毕业设计（论文）-浅谈城市地下管线测量.doc

龙岩学院资源工程学院毕业论文题 目： 浅谈城市地下管线测量 专 业： 测绘工程 班 级： 11级测绘 学 号： 2011092630 姓 名： 沈书桢 指导教师： 邹丹 职称： 讲师 浅谈城市地下管线测量资源工程学院 测绘工程2011092630 沈书桢 指导老师 邹丹 【摘要】由于城市道路网的复杂性，城市地下管线往往错综复杂。为了适应城市的健康发展，对城市地下管线普查已迫在眉睫。本文主要研究城市地下管线的测量，提出所得到的经验及合理化的建议。【关键词】地下管线 管线测量目 录1引言11.1研究背景11.2主要内容1 1.2.1地下管线探测1 1.2.2任务分解21.3坐标系统22地下管线探测22.1图根控制测量3 2.1.1观测使用的方法及设备3 2.1.2图根标志的埋设3 2.1.3网络RTK图根控制布设4 2.1.4各项限差与实际测量结果比较42.2地下管线探查4 2.2.1地下管线探查方法5 2.2.2管线点点号及标记5 2.3管线点测量6 2.3.1观测使用的方法6 2.3.2外业采集数据的内容62.4管线数据处理6 2.4.1投入的仪器设备及软件6 2.4.2内业处理72.5质量精度统计7 2.5.1明显管线点精度分析与统计8 2.5.2隐蔽管线点精度分析与统计8 2.5.3管线点测量精度分析与统计93经验总结9 3.1管线测量的局限性9 3.2提高地下管线测量质量的措施104结语及建议105致谢词116参考文献121引言1.1研究背景城市的发展，城市地下管线也会随之进行新增或改造。为了更加清楚地了解地下管线的位置和分布，国务院办公厅发布关于加强城市地下管线建设管理的指导意见，对城市地下管线进行普查。以龙岩市为例，基于龙岩市目前的地下管线数据建设情况，充分利用已建设的数据资源和技术，对龙岩市地下管线进行系统的摸底探测，建立综合地下管线数据库，制定相应机制，使地下管线数据库能够更新维护。1.2主要内容1.2.1地下管线探测龙岩市地下管线普查区域55.8平方公里，道路总长130。根据项目要求，地下管线普查探测范围为探测区域内红线道路和宽度大于6米的街巷沿线综合管线。住宅、机关单位、工厂、院校等内部的管线、旧街区或施工中的小区内部不查，但对经过非普查区的市政主干线也需要测量，做到让主干管线连续。通过对普查区域探测，龙岩市管线分为7大类18小类，其中包括：给水、排水(雨水、污水)、天然气、电力、（供电、路灯）、通讯（电信、移动、联通、网通、铁通、军用、电视、信号、电通、监控）、工业（石油）、不明管线等。图1龙岩市地下管线普查范围1.2.2任务分解项目运用“分片实施、滚动推进”实施模式，本次普查城区为55.8平方公里。我们把普查区域分为6个片区，由4个项目组同步实施推进。完成的各片区主要道路包括：01片区：龙川（北、西、中、东）路；陵园路；和平路；北环东路；北环西路；九一北路；解放南路；军民路等。02片区：工业西路、凤凰路、解放北路、东兴路、登高东路、龙腾北路、双洋路、交易城等。03片区：龙腾路、龙岩大道、九一南路、西安南路、溪南路、漕溪路、莲庄北路、莲东路、罗龙路、人民路、西陂路、登高路、莲西路、华莲路、南环西路、东宝山路、莲南路等。04片区：北三环、青云路、民园路、园三路、园八路、园十二路、青竹路、龙腾北路等。05片区：东肖北路、龙腾南路、龙工路、曲潭路、兴业路、等。06片区：龙岩大道、曹溪中路、龙腾中路、金鸡路、双龙路、乘风路、莲庄路、东肖北路等。图2 龙岩市市政道路管线普查区域分布图 1.3坐标系统平面：龙岩地方坐标系高程：1985国家高程基准。2地下管线探测2.1图根控制测量2.1.1观测使用的方法及设备图根控制测量采用网络RTK控制形式，根据图根点的等级进行布设；当使用GNSS RTK受到限制时，则采用全站仪方式布设图根导线。