技術。但是由于管線埋設都是在十幾米甚至幾十米深的地下加大了管線測量的難度。
3地下管線測量方法與技術分析
3.1測量方法
(1)地下管線測量的時候都是使用專業測量軟件進行測量同時也需要專業人員進行操作;
(2)在測量的時候采用特定采集信息方法將得到的信息轉換成信息圖輸入資料信息庫;
(3)將測量區域內各個測量控制點進行利用圖根導線測量方法到達管線測量目標和地形繪測成圖的目的。測量方法和要求都要按照相關法律法規進行,收集數據時要取至毫米;
(4)進行地下管線點測量的時候根據極地坐標法和利用測距經緯儀來進行測量;
(5)在繪制地下管線圖表時要按照《城市地下管線探測技術規程》及相關法律法規的要求進行操作:實際地下管線位不得與鄰近地表上建筑物和道路中心線間距誤差超過0.5mm;
3.2技術分析
地下管線測量方法可以利用現有方法進行測量,但是在測量過程中記錄數據和繪測成圖才是重中之重,更是需要專業技術和專業人員才能完成。
(1)在測量過程中將收集到的數據測繪成圖的時候一般有四個圖形是必備:斷面圖、局部放大示意圖、專業地下管線圖和綜合地下管線圖;
(2)根據測量得到數據繪測成圖時圖形不同要求也不同,綜合地下管線圖和專業地下管線圖的要求是一樣的,繪測成圖時比例尺要求為1:500;而斷面圖和局部放大示意圖則是根據實際情況隨機應變,但是分傅幅編號和圖示規格都要按照當地城市規定;
(3)在數字轉換成圖的時候,地下掛線圖都必須按照要求規定進行操作,一般圖幅規格都是50*40和50*50兩種;
(4)在繪制管線圖時,不同的管線圖有不同的色彩要求:除了斷面圖要以單色繪制以外,其他三種都需要用彩色繪制。
4.結束語
城市地下管線是城市基礎設施的重要組成部分,是城市賴以生存的“生命線”。為了更好地推動城市發展,要積極進行地下管線的測量和管理,并且要不斷提高測量技術,對測量技術進行改造使其更加完善,不但可以完善城市功能還可以推進城市發展。
參考文獻:
[1]徐浩然.地下管線測量與技術分析[J].測繪與空間地理信息,2012,35(7):224-226.
[2] 董乃盛 . 淺談城市地下管線測量技術的應用 [J].2012,15(12):63-65.
摘 要:隨著CORS技術的飛速發展,它在供水管線的測量中的作用越來越大。根據城市供水管線工程的特點進行分析RTK測量技術的原理和CORS測量技術的方法,為供水管線的測量提供參考意見,以提高供水管線測量的工作效率。
關鍵詞:CORS;供水管線;測量
前言:隨著我國社會經濟的發展和科技水平的不斷提高,城市化建設不斷加快,需要鋪設的供水管線越來越多,增加了管線建設數據采集的工作量,對于管線測量的要求有所提高,對于地形復雜的區域,則會大大增加了管線建設的工作量,傳統的管線測量方式已無法滿足管線建設的需求。隨著CORS―STK技術的普及,很多測繪都廣泛使用著CORS―STK技術,對于城市供水管線測量這一塊,很多城市都用CORS―STK進行數據采集。CORS―STK簡化了傳統全站儀的測量方式,CORS―STK能夠快速精準的采集相關數據。目前城市化進程比較快,很多城市的管線點丟失,在沒有標志性建筑物時,傳統的全站儀很難快速判定具置。
,CORS―RTK測量技術因具有精度高、效率高的優點,已逐步開始應用到供水管線測量工作中。
1.CORS測量原理及特點
CORS也就是GPS技術,CORS是利用多基站網絡RKT技術建立的連續運行衛星定位服務綜合系統,簡稱為:CORS。有五個組成部分,分別是基準站網、數據傳輸系統、稻荽理中心、定位導航數據播發系統、用戶應用系統。各個基準站通過數據鏈與監控點形成一體。CORS―RTK利用多基站網絡RTK技術,將采集的載波相位發給接收機,進行實時計算各項數據,相對于傳統的供水管道測量方式而言,CORS―STK技術要先進很多。
CORS―STK的特點有很多,工作效率比較高。傳統的供水管道測量,測量工具每次只能在小范圍進行測量且數據還不穩定,而CORS―STK可以在5000米的范圍內一次性測量完畢。如果網絡通訊保持暢通的話,測量更遠的距離也毫無壓力,從而大大減少了測量次數和測量時間,極大的提高了測量效率。CORS―STK操作也較簡單,自動化程度比較高,不像傳統的測繪方式那么麻煩,需要幾個人協同完成管線測量。CORS―STK流動站,不需要工作人員去操作就可以輕松完成數據采集。從而節省了工作時間,提高了工作效率。CORS―STK的作業要求比傳統的全站儀測量要求要低很多,CORS―STK測量不受大霧、季節影響。CORS―STK測量技術的數據精度比較高,傳統的方式在進行管線測量時計算復雜,容易出現誤差,CORS―STK可以獲得高精度的測量數據,數據處理能力很強,甚至可以精確到厘米。CORS―STK測量技術在進行實地測量時,基準站和流動站,都需要保持網絡信號暢通。流動站在進行位置轉移時,需要時刻保持開機狀態。CORS―STK技術進行管道測量時可以單人單機,從而大大減少了在進行管線測量的人力投入。
2. CORS―STK技術在測量中的應用
在實際應用時,CORS―STK雖然測量效率比較高,但是也存在一定的缺陷。CORS―STK主要是在網絡通訊暢通的情況下進行測量,如果碰上惡劣的天氣網絡信號差,或者遇到電磁干擾,都會影響CORS―STK的正常測量。所以在進行實際的管線測量時,CORS―STK技術并不能完全去取代傳統的全站儀的測量,可以采用CORS―STK技術與全站儀相結合的測量方式進行。CORS―STK在實施中,是直接得到一個點的坐標,所以在使用CORS―STK技術進行管線測量時,要對坐標進行調整。CORS―STK在進行測量前,要對CORS―STK的主機進行設置調整,一般采用GPRS通訊,那么對應的基站則需要設為內置GPRS,移動站也一張設置為GPRS移動站方式。對于基站的設置,一般需要滿足三個條件。一是視野比較開闊,沒有遮擋物,比較適合CORS―STK進行管線測量,其開闊度至少要在15度以上。其次是基站的位置要在較高的位置。最后一個條件就是保證在兩百米內沒有電磁干擾,移動站在兩個控制點之間采集管線測量數據。用傳統的方式進行供水管線測量時,有時候需要進行坐標轉換來獲取準確的數據,在使用坐標校正時,最少需要兩個可以控制的測量區域。而CORS―STK可以直接定位。當測量過程中出現固定解時,用CORS―STK可以直接進行校正,且校正后的數據比較精準。
實驗:進行測量的區域選擇在一個湖邊,且這一塊的管線沒有有效的詳細資料,湖的周圍沒有一些大樹、建筑物等標志性的東西作為參照物,用CORS―STK開始進行測量,測量前,要先對STE進行基站設置,避開早上和中午,對CORS―STK的固定解穩定之后開始測量,對管線進行三次測量,把三次的測量結果進行比較,其差值要小于一點五厘米,取其平均值。如果差值較大,則需要重新測量。測量時,為了更好展現測量效果,進行了每間隔一小時同一地點進行測量,記錄好測量結果,基準站講測量信息傳遞給流動站,流動站對完成初始化后開始接受基準站信息,同時流動站也獨立采集測量信息,測量數據在系統內進行自動化處理,得出測量結果。測量幾次后對比發現,衛星信號好時與衛星信號差時的測量結果有輕微的差距,衛星信號越好,測量的精度越高,反之,信號越差時,測量的精度就有所偏差,這種情況下,在測量的精度滿足要求時,多測幾次求平均值。
3.綜合分析
CORS―STK獨立測量與CORS―STK結合站儀測量都各有各的優勢,對于外部環境復雜的地方,比如拆遷的地方、工地,如果通訊信號比較好、比較穩定的時候,采用CORS―STK測量要更快捷一些;如果存在一定的外部因素,比如電磁干擾、雷雨天氣在部分時段影響CORS―STK使用的時候,可以采用CORS―STK與全站儀相結合的方式進行測量,使用這種測量方式,需要在測量區域的周邊找到三個乃至三個以上的參照物,幾個參照物都可以明顯看到,然后再根據需要進行管線測量的地方進行測量、計算。這樣會一定程度的增加測量時間和工作任務。
結論:CORS―STK技術在供水管線測量的應用中,測量精度比較高,能夠很大程度的提高工作效率,為供水管線測量工作節約了很多成本,減少了在外測量的人員數量,提高了供水管線測量的工作效率。CORS―STK技術在供水管線測量的實際應用中,測量度可以精確到厘米,測量數據通過數據鏈直接傳入電腦,除去了人工出錯的因素,減輕了供水管線測量人員的工作強度。CORS―STK技術有效的促進了供水管線的鋪設和發展。
參考文獻:
[1]王飛舟. 淺談CORS網絡RTK技術在地下管線測量中的應用[J]. 農業與技術,2015,17:196-198.
