[發明專利]管道內檢測里程與地理空間坐標雙向校準與擬合的方法

無效

• 申請號: 201410373880.7
• 申請日: 2014-08-01
• 公開（公告）號: CN104141882A
• 公開（公告）日: 2014-11-12
• 發明（設計）人: 李城;冼國棟;余東亮;侯麗娜;張興龍
• 申請（專利權）人: 西安煤航信息產業有限公司
• 主分類號: F17D5/00
• 分類號: F17D5/00;F17D5/02
• 代理公司: 西安新思維專利商標事務所有限公司 61114
• 代理人: 李罡

技術領域

????本發明屬于油氣管道內檢測技術領域，具體涉及一種管道內檢測里程與地理空間坐標雙向校準與擬合的方法。

背景技術

管道內檢測技術，是通過內檢測檢測器（變形、漏磁、超聲等設備）以一定速率從管道的發球筒移動到收球筒，在此過程中，檢測出焊縫、三通、閥門等管道本體信息，以及包括金屬損失、裂紋、凹陷等各種不同類型的缺陷點以及缺陷的特征如長度、深度、寬度。

地理空間坐標，即基于國家測繪基準（西安80坐標系統、WGS84坐標系）的3維坐標（X、Y、Z）/(B、L、Z)。

APDM，ArcGIS管線數據模型，用于收集、存儲和管理與管線（尤其是氣體和液體系統）相關的要素信息。是專門為ESRI地理數據庫而設計的，其中地理數據庫是一種將地理數據作為工業標準的關系型數據庫管理系統（RDBMS）中的要素來進行存儲和管理的對象關系型構架。

考慮絕大部分油氣長輸管線均敷設在地下，諸如西氣東輸、川氣東送、中緬管道等長輸管線所經過地形復雜，橫跨多個省市區。管道在建設過程中，經常忽略管道的精確地理空間坐標，尤其是在八十及九十年代鋪設的老管道。通過內檢測技術，可以得出管線走向及缺陷點的一維里程。但是考慮內檢測檢測誤差，往往100km的平均誤差在1km左右。因此，往往造成缺陷定位開挖修復過程中無法準確定位，進而無法開展管道修復工作。另一方面，通過管道探測技術所得地理空間坐標，只能標定管道的走向，無法精確標定焊縫和缺陷。因為探測技術只能探測埋地管道而無法探測到管道本體上的焊縫和缺陷等其他設施。因此，僅通過其中一種方法是無法準確標定管道走向及缺陷定位，從而無法為管道安全運營提供保障。

發明內容

本發明的目的是提供一種管道內檢測里程與地理空間坐標雙向校準與擬合的方法，可精確定位管道缺陷以及精確標定管道走向。

本發明所采用的技術方案是：

管道內檢測里程與地理空間坐標雙向校準與擬合的方法，其特征在于：

由以下步驟實現：

步驟一：建立基于APDM的內檢測數據庫：

進行內檢測里程與地理空間坐標數據的建模和入庫；

步驟二：硬點匹配：

硬點即同一管道對象既具有內檢測里程，同時具有地理空間坐標；對象可指單一管道要素，或者多個管道要素的組合；通過基于APDM模型的關聯關系，實現硬點匹配；

步驟三：雙向校準：

在相鄰兩個硬點之間，通過線性拉伸算法，實現內檢測與地理空間坐標的雙向校準；

步驟四：校準與擬合展示：

將多個要素的內檢測里程與地理空間坐標在同一視圖不同條帶區域同時展示，動態切換和定位，展示匹配和對齊效果。

步驟二中的硬點匹配通過三種方式實現：

1）單點匹配，即針對單個管道要素進行關聯匹配，實現如既具有內檢測里程同時也有測繪的地理空間坐標的閥門的匹配；

2）批量匹配，即實現同一管道要素的自動匹配，建立在批量匹配算法上；通過設置容差、匹配方式、伸縮比例等參數，實現如彎管的批量匹配；

3）組合匹配，即實現不同要素多個對象組合的匹配，同樣建立在組合匹配算法上，包括設置相對距離、相識度設置；實現如已知相對距離的組合在里程與地理空間坐標的配對；

步驟三中，雙向校準和擬合由以下步驟實現：

1）以硬點的地理空間坐標的精度為準，校準硬點的檢測里程；如硬點由地理空間坐標計算的三維里程為120.24，內檢測里程為121.36，硬點的地理空間坐標不變，內檢測里程校準為120.24；

2）在任意兩個硬點間，利用硬點內檢測的校準里程，通過線性拉伸算法，校準硬點檢測里程范圍內的所有要素；

3）以內檢測檢測要素的數量為準，在任意兩個硬點間，根據檢測要素的校準里程值創建地理空間坐標，從而精確標定管道的走向。

本發明具有以下優點：

本發明應用于長輸油氣管道的地上地下統一定位和校準，通過硬點的確定，在相鄰兩個硬點間利用線性拉伸等算法實現內檢測里程與地理空間坐標雙向校準與擬合。以內檢測檢測要素數量為準校準地理空間坐標成果，以地理空間坐標的三維里程校準內檢測的一維里程。實現精確標定內檢測缺陷點的三維坐標，指導缺陷點的開挖修復工作，保障管道的安全運營。同時實現管道走向的準確詳細標定，精確到每一道焊口，為管道的日常管理提供數據基礎。最后，考慮內檢測里程與地理空間坐標均存在誤差，通過一維里程與三維坐標的校準和擬合，精確并統一管道的實際里程長度。