管道內(nèi)檢測(cè)里程與地理空間坐標(biāo)雙向校準(zhǔn)與擬合的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種管道內(nèi)檢測(cè)里程與地理空間坐標(biāo)雙向校準(zhǔn)與擬合的方法。油氣長(zhǎng)輸管線一般可通過(guò)兩種方法進(jìn)行定位，一種是通過(guò)管道內(nèi)檢測(cè)技術(shù)以一維里程進(jìn)行定位，另一種則通過(guò)管線測(cè)繪以地理空間坐標(biāo)進(jìn)行定位。本發(fā)明通過(guò)建立基于APDM的內(nèi)檢測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)內(nèi)檢測(cè)里程與三維地理空間坐標(biāo)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換；以硬點(diǎn)為基準(zhǔn)，在任意2個(gè)硬點(diǎn)之間通過(guò)線性拉伸算法實(shí)現(xiàn)內(nèi)檢測(cè)里程與地理空間坐標(biāo)的雙向校準(zhǔn)和擬合。本發(fā)明一方面通過(guò)地理空間坐標(biāo)校準(zhǔn)內(nèi)檢測(cè)里程值，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)要素的精確定位，另一方面通過(guò)內(nèi)檢測(cè)檢測(cè)要素的數(shù)量校準(zhǔn)地理空間坐標(biāo)，實(shí)現(xiàn)管道走向的精確標(biāo)定，可指導(dǎo)內(nèi)檢測(cè)缺陷點(diǎn)的開(kāi)挖修復(fù)工作，保障管道的安全運(yùn)營(yíng)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】管道內(nèi)檢測(cè)里程與地理空間坐標(biāo)雙向校準(zhǔn)與擬合的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于油氣管道內(nèi)檢測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種管道內(nèi)檢測(cè)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)】
[0002]管道內(nèi)檢測(cè)技術(shù)，是通過(guò)內(nèi)檢測(cè)檢測(cè)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(dòng)到收球筒，在此過(guò)程中，檢測(cè)出焊縫、三通、閥門(mén)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(lèi)型的缺陷點(diǎn)以及缺陷的特征如長(zhǎng)度、深度、寬度。
[0003]地理空間坐標(biāo)，即基于國(guó)家測(cè)繪基準(zhǔn)(西安80坐標(biāo)系統(tǒng)、WGS84坐標(biāo)系)的3維坐|^(X、Y、Z)/(B、L、Z)。
[0004]APDM，ArcGIS管線數(shù)據(jù)模型，用于收集、存儲(chǔ)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(zhuān)門(mén)為ESRI地理數(shù)據(jù)庫(kù)而設(shè)計(jì)的，其中地理數(shù)據(jù)庫(kù)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(kù)管理系統(tǒng)(RDBMS)中的要素來(lái)進(jìn)行存儲(chǔ)和管理的對(duì)象關(guān)系型構(gòu)架。
[0005]考慮絕大部分油氣長(zhǎng)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(zhǎng)輸管線所經(jīng)過(guò)地形復(fù)雜，橫跨多個(gè)省市區(qū)。管道在建設(shè)過(guò)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(guò)內(nèi)檢測(cè)技術(shù)，可以得出管線走向及缺陷點(diǎn)的一維里程。但是考慮內(nèi)檢測(cè)檢測(cè)誤差，往往10km的平均誤差在Ikm左右。因此，往往造成缺陷定位開(kāi)挖修復(fù)過(guò)程中無(wú)法準(zhǔn)確定位，進(jìn)而無(wú)法開(kāi)展管道修復(fù)工作。另一方面，通過(guò)管道探測(cè)技術(shù)所得地理空間坐標(biāo)，只能標(biāo)定管道的走向，無(wú)法精確標(biāo)定焊縫和缺陷。因?yàn)樘綔y(cè)技術(shù)只能探測(cè)埋地管道而無(wú)法探測(cè)到管道本體上的焊縫和缺陷等其他設(shè)施。因此，僅通過(guò)其中一種方法是無(wú)法準(zhǔn)確標(biāo)定管道走向及缺陷定位，從而無(wú)法為管道安全運(yùn)營(yíng)提供保障。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種管道內(nèi)檢測(cè)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。
[0007]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