關鍵詞:地下管線;測量技術;方法
中圖分類號:TU279文獻標識碼: A
引言
近年來,地下管線測量技術發展迅速,其數據組織和結構設計要與管線外業探測數據結合,測繪工作主要是為了提高測量數據的準確性與完整性。下面就來探討一下地下管線測量的技術。
一、地線管線測量的重要性
隨著城市建設進程的推進,我國城市地下管線取得了良好的發展成就,地下管線的規模性發展是城市居民正常生活與工作的重要保證。在城市市政建設中,城市管線占據著非常重要地位,是保證城市功能發揮和城市社會健朗發展的重要基礎,是城市的血管以及城市神經。地下管線的種類非常多,比較典型的管線種類有以下幾種:供排水、電力、廣播電視、工業管道、熱力、電信、燃氣(主要天然氣、石油氣以及煤氣等)、電纜管線、地下鐵路、穿越道路等管道以及照明電纜。地下管線分布信息、分布走向等對城市規劃建設具有重大的影響,如果沒有精確科學的地下管道信息就會導致城市建設進程以及城市建設質量等受到重大影響,嚴重時還會影響城市建設的安全性,形成重大的安全事故。由于地下管線的埋設情況不夠清楚鮮明,埋設信息不夠精確,導致地下管線在城市建設施工中被損壞的情況非常常見,施工事故頻發,對人民生活與工作產生了比較大的影響。城市建設規模不斷擴大,但是地下管線的管理手段比較落后,導致城市地下管線建設跟不上城市發展進程,對城市建設造成了非常大的影響,所以在城市建設中一定要提高城市地下管線的管理水平,促進城市地下管線的完善,保證地下管線的發展質量。要從城市可持續發展的角度,采用最先進,最經濟的地下管線普查方式,依據城市規劃管理的要求,取得科學精確的地下管線數據,并及時更新數據庫信息,建立完善的城市地下管線信息管理系統,促進地下管線數據信息現代化以及科學化管理。最終促進城市神經線的良好運行,有效滿足人們生活、工作等需要。
二、影響地下管線測量質量的因素
1、設備的因素
在選擇具體的地下管線的測量設備時,我們應充分的分析管線的埋設方式、埋設深度以及管線的材質等因素,確保其精度是符合探測精度的需求的。
2、人的因素
作為地下管線測量工程的主體,人的因素是影響測量質量的最主要的因素,因此,我們應保證所有從事地下管線測量工作的人員必須具備相應的能力,同時具備很強的專業素質。
3、環境的因素
環境因素通常包括地面的交通、地面的金屬護欄、電磁干擾、地下管線附屬物的保存情況以及地面的平整性等因素。
4、方法的因素
在對地下管線進行探測的過程中,其方法主要指所采取的組織措施、工藝流程、技術方案、施工組織設計以及探測的手段等內容,所選用的技術方案的好壞將對工程的質量產生決定性的影響,而如果施工方案選擇的不合理也可能會增加項目的成本,并且影響工程的質量。
三、提高地下管線測量精度的具體措施
1、因為我們所選用的測量設備本身可能也是存在問題的,因此在進行測量工作之前,我們應先對儀器設備進行一致性的對比試驗,從而保證儀器設備改正系數的準確性。
2、管道的埋設深度對于探測設備的探測質量是有著直接的影響的,特別是當我們采用感應法進行探測工作時,如果管道埋設的深度較深,那么所能接收到的信號就會很微弱,無法保證探測的質量,所以我們應采取變換發射機的擺放姿勢等方式來不斷改善測量的方法。
3、在具體的管線探測工作中,管線上下重疊的問題也是時有發生的,如果我們采用的是電磁法進行測量工作,而重疊的管線肯定是會互相干擾的,這是上下管道的異常就會出現疊加的現象,雖然可以對其精確的定位,但是在確定其深度時就可能有較大的誤差,而重疊管線不可能永遠都是重疊的,這時我們就可以在分叉處分別定深,最后計算出重疊出管道的實際深度;
4、在埋設管線時,不同位置處管線的土質情況肯定也是有區別的,其也會對測量的精度造成影響,因此在已經確定了定深的位置后,應進行一次探測的驗證工作,保證改正系數以及加埋平面位置和深度的準確性,一般情況下,含鐵量較高的土層和干燥的砂紙土層的測量效果較差,而細密的潮濕土層的探測效果較為理想;
5、不同管線的性能和材質也是有所差異的,其也會影響測量的結果。舉例來說,普通的探測設備是可以測量電纜和金屬管道的,卻無法測量非金屬管道,其必須采用地質雷達來測量;
6、在地下管線的實際測量工作中,探測的結果還會受到接收機與管線位置的上方是否出現了偏離、管線的管徑與埋深的比值以及探測點與管線交叉點之間的距離等因素的影響,所以,在我們進行跟蹤和定位探測的過程中,應實時的觀察測量的深度,應剔出異常的深度值,并且在管線交叉點附近不建議探測深度。
四、測量方法
1、未還土地下管線的測量
(1)未還土地下管線的測量特點
未還土地下管線的測量主要有以下特點:首先,一邊施工一邊進行測量,規律性與預見性都不高;其次,完成施工以后就需要立即埋上管線,因此對于施工以及測量要求都比較高。為了進一步保證測量數據的準確性,最好是進行一次復檢;再次,由于需要在施工現場進行測量,因此測量的控制點難以保存;最后,由于施工的周期比較長,因此可能會反復用到控制點。
(2)未還土地下管線的測量方法
未還土地下管線的測量一般直接使用全站儀對需要測量管道進行特征點處內底、外高以及所處平面位置的測量。如果地下管道所處的地方比較空曠,還可以通過GPS-RTK技術來測量特征點的三維坐標。
2、已竣工地下管線的測量方法分析
(1)已竣工地下管線的測量特點
已竣工地下管線的測量主要有以下特點:第一,測量管線的特征點主要都在地下,因此需要采用物探的方式標識特征點處的數據信息進行采集。探測數據信息主要包括管線的走向、平面位置以及埋藏深度等。第二,地下管線的特征點數量多,分布密度大,并且交叉現象明顯,探測難度比較大;第三,由于測量工作的周期較長,任務較重,因此在采用多組同時作業的工作模式時會造成難以銜接的問題;第四,很容易出現漏探的情況;第五,測量結果的精確要求比較高。
(2)地下管線的測量控制分析
首先要根據測量地區建立以地下管線為中心的測量控制網,采集所需要的管線數據。在控制測量過程中,地下管線的分布要與地面情況結合起來,多采用靜態的測量方法。控制網的布置需要以一定的等級作為測量的首級控制,并以此為基礎進行圖根控制測量,對控制網各級上的控制點進行聯測。
(3)地下管線的測繪分析
測繪工作的主要內容是測量地下管線所在位置的三維坐標,然后將數據進行外業數據處理。測繪工作需要保證數據的精確度以及完整性。對于管線點,采用的測量方法為解析法,管線解析坐標的中誤差應該不超過5厘米,地面高程的中誤差即測量點與鄰近高程控制點的距離應該不超過2厘米。
結束語
在經濟發展的帶動下,城市的建設腳步也在不斷加快。在地下管線越發錯綜復雜的形勢下,要想更好地進行城市的設計、規劃以及建設,需要對城市地下管線進行精確測量,只有在準確掌握地下管線分布情況的前提下,城市才能獲得更好更快的發展。
參考文獻
[1]牛志達.城市地下管線測量的探討[J].科技創新與應用,2013(26).
【關鍵詞】GPS RTK技術;地下管線測量;結合實例;分析
某地下管線測量工程受到交通情況、城市綠化及院墻等影響,地下管線點測量難度較大。若使用全站儀進行數據采集,將拖延工期,無法按時完成任務。而GPS RTK可以發揮無須通視遠距離測量的優點,明顯提高效率。
1、GPS RTK基本原理介紹
GPS定位模式根據作業模式可將分為三大類:絕對定位、相對定位、差分定位三大類。
RTK定位技術是以載波相位測量與數據傳輸技術相結合的實時差分GPS技術。它是GPS測量技術發展中的一個新突破。它能夠實時地提供測站點在指定坐標系中的三維定位結果,并達到厘米級精度。他有三部分組成:
1)基準站
2)數據鏈
3)流動站
RTK定位過程:基準站實時地將測量的載波相位觀測值、偽距觀測值、基準站坐標等用無線電傳送給運動中的流動站,在流動站通過無線電接收基準站發射的信息,將載波相位觀測值實時進行差分處理,得到基準站和流動站的坐標差ΔX、ΔY、ΔZ,坐標差加上基準站坐標就可得到流動站的W GS-84坐標,通過坐標轉換等到每個流動站點的x、y、z。
GPS RTK實時三維定位精度可以達到厘米級,已經廣泛應用到控制測量、工程測量、地形及地籍測量中。GPS RTK具有精度高、測量時間短、全天候、高度集成和自動化、無需通視及遠距離測量等優點。利用GPS RTK進行地下管線點測量,大大提高了工作效率。
2、GPS RTK在城市地下管線測量中的應用
收集的主要資料有地下管線探查階段繪制的管線分布草圖,該地區1:1000地形圖一套及測圖時使用的D級GPS點6個,所有GPS點均聯測三等水準。
1)基準站的設置
基準站應盡量設置于測區中部或相對制高點上,以方便電臺信號發送和數據傳送的覆蓋區域。儀器安置選擇基準站時,GPS天線平面高度角150以上無大片障礙區阻擋衛星信號,基準站至測區視野開闊,通視情況需好。遠離微波站、高壓線等電磁波輻射源,避免周圍電磁場對GPS衛星信號的干。基準站的架設有架設于已知點上和架設于未知點上兩種方案。后者活性大,在實際工作中根據地形條件和外界環境,合理選擇基準站的架設位置,因此多采用第二種方案。
2)RTK流動站設置
GPS天線、主機、電臺接收天線,電源等的正確連接,當高度不同時實測修正,在同時接收到五顆衛星的情況下,流動站才能進行作業。由于RTK的穩定性和精度隨流動站到基準站距離的增大而降低,要提高精度,應縮小作業半徑,通常小于5km。
3)GPS RTK測量中的轉換參數
由于GPS RTK獲得的是WGS-84大地坐標(B,L,H)或(X,Y,Z),和平面坐標、正常高(x,y,h),按《城市地下管線探測技術規程》規定必須轉換成1980西安坐標系與當地城市平面坐標系統相一致。因此需要進行坐標轉換。轉換參數所需要的的平面控制點一般需要三個以上采用七參數方法轉換,高程控制點一般不少于4個。控制點應以能覆蓋整個測區為原則,最好均勻分布。
若殘差大于±2厘米,說明用于轉換的各控制點之間精度不匹配,此時可進行其它點選擇,用以剔除存在粗差的控制點。
4)地下管線點的測量
地下管線點直接使用GPS RTK進行測量。GPS RTK測量時應選擇衛星較好時段和衛星數不少于五顆時進行作業,每點都獨立的測定兩次,其平面較差與高程較差要均小于5cm,否則應重測。GPS RTK測定時的數據記錄,不但要記三維坐標成果,還應記錄原始的觀測數據。
對于不能滿足GPS RTK數據采集條件的地下管線點,采用GPS RTK測量模式建立圖根控制點,用全站儀進行碎部點的數據采集。圖根點的布置以點組的形式出現,每組由兩個或三個兩兩互相通視的圖根點組成,以便全站儀測量時定向和測站檢查。
在任何開闊區域,均能發揮RTK測量的優勢,快速準確的建立圖根控制點,不用進行常規的導線圖根測量,減少累計誤差,提高地下管線測量精度,并大大提高效率。
3、RTK測量精度誤差的分析
①轉換參數平面誤差
將6個D級GPS點坐標直接輸入RTK,并將各種橢球參數及地方參數輸入儀器中,發現平面殘差均小于lcm,說明用于參數轉換的控制點精度匹配,轉換參數是正確的。
②GPS RTK平面及高程精度的測量
在使用GPS RTK測量時,由于每個管線點均獨立測量兩次,取得了兩組數據。通過數據整理分析發現,兩組數據平面較差大于5cm僅占1.8%,小于2cm占61%,對于平面較差大于5cm的地下管線點全部進行了重新測量。
從地下管線點中隨機選擇40個重合點,高程統計參見表1。
通過表1可以看出,GPS RTK重合點高程較差大部分在40mm以下。由于兩次觀測采用同一基準站,觀測條件基本相同,可以將兩次觀測結果視為同精度雙觀測值,按照同精度兩次觀測中誤差的計算公式M=± 計算出高程中誤差為15.2mm。
由此可以看出,GPSRTK測量成果平面及高程精度均滿足《城市地下管線探測技術規程》要求。
4、RTK在地下管線測量中的分析
(1)GPS RTK操作簡單,全天候作業,不受視線影響。測區范圍內路邊綠化多為灌木,通視條件較差,但只需滿足GPS RTK的基本工作條件即可,明顯提高效率。
但GPS RTK測量對測區環境有一定的要求,復雜地形條件下,容易造成衛星信號失鎖,無線電信號通訊困難。電磁波輻射源、大面積水域等因素可能影響RTK測量效果。
(2)使用GPS RTK可以在D級GPS點的基礎上直接進行地下管線點數據采集,減少了全站儀數據采集中的導線、圖根控制測量環節,節省了大量的人力物力。
但移動站離開基準站的最大距離隨著作業半徑的增大,GPS RTK精度及穩定性降低。
(3)使用GPS RTK測量點位精度分布均勻,每個點的誤差均是隨機產生的,不像傳統測量那樣產生誤差累積,精度較高,成果可靠,能滿足《城市地下管線探測技術規程》要求。
PDOP值對GPS RTK的測量精度及穩定性有一定的影響,PDOP值過大將會導致儀器不能正常工作。
GPS RTK測量成果精度及測量成果的可靠性仍存在潛在不穩定性因素,容易產生粗差。
5、結語
GPS RTK的使用,不但降低了城市地下管線測量工作的勞動強度,而且也提高了效率,保證了精度。本人也是根據所在地區的實際工作應用中,做了一些不算完全的驗證,并對一些具體情況做了必要的分析,難免也有不妥之處,望大家指正,以促進城市地下管線測量工作向更高的層次邁進。
參考文獻:
[1]郭中社,夏江,趙根莊,等.GPS RTK數據處理技術在線路測量中的應用[J].地理空間信息,2009.
