[發(fā)明專利]管道內(nèi)檢測里程與地理空間坐標(biāo)雙向校準(zhǔn)與擬合的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410373880.7
• 申請日: 2014-08-01
• 公開（公告）號: CN104141882A
• 公開（公告）日: 2014-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李城;冼國棟;余東亮;侯麗娜;張興龍
• 申請（專利權(quán)）人: 西安煤航信息產(chǎn)業(yè)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(biāo)事務(wù)所有限公司 61114
• 代理人: 李罡

技術(shù)領(lǐng)域

????本發(fā)明屬于油氣管道內(nèi)檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種管道內(nèi)檢測里程與地理空間坐標(biāo)雙向校準(zhǔn)與擬合的方法。

背景技術(shù)

管道內(nèi)檢測技術(shù)，是通過內(nèi)檢測檢測器（變形、漏磁、超聲等設(shè)備）以一定速率從管道的發(fā)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(biāo)，即基于國家測繪基準(zhǔn)（西安80坐標(biāo)系統(tǒng)、WGS84坐標(biāo)系）的3維坐標(biāo)（X、Y、Z）/(B、L、Z)。

APDM，ArcGIS管線數(shù)據(jù)模型，用于收集、存儲和管理與管線（尤其是氣體和液體系統(tǒng)）相關(guān)的要素信息。是專門為ESRI地理數(shù)據(jù)庫而設(shè)計的，其中地理數(shù)據(jù)庫是一種將地理數(shù)據(jù)作為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（RDBMS）中的要素來進(jìn)行存儲和管理的對象關(guān)系型構(gòu)架。

考慮絕大部分油氣長輸管線均敷設(shè)在地下，諸如西氣東輸、川氣東送、中緬管道等長輸管線所經(jīng)過地形復(fù)雜，橫跨多個省市區(qū)。管道在建設(shè)過程中，經(jīng)常忽略管道的精確地理空間坐標(biāo)，尤其是在八十及九十年代鋪設(shè)的老管道。通過內(nèi)檢測技術(shù)，可以得出管線走向及缺陷點的一維里程。但是考慮內(nèi)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(fù)過程中無法準(zhǔn)確定位，進(jìn)而無法開展管道修復(fù)工作。另一方面，通過管道探測技術(shù)所得地理空間坐標(biāo)，只能標(biāo)定管道的走向，無法精確標(biāo)定焊縫和缺陷。因為探測技術(shù)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(shè)施。因此，僅通過其中一種方法是無法準(zhǔn)確標(biāo)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(fā)明內(nèi)容

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

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

管道內(nèi)檢測里程與地理空間坐標(biāo)雙向校準(zhǔn)與擬合的方法，其特征在于：

由以下步驟實現(xiàn)：

步驟一：建立基于APDM的內(nèi)檢測數(shù)據(jù)庫：

進(jìn)行內(nèi)檢測里程與地理空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)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(nèi)檢測里程，同時具有地理空間坐標(biāo)；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(guān)聯(lián)關(guān)系，實現(xiàn)硬點匹配；

步驟三：雙向校準(zhǔn)：

在相鄰兩個硬點之間，通過線性拉伸算法，實現(xiàn)內(nèi)檢測與地理空間坐標(biāo)的雙向校準(zhǔn)；

步驟四：校準(zhǔn)與擬合展示：

將多個要素的內(nèi)檢測里程與地理空間坐標(biāo)在同一視圖不同條帶區(qū)域同時展示，動態(tài)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(xiàn)：

1）單點匹配，即針對單個管道要素進(jìn)行關(guān)聯(lián)匹配，實現(xiàn)如既具有內(nèi)檢測里程同時也有測繪的地理空間坐標(biāo)的閥門的匹配；

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

3）組合匹配，即實現(xiàn)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(shè)置相對距離、相識度設(shè)置；實現(xiàn)如已知相對距離的組合在里程與地理空間坐標(biāo)的配對；

步驟三中，雙向校準(zhǔn)和擬合由以下步驟實現(xiàn)：

1）以硬點的地理空間坐標(biāo)的精度為準(zhǔn)，校準(zhǔn)硬點的檢測里程；如硬點由地理空間坐標(biāo)計算的三維里程為120.24，內(nèi)檢測里程為121.36，硬點的地理空間坐標(biāo)不變，內(nèi)檢測里程校準(zhǔn)為120.24；

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

3）以內(nèi)檢測檢測要素的數(shù)量為準(zhǔn)，在任意兩個硬點間，根據(jù)檢測要素的校準(zhǔn)里程值創(chuàng)建地理空間坐標(biāo)，從而精確標(biāo)定管道的走向。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

本發(fā)明應(yīng)用于長輸油氣管道的地上地下統(tǒng)一定位和校準(zhǔn)，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(xiàn)內(nèi)檢測里程與地理空間坐標(biāo)雙向校準(zhǔn)與擬合。以內(nèi)檢測檢測要素數(shù)量為準(zhǔn)校準(zhǔn)地理空間坐標(biāo)成果，以地理空間坐標(biāo)的三維里程校準(zhǔn)內(nèi)檢測的一維里程。實現(xiàn)精確標(biāo)定內(nèi)檢測缺陷點的三維坐標(biāo)，指導(dǎo)缺陷點的開挖修復(fù)工作，保障管道的安全運營。同時實現(xiàn)管道走向的準(zhǔn)確詳細(xì)標(biāo)定，精確到每一道焊口，為管道的日常管理提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。最后，考慮內(nèi)檢測里程與地理空間坐標(biāo)均存在誤差，通過一維里程與三維坐標(biāo)的校準(zhǔn)和擬合，精確并統(tǒng)一管道的實際里程長度。