管道內(nèi)檢測(cè)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(shí)現(xiàn):
步驟一:建立基于APDM的內(nèi)檢測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù):
進(jìn)行內(nèi)檢測(cè)里程與地理空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)的建模和入庫(kù)；
步驟二:硬點(diǎn)匹配:
硬點(diǎn)即同一管道對(duì)象既具有內(nèi)檢測(cè)里程，同時(shí)具有地理空間坐標(biāo)；對(duì)象可指單一管道要素，或者多個(gè)管道要素的組合；通過(guò)基于APDM模型的關(guān)聯(lián)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)硬點(diǎn)匹配；
步驟三:雙向校準(zhǔn): 在相鄰兩個(gè)硬點(diǎn)之間，通過(guò)線性拉伸算法，實(shí)現(xiàn)內(nèi)檢測(cè)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(gè)要素的內(nèi)檢測(cè)里程與地理空間坐標(biāo)在同一視圖不同條帶區(qū)域同時(shí)展示，動(dòng)態(tài)切換和定位，展示匹配和對(duì)齊效果。
[0008]步驟二中的硬點(diǎn)匹配通過(guò)三種方式實(shí)現(xiàn):
1)單點(diǎn)匹配，即針對(duì)單個(gè)管道要素進(jìn)行關(guān)聯(lián)匹配，實(shí)現(xiàn)如既具有內(nèi)檢測(cè)里程同時(shí)也有測(cè)繪的地理空間坐標(biāo)的閥門(mén)的匹配；
2)批量匹配，即實(shí)現(xiàn)同一管道要素的自動(dòng)匹配，建立在批量匹配算法上；通過(guò)設(shè)置容差、匹配方式、伸縮比例等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)如彎管的批量匹配；
3)組合匹配，即實(shí)現(xiàn)不同要素多個(gè)對(duì)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(duì)距離、相識(shí)度設(shè)置；實(shí)現(xiàn)如已知相對(duì)距離的組合在里程與地理空間坐標(biāo)的配對(duì)；
步驟三中，雙向校準(zhǔn)和擬合由以下步驟實(shí)現(xiàn):
O以硬點(diǎn)的地理空間坐標(biāo)的精度為準(zhǔn)，校準(zhǔn)硬點(diǎn)的檢測(cè)里程；如硬點(diǎn)由地理空間坐標(biāo)計(jì)算的三維里程為120.24，內(nèi)檢測(cè)里程為121.36，硬點(diǎn)的地理空間坐標(biāo)不變，內(nèi)檢測(cè)里程校準(zhǔn)為120.24 ；
2)在任意兩個(gè)硬點(diǎn)間，利用硬點(diǎn)內(nèi)檢測(cè)的校準(zhǔn)里程，通過(guò)線性拉伸算法，校準(zhǔn)硬點(diǎn)檢測(cè)里程范圍內(nèi)的所有要素；
3)以內(nèi)檢測(cè)檢測(cè)要素的數(shù)量為準(zhǔn)，在任意兩個(gè)硬點(diǎn)間，根據(jù)檢測(cè)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。
[0009]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
本發(fā)明應(yīng)用于長(zhǎng)輸油氣管道的地上地下統(tǒng)一定位和校準(zhǔn)，通過(guò)硬點(diǎn)的確定，在相鄰兩個(gè)硬點(diǎn)間利用線性拉伸等算法實(shí)現(xiàn)內(nèi)檢測(cè)里程與地理空間坐標(biāo)雙向校準(zhǔn)與擬合。以內(nèi)檢測(cè)檢測(cè)要素?cái)?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(cè)的一維里程。實(shí)現(xiàn)精確標(biāo)定內(nèi)檢測(cè)缺陷點(diǎn)的三維坐標(biāo)，指導(dǎo)缺陷點(diǎn)的開(kāi)挖修復(fù)工作，保障管道的安全運(yùn)營(yíng)。同時(shí)實(shí)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(cè)里程與地理空間坐標(biāo)均存在誤差，通過(guò)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(shí)際里程長(zhǎng)度。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1內(nèi)檢測(cè)里程與地理空間坐標(biāo)糾正算法模型示意圖。
[0011]圖2內(nèi)檢測(cè)里程與地理空間坐標(biāo)校準(zhǔn)和擬合的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。
[0013]本發(fā)明所涉及的一種管道內(nèi)檢測(cè)里程與地理空間坐標(biāo)雙向校準(zhǔn)與擬合的方法，由以下步驟實(shí)現(xiàn):