[2]喻華.GPS RTK技術在地籍測量中的應用[J],測繪通報,2007.
[3]CJJ61-2003,城市地下管線探測技術規程[S].
關鍵詞: cad; lisp;管線測量;開發
1. 引言
近年來城市測量工作在城市發展中的作用越來越突出,而城市地下管網測量作為城市測量工作的重要組成部分,越來越受到相關部門的重視。查明地下管線,并確定其分布、埋深及走向等管點特征信息,建立一個有效的、簡潔的管線信息測量錄入系統,就顯得非常迫切。筆者所在單位進行的管線測量成果一般以EXCEL電子表格的形式輸出,而日常測量成圖又是在CAD平臺下,故筆者利用Autolisp實現CAD到EXCEL的管線點、線表自動輸出,從而提高工作效率。
2. AUTOLISP程序語言的介紹
Autolisp是內含于Autocad軟件中的開發語言,是強化Autocad最好、最直接的程序語言。它最大的特點就是不挑剔編輯環境,幾乎在所有的文本編輯器中都可以編寫,而且不需要特殊的編譯過程。DCL是內嵌于CAD平臺的一款對話框語言,該語言和LISP一樣,語法結構簡單,不需經過編譯,使用LISP+DCL能夠輕松的實現基于CAD平臺的交互輸入與輸出,功能強大、通俗易用。
3.程序的設計
管線測量一般先外業采集管點的坐標及高程信息,然后再對各個管點的特征數據進行采集,該系統主要模擬外業生產流程,根據外業采集的各特征點信息的流程進行錄入,通過管線的流向方向,實現管線點、線表從CAD到EXCEL的輸出。主要組成部分如下:
程序的錄入界面:
程序的輸出效果:
3. 添加擴展屬性的部分原代碼:
(if (and en (= leixing "INSERT"))
(progn
(setq endata (entget en))
(if (setq endatabh (entget en '("gxbh")))
(progn
(setq endatabhsd (cdr (cadr (assoc -3 endatabh))))
(if (assoc 1000 endatabhsd)
(setq bgdbh (cdr (assoc 1000 endatabhsd)))
)
(if (assoc 1040 endatabhsd)
(setq bgdms (cdr (assoc 1040 endatabhsd)))
)
(if (assoc 1070 endatabhsd)
(setq bgyks (cdr (assoc 1070 endatabhsd)))
) ) )
(if (setq endatakz (entget en '("gxkz")))
(progn
(setq endatakzsd (cdr (cadr (assoc -3 endatakz))))
(if (assoc 1000 endatakzsd)
(setq bgdgj (cdr (assoc 1000 endatakzsd)))
)
(if (assoc 1040 endatakzsd)
(setq bdmgc (cdr (assoc 1040 endatakzsd)))
)
(if (assoc 1070 endatakzsd)
(setq byyks (cdr (assoc 1070 endatakzsd)))
) ) )
(if (setq endatadx (entget en '("gxdx")))
(progn
(setq endatadxsd (cdr (cadr (assoc -3 endatadx))))
(if (assoc 1000 endatadxsd)
(setq bwydh (cdr (assoc 1000 endatadxsd))))
(if (assoc 1040 endatadxsd)
(setq bxdms (cdr (assoc 1040 endatadxsd))))
(if (assoc 1070 endatadxsd)
(setq bdlgs (cdr (assoc 1070 endatadxsd))))))
(if (setq endatabj (entget en '("gxbj")))
(progn
(setq endatabjsd (cdr (cadr (assoc -3 endatabj))))
(if (assoc 1000 endatabjsd)
(setq bxdgj (cdr (assoc 1000 endatabjsd))))
(if (assoc 1040 endatabjsd)
(setq bgdjs (cdr (assoc 1040 endatabjsd))))))))
4. 結語:
通過該系統實現了基于CAD平臺下管線點、線表的自動輸出,改變了傳統模式需要在CAD平成圖形編輯后在EXCEL中再次進行管點特征信息錄入的生產模式。程序利用CAD圖元擴展屬性,使管點信息附著于圖塊中,可通用于所有的CAD平臺,能夠方便移植和擴展。
參考資料
[1] 吳永進,林美櫻.AutoCAD 程序設計魔法書[AutoLISP&DCL基礎篇]. 中國鐵道出版社,2003
關鍵詞:竣工測量 地下管線 施測方法 控制網
中圖分類號:TB22 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2013)05(c)-0032-02
目前,全國已有近三分之一的城市正在或即將進行地下管線普查。地下管線普查結束的城市,管線普查檔案已陸續進館。城市地下管線是一個動態系統,它隨著管線的新建、改建、擴建和維修而不斷發生變化。做好變化地段地下管線的竣工測量工作,是更改地下管線圖或數據庫,保持地下管線普查檔案與現況相符的關鍵。筆者現就地下管線竣工測量問題,談一點想法與同行們探討。
1 城市地下給水管線竣工測量工作的必要性和重要性
1.1 城市地下給水管線管理中存在的問題
給水管線是城市的重要基礎設施之一,城市給水管線建設的過程是與城市基礎設施的建設同步進行的,在這個過程中,由于歷史的原因和客觀條件的限制,給水管線的基礎資料缺損不全,準確度也較低,嚴重制約了給水管線管理水平的提高,以致影響到城市供水管網的改善和發展。這種情況主要表現在以下兩個方面:一是舊城的地下給水管線鋪設時間較長、構成復雜,過去僅憑有關人員來記憶,個個相傳,不夠準確,就是有一些檔案記載的資料也流失而殘缺不全,這種狀況給對舊管道的更新改造工作帶來諸多不便,地下給水管道埋設不清而導致的誤挖誤傷地下給水管道的現象時有發生,從而造成管道破裂、斷裂等供水事故,給國家、企業和個人造成不必要的損失;二是給水管線資料現勢性差,有的管線資料已經過時,但沒有及時更新。這是因為在給水管線建設中,管線的設計、施工和測繪等部門協調管理不夠,有的施工單位只進行管線施工,不重視管線竣工測量,使得測繪部門不能及時了解管線施工狀況,及時進行管線竣工測量和繪制管線竣工圖,造成給水管線資料不具現勢性,使管線資料失去可利用的價值;有的施工單位在管線施工時,不報規劃部門驗線。施工中遇到困難或障礙自作主張,私自改造管線設計圖及規劃局放定的管位,事后也不按要求進行竣工測量,用原來的管線設計圖應付建設單位的管理,造成竣工圖與實際不符。所有這些都給城市給水管線的規劃,建設、維修和管理留下了隱患,對此我們未引起足夠的重視。因此,建立完善的給水管線竣工測量及數據更新機制刻不容緩。
1.2 城市地下給水管線竣工測量的意義
現代化城市的可持續發展,離不開地下管網系統的良好運行,掌握和弄清城市地下管線的觀狀,對保證人民群眾的正常生產、生活秩序和社會發展都具有重大的現實意義和深遠的歷史意義。城市地下給水管線的竣工測量工作是加強城市給水管線規劃和管理的重要環節。開展城市地下給水管線竣工測量工作,可以全面系統地掌握地下給水管線現狀,有利于地下給水管線工程的規劃設計、施工及運行管理,并可為制定切實可行、技術先進、經濟合理的規劃設計方案提供必需的基礎資料。
2 城市地下給水管線竣工測量的工作任務和目的