投入的仪器设备：表1 仪器配备表设备名称型 号数 量南方RTK灵锐S867台托普康全站仪Topcon GTS-3002LN3台徕卡全站仪LeicaTS02-54台数字水准仪Leica sprinter1台以上仪器均经过计量检定机构检定，在有效期内，可以对其进行使用。2.1.2图根标志的埋设控制点的地面标志，控制点的埋设采用统一规格的不锈钢钉砸入沥青地面或在水泥地面上划“十”字，标注于地形图上并做概略点之记。标志类型及尺寸如下图所示。图3 不锈钢钉标志图4十字丝标志2.1.3网络RTK图根控制布设(1) 选点点位所在的区域都被中国移动网络信号有效覆盖；视野开阔，视场内连续障碍物的高度角不大于15；远离微波塔、天线等大功率无线电发射源以及不要靠近高压电线路；有着便利的交通，并有利于其他测量手段的扩展。(2) 观测架设三角架，安置RTK接收机，对中整平；RTK测量采用2个时段，共施测4测回； 观测值在得到网络RTK固定解，且收敛稳定后开始记录；作业时间避开中午（11：00-15：00）强电磁干扰时段。(3) 内业计算A. 图根平面坐标计算利用GNSS综合服务系统坐标转化软件，根据外业采集的WGS-84坐标系成果转化为龙岩地方坐标系成果；B. 图根控制点平面和高程成果在限差之内取各测回结果的平均值，否则重新观测。2.1.4各项限差与实际测量结果比较(1) 一级检查图根控制点过程检查使用全站仪测量相通视的两点，通过距离和三角高程检测图根控制点平面精度和高程精度。表2一级检查图根控制点检核精度统计表图根控制点总数1164检核边数116重复量测比例15规定检查比例10测距中误差1.1cm允许测距中误差2.0cm边长较差的相对中误差1/10000允许边长较差的相对中误差1/4000高差较差中误差1.2cm允许高差较差中误差9.58cm(2) 二级检查图根控制点最终检查采用GNSS重测比较法，进行检测RTK平面精度和高程精度。表3二级检查图根控制点检核精度统计表图根控制点总数1164检核总点数120重复量测比例15%规定检查比例10平面点位中误差1.3cm允许平面点位中误差5.0cm高程点位中误差1.2cm允许高程点位中误差10.0 cm2.2地下管线探查投入的探测设备表4仪器配备表设备名称型 号数 量管线探测仪RadioDection RD40001台管线探测仪RadioDection RD70002台管线探测仪RadioDection RD80004台根据本片区的地球物理特征和管线分布情况，对投入使用的23台探测仪在龙岩大道、凤凰路、东肖北路、园十二路等道路上进行了管线探测仪一致性和方法试验。通过检验，能够使用这些仪器。2.2.1地下管线探查方法地下管线点分为明显点和隐蔽点，明显点即各类管线的水井、人孔以及地面上的闸阀等。隐蔽点即在地下需仪器探测的管线点。（1）明显管线点的调查方法对明显管线点均根据技术规定的要求到实地开井量测其不同方向的埋深和井底深度,并在实地定位编号。本测区的给水检修井、排水检修井、电缆沟、通讯人孔、手孔等基本上采用这种方法获取数据。调查中对于一井有多个方向的均逐个量取，并在现场查清各类管线的类型、管径、材质、起止走向以及同类管线的连接关系。在此基础上确定采用探测仪探测的管线段。采用钢卷尺、卡尺、刻度棒等工具直接调查管线的埋深、管径、断面尺寸、孔径等属性数据。分别有开盖调查法和L杆丈量法。开盖调查法：使用铁钩、撬棍、井盖起吊仪，打开窨井盖，埋深、管径、断面尺寸、孔径等属性数据。 L杆丈量法：排水管线由于检修井较多，在现场就可以进行调查，根据其埋设较深的特点，其调查的方式就是利用“L”尺直接量测，直接读出其管线数据。（2）隐蔽管线点的探测方法对于金属管线及管埋（或块埋）电力、电信电缆的隐蔽点，根据调查的情况，使用管线探测仪进行定位和定深。探测仪适用于金属管道、电力电缆、通讯电缆的探测。