步驟一:建立基于APDM的內(nèi)檢測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù):
目前，國(guó)內(nèi)長(zhǎng)輸管道的內(nèi)檢測(cè)一般由PII廠家來(lái)實(shí)施，其數(shù)據(jù)格式也是一種常見(jiàn)的內(nèi)檢測(cè)數(shù)據(jù)格式?；贏PDM的數(shù)據(jù)模型，建立內(nèi)檢測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，導(dǎo)入管道本體(含地理空間坐標(biāo)的管道中心線等管道設(shè)施)，以及PII內(nèi)檢測(cè)數(shù)據(jù)。并利用APDM的關(guān)聯(lián)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)一維內(nèi)檢測(cè)里程(M)與三維地理空間坐標(biāo)(X、Y、Z)的定位及實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換。即同一管道位置即可通過(guò)內(nèi)檢測(cè)里程來(lái)定位，同時(shí)也能動(dòng)態(tài)獲取對(duì)應(yīng)的地理空間坐標(biāo)進(jìn)行定位，反之亦然。
[0014]步驟二:硬點(diǎn)匹配
硬點(diǎn)一同一管道對(duì)象既具有內(nèi)檢測(cè)里程，同時(shí)具有地理空間坐標(biāo)。對(duì)象可指單一管道要素，或者多個(gè)管道要素的組合。
[0015]硬點(diǎn)匹配一針對(duì)同一管道對(duì)象，在內(nèi)檢測(cè)里程與地理空間坐標(biāo)兩者之間通過(guò)標(biāo)識(shí)符的方式進(jìn)行關(guān)聯(lián)。
[0016]硬點(diǎn)匹配一般通過(guò)三種方式實(shí)現(xiàn):
I)單點(diǎn)匹配，即針對(duì)單個(gè)管道要素進(jìn)行關(guān)聯(lián)匹配；如閥門(mén)，既具有內(nèi)檢測(cè)里程同時(shí)也有測(cè)繪的地理空間坐標(biāo)。
[0017]2)批量匹配，即實(shí)現(xiàn)同一管道要素的自動(dòng)匹配，建立在批量匹配算法上；通過(guò)設(shè)置容差、匹配方式、伸縮比例等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)如彎管的批量匹配。
[0018]3)組合匹配，即實(shí)現(xiàn)不同要素多個(gè)對(duì)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(duì)距離、相識(shí)度設(shè)置；如已知相對(duì)距離的組合在里程與地理空間坐標(biāo)的配對(duì)。
[0019]采用批量匹配的方式，完成同層要素的匹配；檢查匹配結(jié)果，對(duì)個(gè)別要素以及批量匹配錯(cuò)誤的要素進(jìn)行單點(diǎn)匹配；批量匹配過(guò)程中，根據(jù)里程和容差，實(shí)現(xiàn)地理空間坐標(biāo)點(diǎn)與內(nèi)檢測(cè)點(diǎn)之間的批量匹配關(guān)系，允許出現(xiàn)空匹配或1:Μ匹配。
[0020]步驟三:相鄰硬點(diǎn)間的雙向校準(zhǔn)
通過(guò)硬點(diǎn)匹配，則在管道全線范圍內(nèi)劃分了任意多個(gè)硬點(diǎn)區(qū)間，在硬點(diǎn)區(qū)間的所有要素均只能通過(guò)內(nèi)檢測(cè)或者地理空間坐標(biāo)來(lái)定位。因此，通過(guò)雙向校準(zhǔn)算法實(shí)現(xiàn)內(nèi)檢測(cè)與地理空間坐標(biāo)的統(tǒng)一和定位。
[0021]雙向校準(zhǔn)算法描述如下:
O以硬點(diǎn)的地理空間坐標(biāo)的精度為準(zhǔn)，校準(zhǔn)硬點(diǎn)的檢測(cè)里程。如硬點(diǎn)由地理空間坐標(biāo)計(jì)算的三維里程為120.24，內(nèi)檢測(cè)里程為121.36。則硬點(diǎn)的地理空間坐標(biāo)不變，內(nèi)檢測(cè)里程校準(zhǔn)為120.24。
[0022]2)在任意兩個(gè)硬點(diǎn)間，利用硬點(diǎn)內(nèi)檢測(cè)的校準(zhǔn)里程，通過(guò)線性拉伸算法，校準(zhǔn)硬點(diǎn)檢測(cè)里程范圍內(nèi)的所有要素。
[0023]3)以內(nèi)檢測(cè)檢測(cè)要素的數(shù)量為準(zhǔn)，在任意兩個(gè)硬點(diǎn)間，根據(jù)檢測(cè)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。
[0024]4)依次類(lèi)推，按管道走向順利依次完成2個(gè)硬點(diǎn)間的雙向校準(zhǔn)，從而實(shí)現(xiàn)全線的內(nèi)檢測(cè)里程與地理空間坐標(biāo)的雙向校準(zhǔn)與擬合
步驟四:匹配與校準(zhǔn)展示:
將多個(gè)要素的內(nèi)檢測(cè)里程與地理空間坐標(biāo)在同一視圖不同條帶區(qū)域同時(shí)展示，動(dòng)態(tài)切換和定位，展示匹配和校準(zhǔn)效果。