城市地下給水管線的竣工測量。就是由具有相應測繪資質的專業技術隊伍。按照有關測量技術規范的規定,采用相應的技術方法和手段,對已經敷設的給水管線所進行的測量工作,管線竣工測量所提供的數據資料包括管線特征點的平面坐標、高程以及相關屬性信息和竣工時間等多維數據。通過地下給水管線竣工測量,及時查清地下給水管線的現狀,用新技術、新方法及時更新城市地下給水管線信息系統,從而為城市的地下給水管線的正常運行提供服務,是城市地下給水管線竣工測量的任務和目的。
3 城市地下給水管線竣工測量的技術要求和主要內容
根據竣工測量成果所做的竣工圖是施工單位在工程竣工后移交生產前所提供的技術文件之一,它也是設計圖經過施工后實際情況的全面反映,這與一般的測繪圖完全不同,為了使實測竣工圖能與原設計圖相比較,實測竣工圖的各項要求,如平面坐標及高程系統、比例尺、圖例符號等一般應與設計圖相同,以便于設計、建設單位使用。地下給水管線下程的竣工測量應在役土前進行,測量的主要技術依據為:《城市測量規范》(CJJ8—99);《城市地下管線探測技術規程》(CJJ61—2003)。
測繪的內容包括:其一,資料收集與處理,包括測區內已有的地形圖、控制點成果以及地下給水管線的有關設計資料;其二,建立測量控制圖,為管線特征點聯測和管線圖測繪提供基礎;其三,進行管線特征點的聯測,確定管線特征點的平面位置與高程,調查并標注管線的材質、埋深、斷面尺寸、埋設年月等;其四,整理測量成果數據、編繪管線竣工圖并填寫給水管線工程竣工測量成果表。
3.1 平面和高程控制網的建立
建立精度適用,密度適宜,點位不易被施工破壞的平面和高程控制網是提高效率、保證質量的重要前提。我們在實際工作中是按照有關規地的技術要求來布設平面和高程控制點的。平面控制點以現有三、四等控制點及I,Ⅱ級導線點為起算數據。由于城市的給水管線一般都是沿城市道路鋪設的。所以導線測量控制點也要沿道路布設,布設導線時一般布設成Ⅲ級導線,要充分利用城市基本控制網成果,以減少工作量;高程控制點以現有三等水準點為起箅點,按四等水準測量的技術要求施測,導線和水準測量必須采用附和線路。
3.2 管線特征點的測繪
城市地下給水管線竣工測量工作主要是通過直接測定管線的特征點來完成的。管線特征點是指管線上的起止點轉折點、分支點、交叉點、管徑變化點、地表坡度變化點、井室所在位置中心點及管線上的附屬設施。如消火栓、水表、閥門、堵頭封板、排氣閥、排水閥、測壓點、用戶等。管線特征點的測量是在已有各等級控制點的基礎上進行的,測量時使用全站儀,采用極坐標法施測其平面位置,采用電磁波三角高程施測特征點高程或者測地面高,量出管線埋深求管頂高程。這樣用一臺全站儀就可以測出管線特征點的三維坐標,既滿足了測量精度的要求,又節省了時間,提高了效率。由于管線特征點的測量比一般的地物碎部點測量精度要求高,測量時使用對中桿配合施測。測量管線特征點時的精度要求按照《城市測量規范》中的規定執行,即管線點的平面坐標中誤差(指測點相對鄰近控制點)不大于±5 cm,高程測量中誤差(指測點相對于鄰近高程控制點)不大于±3 cm。地下管線圖上測量點位中誤差不得大于圖上±0.5 mm。
首先,為避免漏測或誤測,測量前首先要進行現場踏勘,踏勘的主要內容有管道具置、埋設時間、管徑、材料、管道各特征點的性質等。踏勘過程中,有井室的要逐井檢查,找不到的要利用探管儀探查清楚。施測時依據測查的內容進行,為減少工作量,控制點觀測和管線特征點觀測可同時進行。其次,在工作中合理有效地利用好管線設計圖,及時將所測的點位展繪在設計同紙上,并與之比較,如果不一致,就要分析原因,找到問題所在,防止漏測。這樣做有利于提高地下管線測量質量,提高作業效率。
4 城市地下給水管線竣工測量的對象分類及施測方法
城市地下給水管線竣工測量的對象分為兩大類:未動土的地下給水管線和已覆土的地下給水管線。由于情況不同,在測量中應特別對待。
4.1 未覆土的地下給水管線的施測方法
未覆土地下給水管線的竣工測量應遵循邊施工邊測量的原則,由于地下給水管線在施工過程中工期短、任務急,施工完馬上就要填埋,為了真實地反映管道的埋設情況就必須在管道覆土前進行測量,這就要求施測要準確,最好在現場進行復檢,確保每次測量數據的正確性、在施工期間,現場的情況比較復雜,控制點容易遭到破壞,所以要注意對控制點進行妥善的保護。
4.2 已覆土地下給水管線的施測方法
已覆土地下給水管線是指給水管線竣工后升已填埋的地下管線。它的外業工作主要包括管線探查和管線特征點的測量這兩道工序。對于新近完工由于種種原未能及時在土前進行竣工測量的給水管線,在完工后覆土前要先用同定的地形(物)點或鄰近控制點,采用距離交會的方法確定好管線特征點位,畫出點之記號,測量時再還原點,然后用全站儀完成測量工作。這樣做既能節省時問,又能準確地反映管線實際的埋設情況,特別是對諸如變徑、變深度的管段或三通、四通、轉折點的節點了解清楚后,就不會出現漏測管線特征點和搞錯各個節點之問的連接關系等問題了。
對于已竣工多年的地下給水管線在進行竣工測量時,特別要注意先收集有關的資料再進行現場踏勘,作業員根據設計圖上的井位和管位在實地將所發現的所有井室逐一打開,量測管徑、管道位置和埋深等管線要素,井對走向判斷不清的管線進行探查。由于地下管線具有不可見性,所以地下管線的探測除了要求管線探測儀要達到應有的精度,還要求管線探測人員在實際工作中應具有很好的判斷能力和豐富的經驗,要根據實地不同的情況采取不同的探測方法。探查采用實地調查和儀器探查相結合的方法,查明地下管線的敷設狀況、在地面上的投影位置和埋深、管線的相關位置及走向地下管線的屬性(如:管線的類型、規格、材質、埋設年代、附屬設施)等地下管線探測的管線點包括線路特征點和附屬設施(附屬物)的中心點,可分為明顯管線點和隱蔽管線點兩類。明顯管線點應進行實地調查和量測有大參數;隱蔽管線點應采用物探方法。利用儀器探測或通過打樣洞方法探查其位置及埋深。探測工作結束后,對所有管線特征點均應在地面上設置明標志作為測量的依據,然后再進行測量工作。探測時的技術要求按《城市地下管線探測技術規程》CJJ 61-2003的規定執行:隱蔽管線點的探查精度,水平位置限差不大于±(5+0.05 h)cm,埋深限差不大于±(5+0.07 h)cm(h為地下管線的中心埋深,以cm為單位)
5 對城市地下給水管線竣工測量工作的幾點建議
(1)應提高對地下給水管線竣工測量工作重要性的認識,加強對竣工測量工作的管理。今后在新建、改建地下給水管線時一定要嚴格執行城市地下管線工程的定線、監測和竣工測量制度。建設單位在竣工測量工作完成前,不得與施工單位進行工程結算。(2)對地下給水管線實行動態跟蹤管理,實現地下給水管線資料的現勢性,對于給水管線的竣工測量一定要在管線布設好后覆土前進行,這既可減少管線的探測工作,又可獲得高精確的管線數據,還可避免一些特征點的遺漏。(3)在進行大規模地下管線測量作業前,必須制訂切實可行的測量組織計劃。充分利用舊有的管線資料,請熟知地下給水管線埋設情況的老同志幫忙,可以省去許多盲目的探查,提高工作效率。地下給水管線探查應與測量工作相互結合,做到有條不紊,不要出現相互影響而窩工的現象。(4)要采取措施提高竣工測量成果的質量,確保測量成果的可靠性、準確性。在竣工測量中,要按照有關規范的規定嚴格操作,現場的點位標記和點號注記要與實地探測記錄的點號相一致,測量成果的計算和整理要文行自檢和互檢相結合的方法,計對測繪成果進行多角度檢查。比如,在給水管線竣工測量成果的檢查中,要注意將竣工結果與設計圖比較,若發現竣工測量的平面位置或高程與設計的平面位置或高程相差較大,就要分析原因,找出問題,解決問題;若發現設計圖上有井室,而管線圖上沒有,則可能是漏測。
參考文獻
[1] 王世平.高速鐵路隧道竣工測量新技術[J].鐵路勘測,2008,5:117-121.
[2] 宋少輝.淺談城市建筑竣工測量的質量控制[J].建筑科技,2007,4:20-25.
[3] 吳蕭.城市建筑竣工測量的質量控制[J].建筑工程,2006,10:16-22.
關鍵詞: 地下管線測量;獨立坐標系;坐標轉換
中圖分類號:{P286+.1} 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2014)07-0067-02
0 引言
地下管線測量一般包括地下管線控制測量、地下管線數字測量、地下管線放線與竣工測量、測量成果的檢查驗收、帶狀地形圖測量或地形圖修測。
地下管線測量前,一般應收集測區已有的控制點、地形資料、調繪圖、設計圖、施工圖、竣工圖等,對缺少控制點和地形圖的地區,一般要建立基本控制網和施測地形圖。有的地區控制資料甲方協調不下來,調繪圖、設計圖、施工圖、竣工圖等圖件資料是不同坐標系,為了滿足工期需要,這就需要建立獨立坐標系和進行坐標轉換。
所有的測量成果都是建立在坐標系統的基礎上的,所以對于整個工程的質量來說,坐標系統選擇的是否適當是非常重要的。在管線探測工程布設測量控制網時,對它的成果有很多的要求,不僅要符合地下管線數字測量要求,也應該滿足地下管線放線與竣工測量、大比例尺測圖需要。要將測得的數據經計算再放到實地,而施工放樣時要求控制網由坐標反算的長度與實測的長度盡可能相符。在管線普查工程測區布設控制網時,首先要確定采用的坐標系統。《工程測量規范》規定:平面控制網的坐標系統,應滿足測區內投影長度變形值不大于2.5cm/km。減小高程歸化與投影變形產生的影響是建立獨立坐標系的一個重要作用,所以要求他們必須控制在一個微小的范圍內,只有這樣計算出來的長度才會在實際利用時不需進行更改。
1 獨立坐標系的建立
在建立獨立坐標系統的時候,一般情況下會采用國家等級控制點作為起算數據,如此一來,不僅它的可靠性非常高,也非常有利于成果之間的相互轉換和利用。國家控制點的各項數據都可以為獨立坐標系統的建立提供一定的參考價值。
在建立獨立坐標系統的時候,必須考慮如何選擇抵償高程面的最佳位置以及中央子午線的最佳位置,只有這樣才能把高斯投影長度變形控制在一個合理的范圍內,進而達到建立正確的獨立坐標系統的目的。如果使用抵償高程面作投影面建立獨立坐標系統,需要考慮很多的因素,比如測區距中央子午線的位置、測區的高低起伏情況等。如果是以測區中心為中央子午線建立獨立坐標系統時,為了使測區范圍盡可能的擴大,應該下移投影面的位置。以下是幾種建立獨立坐標系的方法:
①為了讓測區的兩項改正在測區中央幾乎為零,需要將中央子午線移到測區中央,把歸化高程面提高到該測區的平均高程面上,建立任意帶高斯正形投影平面直角坐標系。只要測區高差起伏在100m范圍內,就可以保證離中央子午線40km以內的地區其兩項改正的影響在每公里2.5cm以內。最適合工程建設地區需要的就是這種地方獨立坐標系,所以,只要工程建設區域的面積不是很大,東西跨度在80km就可以滿足要求。
如果是在小于80km測區的范圍內,上述的方法就不合適了。應該把歸化高程面設在該測區平均高程面以下100m左右的地方,這樣離開中央子午線60km范圍內可以保證其兩項改正小于每公里2.5cm。東西120km的跨度基本上可滿足測區的精度要求。從以上分析中不難發現,通過這種方法建立的獨立坐標系統,它控制的東西跨度范圍和測區的高差起伏有著很大的關系。
以上例子說明,當測區平均大地高程為1000m,不改變高程歸化面,只要將中央子午線設在離測區中央以西113km的位置,可保證在測區中央東西各9km的范圍內兩項投影改正小于1/40000。經試算,測區的平均高程越大,中央子午線西移的距離越遠,其控制的東西范圍越小。
2 坐標系統轉換
2.1 坐標系分類
2.1.1 地心坐標系 WGS84大地坐標系原點位于地球質心,Z軸指向BIH1984.0定義的協議地球極方向,X軸指向 BIH1984.0的零子午面和CTP軌道的交點,Y軸與Z,X 軸構成右手坐標系。GPS應用的是WGS-84系橢球參數。
2000國家大地坐標系的原點為地球的質量中心,Z 軸由原點指向歷元2000.0的地球參考極的方向,X軸由原點指向格林尼治參考子午線與地球赤道面(歷元2000.0)的交點,Y軸與Z,X軸構成右手正交坐標系,采用廣義相對論意義下的尺度。
2.1.2 參心坐標系 我國比較常用的坐標系是1954年北京坐標系和1980年西安坐標系,前者應用的是克拉索夫斯基橢球參數,后者應用的是1975年國際橢球參數。
2.1.3 獨立坐標系 獨立坐標系有自己的原點、自己的定向,有與當地平均海拔高程對應的參考橢球。
2.2 坐標系之間的轉換 不同投影面間坐標的換算需要經過兩個步驟,第一步是先把一個投影面上的直角坐標轉換成國家坐標系統的大地坐標,第二步是將第一步中轉換好的大地坐標轉換成另一投影面的獨立坐標。這種情況下,坐標在轉換的過程中需要經過不同的坐標系,這就要求他們必須求出系統之間的轉換參數,參數的求法有很多種,比如利用兩套坐標值通過一定的數學模型進行計算等。在實際運用中對于局部GPS網還可以用求取三參數的方法進行坐標轉換。天寶、南方等GPS軟件可以方便的求取用于坐標轉換的七參數、三參數。
3 結束語
在建立獨立坐標系時,應該盡量的選擇最簡便的方法來建立,盡可能的使測區內投影變形值最小,這就要求在這個過程中必須綜合考慮很多的因素,比如測區的地理位置、高差起伏等。建立獨立坐標系時,一般都要使用國家等級控制點作為起算數據,計算所使用的參考橢球參數,不僅可靠性非常高,也非常有利于成果之間的相互轉換和利用。測量中坐標系的選擇和轉換,不管采取何種方法建立獨立坐標系,都應該達到各種測量規范的要求,對于施工控制網最重要的是坐標反算的邊長與地面實測的邊長要相等。
參考文獻:
[1]GB 50026-2007,工程測量規范[S].
[2]CJJ/T8-2011,城市測量規范[S].
[3]CJJT73-2010,衛星定位城市測量規范[S].
[4]傅文祥,姜道利等.城區獨立坐標及基本控制網的建立[J].
【關鍵詞】地下管線測量 獨立坐標系 坐標轉換
在城市的基礎設施中最為重要的組成部分之一便是整個城市的地下管線,這其中包括排水、電信、供水、電視、電力、工業管道及燃氣等幾大方面,這些都是使城市可以實現信息傳遞、給排水、能量供給等功能的不可或缺的基礎設施,也是保證人們生活及社會、經濟提高和發展的基本條件,更是整個城市發展和生存的物質基礎。在這其中地下管線的相關資料是城市規劃建設過程中最為重要的信息。如果在城市進行規劃、設計、管理、施工工作中缺少地下管線的準確的、完整的信息資料,那么必然會影響到整個工程的質量和施工進度,更可能造成重大經濟損失和事故的發生。因此,要實現城市現代化建設和經濟快速發展的目標,這一目標的重要工作和基本保障便是完整的城市地下管線測量資料及良好完備的基礎設施。就目前我國大多數城市的數據信息管理和地下管線測量都落后于整個城市的發展腳步,客觀上造成了城市規劃管理、操作上的不確定性和盲目性,不僅僅對城市未來的可持續發展造成了極大的阻礙,還對城市管理和規劃、建設都帶來了一些制約。因此,我們應當在城市規劃建設及管理方面充分的認識到地下管線測量在城市發展中所占有的重要地位和作用。完全弄清城市地下管線的實際情況,這對維護整個城市的正常有序運行,保障人民生活、生產及社會發展有很重要的作用。
1 工程測量為什么要建立獨立坐標系
上式中S/S 為高斯平面上長度變形相對誤差;S為改算到高斯平面上的平面邊長;R 為地球曲率半徑;ym為邊兩端點的平均橫坐標值;S′為改算前(橢球面上)的邊長。維度可通過坐標換代來進行計算。30°地區(緯度不同有異)不同投影帶邊緣的橫坐標值,并由(1)式可計算出長度投影變形值(表1)。
從表1我們不難看出,投影帶的不同其投影變形也是不相同的。投影帶邊緣與中央子午線距離越近,投影變形就越小;反之亦然。如果測區位于國家分帶的中央子午線左右45 公里以內時,投影變形小于1/40000,工程的坐標系就可以使用將國家分帶來充當,當然也可以直接利用國家點的坐標數據來進行平差計算。如果測區位于國家分帶的中央子午線左右45 公里以內外的情況下,為了達到投影變形的標準,我們就必須建立工程獨立坐標系,同時縮窄投影帶寬度。此外高斯長度投影變形除了與其有關的因素還有歸算高程面高差相關聯。在工程測量中常規都是要求投影變形要小于1/40000(即 2.5cm/km)。
一般在進行地下管線測量之前,還應該收集被測區域已知的地形資料、控制點、設計圖、調繪圖、竣工圖及施工圖等等,對于未知的區域即沒有地形圖及控制點,往往還需要建立施測地形圖及基本控制網。當某些地區的控制資料與甲方難以協調時,設計圖、調繪圖、竣工圖及施工圖等相關資料就屬于不同的坐標系,為了能按時完成施工要求,因此就需要技術人員建立獨立的坐標系同時進行坐標轉換工作。
坐標系統的選擇是否合適關乎到整個工程的質量好壞,因為所有的前期測量結果都是建立在同一坐標系統的基礎上而進行的。在管線探測工程布設測量控制網時,對它的成果有很多的要求,不僅應該滿足大比例尺與竣工測量、地下管線放線測圖需要,也要滿足地下管線數字測量相關要求。經上述測量到的相關數據計算后在應用到實際當中,但是施工放樣的時候就需要控制網實測的長度與標反算的長度盡最大的可能相符合。在管線探測工程布設測量控制網時,第一步就要確定所要采用的坐標系統。在《工程測量規范》中有相關規定:面控制網的坐標系統,應滿足測區內投影長度變形值不大于 2.5cm/km。為了這樣計算得出的長度在實際工程應用中無需變更,就要求減小高程規劃與投影變形控制在相對小的范圍之內,兩者的相互影響是建立獨立坐標的重要作用。
2 獨立坐標系統的建立
在通常情況下建立獨立坐標系統的時候,要以國家等級控制點作為獨立坐標系統的起算數據。原因之一是國家等級控制點的可靠性很高,在成果進行相互之間的利用和轉換之時也非常方便,而且控制點的所有數據也都可以為建立獨立坐標系統的時候提供某種意義上的參考數據。如何選擇中央子午線的最佳位置以及抵償高程面的最佳位置是建立獨立坐標系統的過程中必須要注意和考慮到的,為的是保證所建立的獨立坐標系統的正確性。如果是以測區中心為中央子午線來建立獨立坐標系統時,為了達到所測區域的范圍盡可能的擴大化,在建立的過程中就應該下移投影面的位置。但是如果是使用抵償高程面作投影面建立獨立坐標系統的時候,需要考慮到的因素就相對較多,例如測區的高低起伏情況、測區距中央子午線的位置等等。下面介紹3種常用的建立獨立坐標系統的方法:
上述例子表明,測區距中央子午線的遠近與控制的東西跨度范圍成反比。
第二種建立獨立坐標系統的方法;將中央子午線移到測區中央可以達到讓測區的兩項改正在測區中央幾乎為零的目的,把歸化高程面提高到該測區的平均高程面上,建立任意帶高斯正形投影平面直角坐標系。若要達到離中央子午線 40km 以內的地區其兩項改正的影響在每公里2.5cm 以內,則必須要測區高差起伏在 100m 范圍內就可以。最適合工程建設地區需要的就是這種地方獨立坐標系,所以,只要工程建設區域的面積不是很大,東西跨度在80km就可以滿足要求。如果是在小于80km 測區的范圍內,上述的方法就不合適了。
第三種建立獨立坐標系統的方法;采用不變動高程歸化面建立獨立坐標系,就可以有效的避免上述建立獨立坐標系復雜的計算過程。這一方法只需要通過移動中央子午線就可以完成建立獨立坐標系。用下式可以計算出中央子午線距測區中央西移的距離:
3 坐標系統轉換
3.1 坐標系之間的轉換
不同投影面間坐標的換算需要經過下面兩個步驟,首先一個投影面上的直角坐標轉換成國家坐標系統的大地坐標。其次將第一步中轉換好的大地坐標轉換成另一投影面的獨立坐標。
3.2 坐標系分類
(1)參心坐標系。現階段比較常用的坐標系是1954年、1980年的北京坐標系和西安坐標系。(2)地心坐標系。采用WGS84 大地坐標系。(3)獨立坐標系。包括原點、定向在內都是自己的,有與當地平均海拔高程對應的參考橢球。
4 結語
在獨立坐標系的實際建立過程中,要求盡可能的選擇使用最簡便方法來建立獨立坐標系,盡最大的努力使測區內投影變形值最小,若要達到這一目的就需要在測量過程中全面綜合的考慮各種因素,比如高差起伏、測區的地理位置等。由于建立獨立坐標系統的起算數據為國家等級控制點,計算所使用的參考橢球參數,因此其可靠性很高,也更有利于成果之間的相互利用和轉換。在測區測量中坐標系的轉換和選擇,不管采用上述三種方法的哪一種建立獨立坐標系,都需要滿足所有測量的要求及相應規范,對于施工控制網最重要的是坐標反算的邊長與地面實測的邊長要相等。
參考文獻:
[1] GB 50026-2007,工程測量規范[S].