[0025]雙向校準(zhǔn)內(nèi)檢測(cè)數(shù)據(jù)及地理空間坐標(biāo)后，即可上傳數(shù)據(jù)，以更新最初的原始數(shù)據(jù)。校準(zhǔn)和擬合狀態(tài)，在數(shù)據(jù)上傳前可以回退或撤銷(xiāo)，一旦上傳后，校準(zhǔn)數(shù)據(jù)為最終保存。最終，實(shí)現(xiàn)內(nèi)檢測(cè)數(shù)據(jù)與地理空間坐標(biāo)的雙向校準(zhǔn)與擬合。
[0026]本發(fā)明的內(nèi)容不限于實(shí)施例所列舉，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通過(guò)閱讀本發(fā)明說(shuō)明書(shū)而對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案采取的任何等效的變換，均為本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
【權(quán)利要求】
1.管道內(nèi)檢測(cè)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(shí)現(xiàn): 步驟一:建立基于APDM的內(nèi)檢測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù): 進(jìn)行內(nèi)檢測(cè)里程與地理空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)的建模和入庫(kù)； 步驟二:硬點(diǎn)匹配: 硬點(diǎn)即同一管道對(duì)象既具有內(nèi)檢測(cè)里程，同時(shí)具有地理空間坐標(biāo)；對(duì)象可指單一管道要素，或者多個(gè)管道要素的組合；通過(guò)基于APDM模型的關(guān)聯(lián)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)硬點(diǎn)匹配； 步驟三:雙向校準(zhǔn): 在相鄰兩個(gè)硬點(diǎn)之間，通過(guò)線性拉伸算法，實(shí)現(xiàn)內(nèi)檢測(cè)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(gè)要素的內(nèi)檢測(cè)里程與地理空間坐標(biāo)在同一視圖不同條帶區(qū)域同時(shí)展示，動(dòng)態(tài)切換和定位，展示匹配和對(duì)齊效果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道內(nèi)檢測(cè)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: 步驟二中的硬點(diǎn)匹配通過(guò)三種方式實(shí)現(xiàn): 1)單點(diǎn)匹配，即針對(duì)單個(gè)管道要素進(jìn)行關(guān)聯(lián)匹配，實(shí)現(xiàn)如既具有內(nèi)檢測(cè)里程同時(shí)也有測(cè)繪的地理空間坐標(biāo)的閥門(mén)的匹配； 2)批量匹配，即實(shí)現(xiàn)同一管道要素的自動(dòng)匹配，建立在批量匹配算法上；通過(guò)設(shè)置容差、匹配方式、伸縮比例等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)如彎管的批量匹配； 3)組合匹配，即實(shí)現(xiàn)不同要素多個(gè)對(duì)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(duì)距離、相識(shí)度設(shè)置；實(shí)現(xiàn)如已知相對(duì)距離的組合在里程與地理空間坐標(biāo)的配對(duì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的管道內(nèi)檢測(cè)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: 步驟三中，雙向校準(zhǔn)和擬合由以下步驟實(shí)現(xiàn): O以硬點(diǎn)的地理空間坐標(biāo)的精度為準(zhǔn)，校準(zhǔn)硬點(diǎn)的檢測(cè)里程；如硬點(diǎn)由地理空間坐標(biāo)計(jì)算的三維里程為120.24，內(nèi)檢測(cè)里程為121.36，硬點(diǎn)的地理空間坐標(biāo)不變，內(nèi)檢測(cè)里程校準(zhǔn)為120.24 ； 2)在任意兩個(gè)硬點(diǎn)間，利用硬點(diǎn)內(nèi)檢測(cè)的校準(zhǔn)里程，通過(guò)線性拉伸算法，校準(zhǔn)硬點(diǎn)檢測(cè)里程范圍內(nèi)的所有要素； 3)以內(nèi)檢測(cè)檢測(cè)要素的數(shù)量為準(zhǔn)，在任意兩個(gè)硬點(diǎn)間，根據(jù)檢測(cè)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。
【文檔編號(hào)】F17D5/00GK104141882SQ201410373880
【公開(kāi)日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2014年8月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月1日
【發(fā)明者】李 城, 冼國(guó)棟, 余東亮, 侯麗娜, 張興龍 申請(qǐng)人:西安煤航信息產(chǎn)業(yè)有限公司