[2] CJJ/T8-2011,城市測量規范[S].
[3] CJJT73-2010,衛星定位城市測量規范[S].
[4] 傅文祥,姜道利,潘寶玉,欒繼福.城區獨立坐標及基本控制網的建立[J].測繪通報,2002(S1).
關鍵詞:地下管線;數據建庫;動態維護中圖分類號:C37 文獻標識碼:A
一、地下管線數據庫的建立及數據采集
1.數據庫的數據結構
地下管線數據庫可以根據各個城市具體要求,建立dbf或mdb格式。數據庫中的每條記錄包含管線各個屬性及相關關系。在庫中用字段表示,有管線種類、測量點號、管線點類、X坐標、Y坐標、地面高、管線附屬物、測區、圖幅編號、連接點號、權屬單位、作業者、作業日期、檢查者、管線特征、根數、電壓、覆深、管徑、管材、埋設方式、作業單位、備注等等。不論是管線目標數據庫(GIS管線信息系統數據庫)還是原始數據庫都應有高效、合理的數據結構,設計合理的數據結構對管線信息系統是至關重要的,若沒有提前考慮數據庫的可擴充性等問題,會對管線信息系統產生致命的弱點,甚至會導致信息系統的失敗。
2.地下管線探測及數據采集
首先對管線明顯點(井位、閥門等)進行實地調查,量取深度、管徑、管線材料、流向等。然后對隱蔽點進行實地探測,根據測區不同的地球物理條件選用不同的探測儀器和物探方法,探測地下管線的平面位置和埋深,為地下管線點的連測提供依據。可供選擇的探測儀器多種多樣,一般多選用雷迪系列金屬探測儀、Akko 100a型非金屬探測儀(探地雷達)等,可供選擇的方法有:電磁法、電磁波法、直流電法、紅外輻射法等。最后對明顯點、隱蔽點野外編號和采集,管線點的野外數據采集使用全站型電子速測儀及電子手薄,以城市等級控制點為基礎,采集管線點和背景地物的數據,也可將控制測量和管線點連測分開進行。
3.數據庫的功能
系統提供一個友好的數據入庫編輯界面,可方便地入庫。不同的管線顯示不同的錄入界面。并提供了各字段的檢查程序,系統提供了較好的管理功能。
查錯功能,系統提供了較為完善的查錯功能。能檢查出各屬性字段錯誤,管線點間連接錯誤,等等。
查詢功能,系統具有強大的查詢功能。可以方便地查詢數據庫中各類信息。
生成管線圖功能,系統可按比例尺生成數據格式為DWG的圖形文件。按規范圖示生成管線符號。
圖庫聯動功能,系統提供了圖和庫的聯動,系統生成DWG格式數據管線圖,用cad繪圖軟件打開,與庫聯接即可實現圖和庫的聯動。這樣作業員編輯修改數據庫就直觀方便了。
二、地下綜合管線數據建庫與動態更新技術
1.地下綜合管線數據動態更新的必要條件
地下管線動態更新的過程大致分為:
1)實現過程,包括新建、改建地下管線的規劃、設計、施工、竣工測量、工程竣工資料驗收和歸檔、竣工測量入庫、更新數據的分發服務等過程;
2)管理過程,包括機構建立、職責分配、流程制度、資源配備等;
3)支持過程,包括環境保障、人員培訓、系統維護、數據庫維護等。
2.地下綜合管線數據動態更新技術方法
地下管線數據動態更新一般是通過竣工測量和跟蹤修補測的方法來充實管線數據庫,部分區域采用一次性或者分階段性地下管網普查來獲取管線數據進行建庫,再通過竣工測量和修補測來維護數據庫。由于管線覆土后難以準確測定管點平面位置和高程,城市地下綜合管線數據大多采用竣工測量方式進行動態更新。
地下管線竣工測量又可以根據施測階段分為覆土前測量和覆土后測量兩個步驟,目的都是獲取地下管線的空間信息和屬性信息。管線覆土前測量是在管線鋪設完畢后覆土前進行,主要是測定地下管線特征點的平面位置和管線管頂或管底的高程,并繪制連接關系草圖,記錄管線屬性信息。管線覆土后測量是在管線覆土后,場地平整、與管線配套的建筑物(構筑物)及附屬物修建完畢后進行,主要是測定地下管線建筑物(構筑物)及其附屬物的平面坐標和高程,并繪制管線連接關系草圖,反映管線與周邊地形、 地物的銜接關系。一般施測后需填寫《地下管線竣工測量調查表》,將草圖與成果資料移交內業處理�按照上述管線數據庫更新流程進行入庫更新。
地下管線數據采集常采用的技術有地下管線探測技術和地下管線測量技術。地下管線探測技術,需要使用專業管線探查和實地調查相結合進行。而由于現實環境中,地下管線材質多樣、埋設位置物理條件不一等,在探測中需要采用不同的探測方法和儀器設備,常常需要綜合進行處理,給管線探測帶來一定難度。
三、地下管線數據庫的動態維護
1.地下管線數據庫的動態維護工作內容
管線數據庫動態維護測量,就是平時對原有數據庫及綜合管線圖進行實地管線探測、調查、測量、輸入數據庫、數據資料入GIS庫,把增加的管線進行補入數據庫中,把廢管線和實地挖掉的管線放進歷史數據庫中,同時要處理好新老管線的關系。
地下管線不象地上建筑看的見,其屬性易確定。隨著新的非金屬材料廣泛應用于地下管線建設,埋入地下非金屬材料材質的管線,用電磁感應法根本無法探測到,故應抓住管線施工過程及時采集管線各屬性數據,這些數據是最珍貴的,相對事后探測是最可靠的。所謂管線的竣工測量就是指在管線施工變化過程中采集其管線各屬性數據。外業根據現場情況,將變化的管線屬性調查清楚,將各管線特征點用全野外數據采集方法獲得三維坐標數據。管線竣工測量,應該在管線覆土前進行實地調查和測繪。特殊情況(管線已覆土)可考慮用雷迪系列金屬探測儀用70%法、直接法、夾鉗法探測平面及深度,或用物理辦法進行打鋼釬,但應在數據庫中加以說明。
2.地下管線數據庫的動態維護探測及測量
管線動態維護測量在探測技術方面比竣工測量要求高,可用雷迪系列金屬探測儀用70%法、直接法、夾鉗法探測平面及深度,探測人員要有豐富的探測經驗;對非金屬管線一般用調查明顯點進行,特殊情況可采用探地雷達進行探測,通過雷達波紋圖進行分析判斷管線位置深度。管線竣工測量的方法都可在動態維護測量中運用。
地下管線數據野外數據采集,首先用全站儀在野外采集管線明顯井位、探測點坐標,通過接口把采集數據傳入數據庫,然后把管線各項屬性(埋設時間、權屬單位、埋設方式、管線井位調查深度、管徑、斷面尺寸、形狀、材料、流向、壓力、電壓、電纜孔數、根數以及連接關系等)輸入數據庫。并嚴格檢查數據的準確性(用管線數據庫差錯程序檢查);與原數據庫中的數據、屬性進行接邊。根據管線連接關系,格式化管線特征、附屬物等,使數據庫規范化。在檢查沒有錯誤時可把管線竣工數據追加到信息系統中,并應與老管線連接好,同時應有檢查人員進行檢查。
地下管線點的測量精度是指對探查定位的隱蔽管線點地面標志和對明顯管線點的實地標志的測定誤差。地下管線實際線位中誤差受探查中誤差和管線點測定中誤差的影響。以目前探測儀器和探測技術,要提高精度是比較困難的。但是,管線點的測定是直接對可見標志的測量,以目前的技術完全可以達到很高的精度。因此在規定測定精度時,應該使該項誤差影響小到可以忽略而又不至于因此增加太多的測量工作量為原則。
3.動態維護對管線GIS提出了更高的要求
隨著各個城市對動態維護的重視,在管線普查中欠缺考慮動態維護的一些問題得到了暴露,因此動態維護工作首先考慮的應該是審核原有數據結構是否合理、軟件功能是否完備,對原有數據結構進行調整使之高效、合理。例如管線線庫中應增加線性屬性是否是直線、圓弧、擬合線;應把過渡數據庫中的所有數據自動追加到總庫中,不應該以圖幅為單位;總庫應具有網絡版功能,多人能同時操作同一數據庫等。
動態維護必須新增加的功能:批量增加管線點、增加管線功能;讀取一根管線屬性賦值到新管線上(多條管線上),并顯示新管線屬性情況;平面位置同時可以移動,用坐標輸入或在圖上點取;管線直線上開剃口功能;圖庫聯動功能,平面位置可以坐標輸入或在圖上點取,管線跟隨管線點移動,管線屬性通過點取管線,輸入各種屬性;兩點合一功能,以其中一點為準;判斷下水兩條管線能否順流而下;做一個開關,下水管底所有高程顯示在圖面上;要考慮仍舊埋設在地下的廢舊管線;非直線的管線出圖表示情況;要有對數據庫檢查功能程序,對缺少數據,及錯誤數據進行檢查提示;管線流向應在線庫中以“+ -”號直接輸入,以便生成圖形;進行接邊功能等等。
數據庫自動生成管線圖形軟件應加以完善,提供各種友好的檢索功能,按道路查詢、管徑查詢等等,以及實現三維立體效果,任意斷面的生成。綜合管線圖要根據不同城市具體要求進行生成,每個城市都有自己的特點及要求,因此地下管線數據庫管理軟件要向智能化方向發展。
4.用制度確保地下管線數據庫的動態維護工作
科學的、先進的地下管線管理制度,是城市規劃管理的重要內容。行政部門必須對地下管線從規劃設計,建設施工到最后竣工實施全程管理。對建設施工中的地下管線進行管線的竣工測量是對其有效管理手段。城市規劃部門嚴把規劃審批關,從制度上杜絕違章施工。從測繪服務來講,應提供測繪全程及時服務。大城市地下管線錯綜復雜、縱橫交錯,管線竣工測量是做好管線數據庫動態維護工作最直接、最有效的手段之一。同時管線屬性資料需要得到專業管線單位的配合、合作,與專業管線單位建立和諧融洽的關系,爭取做到利益共享,避免多家單位重復投入。
四、結束語
地下綜合管線數據庫的動態更新與維護,能為城市規劃、建設、國土、市政等部門提供各種信息支持,為市政工程的設計、施工和維護提供了科學依據和服務支撐,是數字城市基礎空間數據庫得以完整、可靠的重要組成保障。
參考文獻:
[1]CJJ61-2003.城市地下管線探測技術規程[S].
[2]張春蘭.城市地下管線信息化建設數據處理方法探討 [J].福建建筑,2009.
關鍵詞:地下管線;探測;管理技術
中圖分類號:TU279文獻標識碼: A
引言
城市地下管線探測工作的開展與經濟發展和城市建設需求緊密相連,經濟發達地區城市化進程較快,由此而暴露的問題也越多,其中城市地下管線建設滯后、已有管線資料信息不全等就是最為棘手問題之一。經濟發展越快的城市開展地下管線探測工作越積極,相反,經濟欠發達的西部地區,絕大多數城市對于此項工作的開展還未提上日程。我國目前地下管線探測工作主要借助地下管線探測儀,結合地電條件,利用有效的物探方法來探尋地下管線的分布。所使用的管線儀多采用國外進口品牌,其工作原理均以電磁場理論和電磁感應定律為基礎,探測對象主要為金屬材質管線。
一、地下管線探測技術的發展與應用
近年來,隨著我國經濟建設的快速發展、城鎮化進程逐漸加快,已有的基礎設施無法與城市建設同步。城市發展的同時,要不斷重復布設各種管線,導致城市地下管線受損而引起的事故呈現逐年上升的態勢。因此,急需建立地下管線空間數據庫,實施動態監測地下管線安全。
地下管線是城市基礎設施的重要組成部分,它是信息、能源、物質傳輸的載體,是城市正常運行和發展的“血管”和“脈絡”,城市的健康發展正是由它們輸送“養分”和排出“雜質”。我國城市地下管線主要有 8 類,即:排水、給水、通信、供電、燃氣、管溝、工業、熱力。據城建統計數據,2009 年我國城市地下管線長達 156 萬公里,可繞地球近 40 圈,這還不包括電信、電力、工業等管線規模。地下管線在城市經濟生活中的重要性也越來越受到城市規劃建設部門的重視,越來越多的城市開展地下管線普查工作。由于城市地下管線歷史原因和管理水平所限、資料檔案管理混亂、地下管線分布不清,給地下管網的管理、建設以及防災減災帶來諸多困難。全面開展地下管線普查工作,填補城市基礎設施職能部門地下管線資料缺失的漏洞,建立城市和企業單位地下管網數據庫,進行動態化管理,是城市建設和防災減災工作中必不可少的內容,對城市的開發、擴建具有重要的現實和戰略意義。
二、地下管線探測技術
在管線測量施工前,全面收集測區歷年已有等級控制資料,包括控制點分布圖、坐標和高程成果表,點之記、技術報告書、已有成果的坐標高程系統、投影面等,還應收集有關地形圖資料。地下管線探測工程中的測量技術核心就是“準”,無論用何種測量方法最終目的一定確保數據采集的準確性,因此地下管線探測中的測量技術可以用中規中矩,平淡無奇來形容。但隨著 GPS 技術的發展以及我國北斗系統在不斷地完善,RTK 技術測量精度必將不斷提高,若在滿足精度的條件下,管線探測中引進 RTK 測量技術將會大大提高數據采集效率。
以某市地下管線探測項目為例,對地下管線測量技術進行闡述。
(一)控制測量
控制測量是指為建立測量控制網而進行的測量工作。它包括平面控制網和高程控制網。
地下管線工程需建立測圖控制網。測圖控制網一般先布設覆蓋全測區的首級網,再根據測圖需要布設若干級加密控制網。
平面控制網通常采用 GPS 網的形式一次布網,也可首級采用 GPS 網的形式,加密網采用導線等常規形式布設。高程控制網一般采用水準網、測距三角高程網的形式布設。
(二)控制網布設
1.布設依據
在某市地下管線探測工程中,平面控制基礎為收集到的測區內 14 個一級GPS 控制點;高程控制基礎為測區內 4 個四等 GPS 點,其高程為三等水準。平面坐標系統采用北京地方坐標系,高程系統采用北京地方高程系。
2.布設方式
平面控制網以收集到的測區內 14 個一級 GPS 點作為首級控制點,然后利用這 14 個 GPS 點在測區內主要路段布設二級或三級導線進行控制網加密,再根據需要以這些等級導線點為起算依據布設圖根點。
高程控制基礎為測區內 4 個四等 GPS 點,其高程為三等水準。由于測區面積大,分布范圍廣,測區內等級控制點需進行四等水準觀測,對需要加密布設的圖根點高程可進行等外水準觀測或測距三角高程法觀測。
3.編號原則
四等:地名+設備類型+點位編號;
一級點:設備類型簡碼+[等級碼]+點位編號;
二級導線:地名簡碼+[等級碼]+點位編號;
三級導線:地名簡碼+[等級碼]+點位號;
圖根導線:線路號+[等級碼]+點位號。
(三)管線點測量
地下管線點的平面位置連測,使用全站儀極坐標解析法進行,測距邊不得大于 150m,定向邊宜采用長邊。
地下管線點的數據采集及編碼。編碼與管線點點號一一對應。
在地下管道測量過程中,所有管線點均是全野外數字采集,隱蔽點以“+”字為中心,明顯點以井蓋中心為中心觀測,地下管道測量時將有氣泡的棱鏡桿立于管線點上,并使氣泡嚴格居中,以保證點位的準確性。
地下管道測量時每一測站均對已測點進行站與站之間的檢查,記錄其兩次結果的差值作為檢查結果,確保控制管線點的定向的正確性。每站檢查點不少于 2 點,重合點坐標差計算的點位中誤差不應大于 5cm,高程中誤差不應大于 3cm,每天測量的重合檢查點,均應對其坐標、高程進行對比,發現問題及時處理。
(四)測繪精度要求
1.地下管線點的測量精度
平面位置中誤差不得大于 5cm,高程測量中誤差不得大于 3cm。
2.地下管線圖測繪精度
地下管線與臨近建筑物、相鄰管線以及規劃道路中心線間距中誤差不得大于圖上 0.5mm。
(五)測量成果質量檢驗
1.隨機抽查測區管線點總數的 5%進行復測。
2.復測點的位置和高程按下式分別計算測量點位中誤差 mcs和高程中誤差mch:
式中 Sci、hci―分別為重復測量的點位平面位置較差和高程較差(cm);
nc―重復測量的點數。
三、地下管線探測工程的質量控制措施
(一)建立質量保證體系(如圖1)
圖1
(二)提高地下管線測量精度的具體措施
1.在具體的城市地下管線探測工作中,管線上下重疊的問題也是時有發生的,如果我們采用的是電磁法進行測量工作,而重疊的管線肯定是會互相干擾的,這是上下管道的異常就會出現疊加的現象,雖然可以對其精確的定位,但是在確定其深度時就可能有較大的誤差,而重疊管線不可能永遠都是重疊的,這時我們就可以在分叉處分別定深,最后計算出重疊出管道的實際深度;
2.城市地下管道的埋設深度對于探測設備的探測質量是有著直接的影響的,特別是當我們采用感應法進行探測工作時,如果管道埋設的深度較深,那么所能接收到的信號就會很微弱,無法保證探測的質量,所以我們應采取變換發射機的擺放姿勢等方式來不斷改善測量的方法;
3.在城市地下管線的實際測量工作中,探測的結果還會受到接收機與管線位置的上方是否出現了偏離、管線的管徑與埋深的比值以及探測點與管線交叉點之間的距離等因素的影響,所以,在我們進行跟蹤和定位探測的過程中,應實時的觀察測量的深度,應剔出異常的深度值,并且在管線交叉點附近不建議探測深度。
結束語
通過以上的論述,我國的城市地下管線系統在城市建設、管理、規劃以及城市居民日常的工作和生活中都發揮著非常積極的作用,保障了我國各城市的正常運作。而在我國科學技術水平和信息技術快速發展的背景下,我們應能對城市地下管線系統的數據進行動態化、信息化的管理,及時地更新數據庫中的內容,通過地下管線測量的工作來保證管線數據庫資料的現勢性和數據庫內容的準確性,從而滿足我國城市現代化建設工作的快速發展。
參考文獻:
[1]孫偉.地下管線探測數據處理及可視化技術研究[D].信息工程大學,2012.
【關鍵詞】城市地下管線;探查;測量;精度
1、引言
城市地下管線是城市基礎設施的重要組成部分,是城市規劃、建設、管理的重要基礎信息。城市地下管線如給水、排水、燃氣、電力、電信、熱力、工業等管線,就像人體內人“血管”和“神經”,日夜擔負著輸送物質、能量和傳輸信息的功能,是城市賴以生存和發展的物質基礎,被稱為城市的“生命線”。隨著城市建設的飛速發展,道路新建或拓寬,新的地下管線將不斷增加,原有的地下管線將被改建或廢棄。目前由于各種原因,城市已有管線未能在覆土前或竣工時及時測量,導致綜合地下管線數據庫未能及時更新,因此加快已有地下管線探測,以保證綜合地下管線數據庫與現狀的一致性,為城市規劃、建設和管理提供實時、準確和可靠的地下管線信息已變得十分重要。本文主要從管線探查、測量、數據錄入幾個方面闡述了如何提高精度控制的一些方法。
2、作業流程
地下管線探測的作業流程是:先在實地調查(探查)出各管線的類別、材質、管徑或斷面、管(溝)內底高、管外頂高、電纜根數、總孔數、已用孔數、電壓、壓力流向等信息,并將特征點在實地標出,然后采用全站儀或RTK測定其三維坐標,再用相關軟件把屬性信息進行錄入后進行圖形編輯,形成綜合管線圖,具體流程如圖1所示。
3、地下管線探測的特點及精度要求
3.1探測特點
特征點全部埋在地下,需用物探的方法才能將特征點的位置標注在地面上,物探時容易探漏。
特征點密度大、數量多,且多種管線平行交叉、探測難度大,測量中由于點距離太近易造成點號混亂現象。
管線探測外業需先完成管線探查后才能做管線測量,對工程的進度有一定影響。
探測精度高。
3.2探測精度要求
城市地下管線探測技術規程要求:(1)地下管轄隱蔽管線點的探查精度:平面位置限差0.10h;埋深限差0.15h(h為地下管線的中心埋深,單位為cm,當h
4、探查精度控制
4.1影響探查精度的因素
一般來說,影響管線探查精度的因素包括人、機具、方法和環境等四個方面。其中人的因素是影響管線探查精度的主要因素。
對于人的因素可通過加強培訓力度,嚴格作業程序,編寫作業細則,統一規范作業方法,采取傳幫帶,實現一對一的模式進行幫扶,并要求作業人員平時工作中勤總結,加強相互交流的辦法來提高人員技能。
對于一般性的機具因素,比如明顯管線調查中使用的鋼尺、L尺可通過對其鑒定或檢校,使其達到精度要求;對于隱蔽管線調查中使用的探測儀、探地雷達儀器則需要進行儀器一致性、穩定性試驗,還要進行方法試驗。
4.2調查精度控制
明顯管線點采用的是開井直接調查的方法,影響該精度的主要是人的因素,其次是丈量工具,可通過加強人員技能培訓、對所使用的器具(鋼尺、L尺)進行檢校來提高精度。此外在實際調查中,還通過強調作業細則比如:是否采用平尺進行埋深數據的讀取、量取井深位置是否正確(管底、管頂的區分)、管塊的埋深是否測至中間管頂等進行過程控制,從而保證了明顯管線點的探查精度。
4.3探查精度控制
隱蔽管線點由于無法直接調查,需借助探測儀、地質雷達等先進儀器進行探查。在探查之前,由于探測儀器本身存在的某種不足,則需要進行探測儀一致性對比試驗,通過在測區內地球物理條件不同的地區及不同種類的已知的管線進行探查方法試驗,找到探測時儀器常用工作頻率和功率、最短收發距、最佳收發距及確定定深修正系數等參數。一般要采取多種方法比對定深,在能準確定深的位置進行探測驗證,以確定是否需要加埋深和平面位置的改正系數,必要時采用開挖驗證,以保證找到適合本地區各種不同管線的探查方法。
另外對同時使用多臺探測儀進行探測時,應進行儀器性能一致性試驗,檢查每臺儀器間探查結果是否一致,確定特殊儀器的修正值。當作業時間較長時,應在開工前、中、后期對儀器穩定性進行檢驗,當儀器性能有變化時,應分析原因,決定對探查成果進行修正或取舍,提高探測精度。
5、測量精度的控制
5.1測量時使用對中桿、小棱鏡,提高對中、照準精度
地下管線測量主要是采用全站儀或RTK直接測量其三維坐標。項目實際實施過程中,采用全站儀時,通過控制測量視距≤150m來保證管線點高程精度,通過采用對中桿進行點位對中,采用小棱鏡提高照準目標精度,以保證其平面精度。平坦開闊地區可使用RTK,聯測3個以上已知平面坐標點,求解平面轉換參數,并通過使用對中桿以提高其平面精度;高程精度在高程異常變化比較平緩的地區,通過聯測6個分布均勻的、能夠覆蓋整個測區的已知高程點,求解高程轉化參數,施測的RTK高程精度能滿足規程要求的精度。
5.2規范管線特征點位置標注
雨水、污水、路燈、電信等明顯管線點相比電力井蓋而言稍微小一些,一般都是單蓋,并且其井蓋幾何中心基本就是該類管線的特征點,基本不存在中心偏移的情況,然而在外業實際調查中,由于作業人員的忽視或操作不規范,管線點位的標注不在井蓋的幾何中心。
由于地下管線井蓋在設計時既要考慮其耐腐蝕性和強度外,還要具有防盜等功能,使得各類管線井蓋比較重。在開井調查時,因為用力作用的原因使得井蓋旋轉180°打開,調查結束后將井蓋蓋回時,卻是直接將井蓋回推過去,這就導致井蓋位置與之前的實際位置發生180°旋轉。管線探測工作是先調查后測量,井蓋在不被第二次打開時,其精度統計滿足要求,但是在檢查時,既要檢查埋深精度又要檢查點位測量精度,勢必要采取重復打開井蓋調查再測量的作業方法,這就會使原來的1號點旋轉180°,實際檢查時測得的點位是2號點處,如圖2、圖3所示。從圖中可以看出,1、2號點之間的距離與幾何中心明顯差了很多,這就是為什么作業人員在點位精度檢查時中誤差滿足規程要求,而在項目最終檢查或驗收檢查時出現點位精度統計超限問題的原因。因此在作業過程中一定要注意,無偏心的井位要標注在幾何中心位置,從而避免井蓋重復打開過程中因井蓋旋轉引起的測量誤差,提高測量精度。
6、數據錄入精度控制
傳統的數據錄入是按照外業調查表或管線草圖,進行內業錄入,經過內業數據錄入這個工序,難免會出現數據錄入錯誤的情況,因此可通過采用電子平板進行數據記錄代替外業調查表進行精度控制,即將錄入軟件安裝在電子平板上,由外業人員現場直接輸入,錄入員與調查員采用數據回報,進行數據確認,實現所調即所得的功能,減少了數據二次輸入發生錯誤的概率,從而保證了成果精度。
關鍵字:地下管線;存在問題;分析
中圖分類號:TU99 文獻標識碼: A
一、目前城市地下管網的現狀及存在問題
以山陽縣為例。該縣地下管網都是按權屬單位分散管理,資料殘缺不全,全縣沒有一套完整的、準確的、系統的地下管網綜合資料,對該縣城市建設工作帶來諸多不便。主要存在以下問題:
1地下管網的資料不全
全縣大部分地下管網沒有統一的坐標、統一的高程系統,沒有完整的地下管網綜合圖紙。在進行管網建設過程中,經常會出現“撞車”現象,給工程建設帶來一定的問題,造成一定的經濟損失。
2地下管線施工相互干擾,浪費現象嚴重
在管網建設過程中,由于管網建設單位來自不同專業和產權單位,在施工中各專業部門不協商各行其道,再加上資料交換的不足,造成一些街巷的管線的反復鋪、挖,路面破壞嚴重,造成不必要的浪費,不能很好的服務于城市生活。
3地下管網建設規劃前瞻性不足
一直以來管網建設速度跟不上城市市政建設,同時舊管網建設年代已久,改遷難度大,加上資料的缺失,施工中將必定受原來管道的制約,沒有一個前瞻性的總體規劃設計,在未來的管網建設,必定埋下諸多隱患。
二、目前解決城市地下管網存在問題的方法及途徑
1加強城市地下管線信息化建設
城市地下管線信息化建設的目標是實現管線信息的應用共享,總體來講,信息化建設主要包括四方面的內容:一是綜合運用地下管線探測技術、測繪技術、數據庫技術和3S技術,建立城市地下管網數據庫;二是綜合運用計算機技術、網絡技術和通訊技術,構建覆蓋各管線權屬單位間、與地下管線相關的各政府只能部門間的高效、快速、通暢的信息網絡系統;三是:加強法規標準建設,完善并規范地下管線信息的收集、整理、分析、利用等工作機制,提高信息質量;四是建設城市地下管線信息共享的技術平臺。為城市地下管線的科學管理與決策、突發事件的預防及應急反應提供技術支撐。加強地下管線的信息化建設就更要做好地下管網的普查工作,為各管線權屬單位提供相關的管線信息服務。地下管線普查的一般步驟為:
(1)收集測區內相關的資料:
資料收集范圍包含測繪資料、管線資料和管線安全信息基本資料
(2)進行管線普查控制網的建立
管線普查網的建立主要是為了管線測量監理首級控制網。根據管線普查的需要建立相應的平面控制網和高程控制網,城市地下管線普查所采用的平面坐標和高程系統必須與當地城市平面坐標和高程系統相一致,并且控制網的布置精度應達到相關的國家標準和行業標準的要求。
(3)對地下管線進行探查
管線的探查是對管線及其附屬設施基本屬性信息和管線安全相關信息進行現場調查從而得到相應的管線信息。管線探查主要分為明顯管線點探查和隱蔽管線點探查。
(4)地下管線的測量
地下管線的測量要遵循《城市地下管線探測技術規程》中的有關規定。地下管線的測量分為已竣工的地下管線測量和未還土的地下管線測量。未還土的地下管線測量,主要是通過直接測定管線的特征點來完成管線的測量工作。已竣工地下管線測量是指所有管線竣工后并已還土的地下管線測量。這 類地下管線測量主要是通過物探的方式將管線特征點反映到地面上,然后施測各種管線特征點,再把各特征點展繪在地形圖上進行編輯。
(5)地下管線普查成果的檢測與繪制
為了提高竣工測量質量,對測繪成果進行多角度檢查驗收。首先,在驗收時不能只采用常規的方法檢查專業管線圖,還要對綜合管線圖進行驗收,因為有些問題極易在綜合管線圖上發現,但在專業管線圖上卻不易發現。再次,我們還要根據管線自身的特點進行檢查。另外,根據各個行業的特點來判斷數據的準確性。在確保測量質量的前提下,編繪地下管線圖,包括綜合管線圖、專業管線圖和放大圖、斷面圖,作為城市管網建設的基本資料,解決城市規劃、設計、施工等方面的問題。
2集中統一管理地下管網
對地下管網進行集中統一設計、統一規劃、統一管理是為了防治在管網建設中出現新的問題。明確城市地下管網是城市公共資源的一個重要部分,屬于全縣人民共有,任何單位、部門只有通過既定的行政許可程序,才能獲得城市地下管網的使用權。對一些單位自主投資建設、管理的城市地下管網,應當按照公平、公正的原則,在對管網價值進行綜合評估以后,由政府將通過有償贖買的形式,逐步將城市地下管網建設和管理權收歸政府專門機構,統一建設、管理和運營。
結束語
城市管網建設是一項“功在當代,利在千秋”的系統系統性工程,在一些發達國家和地區已經形成了較為完備的理論體系和操作流程,積累了先進的管理經驗。而在我國這些理論的形成和實施都還處以摸索階段。本文淺談了城市地下管線建設所存在的問題,對其進行思考,并提出了有效的解決措施,有利于日后城市管網建設的發展,實現“城市血脈”更好的服務于城市生活。
參考文獻
[1]臧其超.城市地下管網建設管理存在的問題探討[J].江蘇水利.2014(S1)