探测使用方法有夹钳法、感应法及无源法。感应法： 作业中常用的一种探查方法，主要用于给水等金属管线探查，该方法操作灵活、方便、效率高、效果好。主要运用于如东兴路、203省道、民园路周边道路等区域路段，适用目标管线所处区域管线单一、干扰较少时使用。夹钳法：用于电缆类管线或直径较小且有出露点的金属管线探查。多用在于人民路、登高路、龙腾路等路段的讯通、电信等通讯类管线在拐弯处未设检修井等情况的探查，利用管线仪配备的夹钳，对管线进行定位、定深。工频法该方法用来探查电力管线，是一种简便、快速的方法；也可以在管线密集地段使用此方法排除电力管线，从而判断目标管线位置。直接用接收机电缆电源频率，对电力管线进行定位。2.2.2管线点点号及标注管线点外业点号采用管线号+时间+顺序号，管线点编号做到点号唯一。为了保证探查管线点位能较长时间不毁失，点位的实地标注采用统一规格的铁钉（硬化路面）、木桩（沙、土路面）打入地面至平，中心记“”，在附近能长期保存的地方将点号标记出来。2.3管线点测量2.3.1观测使用的方法（1） 本次管线点采集用测区内布设的图根控制点作为起算数据，因通视困难需要测设支导线点时，布设不多于三条边、总长度不超过450米的支导线，水平角、垂直角施测一测回，仪器高和镜高用钢卷尺量测，读数至毫米。（2） 实测中，对所用控制点或支点（包括仪器测站点和后视点）进行检核后使用，采用距离检验或正反觇坐标比对校验。（3） 地下管线点测量采用全站仪测记的方式，极坐标法、盘左半测回测定，测高精确至mm。仪器设备投入有：表5仪器配备表设备名称型 号数 量托普康全站仪Topcon GTS-3002LN3台徕卡全站仪LeicaTS02-54台2.3.2外业采集数据的内容利用全站仪对地下管线点的平面坐标、地面高程进行测量，记录各设站点仪器高及管线点觇标高，采集各管线点的斜距、水平角、垂直角。2.4管线数据处理2.4.1投入的仪器设备及软件投入的仪器设备如下表6，表6 仪器配备表设备名称型 号数 量台式计算机戴尔、宏基等35台便携式计算机戴尔、IBM、华硕等7台打印机Canon LBP 2900、HP系列5台绘图仪HP Designjet T770 24in HPGL21台软件配备如下表7,表7 软件配备表软件名称类 型Cass地形图编辑软件Access数据库软件管线数据外业系统外业数据处理平台2.4.2内业处理内业人员对录入的外业成果数据，进行100%校对，确保录入后的数据与外业资料完全一致。根据本次工程数据要求，使用龙岩管线数据外业系统软件，最终提交成果符合规程规定，保证数据格式一致，成果完整。 数据计算(1) 计算前检查各外业测点编号是否标准，否则进行更正；(2) 各控制点及支点有检核(3) 各外业测点编号无误后，进行管线点坐标结算；(4) 检核均无误后，生成管线点坐标TXT文件，进入下一步的数据处理阶段。 工程设置(1) 进入管线数据处理系统设置本工程详细信息，包括工程编号、项目名称、建设日期等必填信息；(2) 建立管线种类（如YS、WS、JS、DX等）；(3) 建立测量坐标库。 数据导入(1) 按管线种类导入物探成果表；(2) 按管线种类物探成果表生成相应管种点表（XX_POINT）和线表(XX_LINE)；(3) 管线点坐标TXT文件导入测量坐标库。 编辑处理(1) 点库坐标补充：把测量库中的坐标补充道点库中；(2) 管点连线：按照点、线表的拓补关系自动生成管线图。 图面整理(1) 管线标注：自动标注出管点点号、线属性值，如果自动标注的位置欠佳（如存在点号压盖现象），对注记进行人工拖动。(2) 自动插入排水流向；(3) 对于管线密集区进行管线扯旗；(4) 生成横纵断面图。 数据检查(1) 孤点检查：检查孤立的没有连线的点位；(2) 孤线检查：检查没有进行分支的管线；(3) 重复对象检查：检查数据重复的管点或管线；(4) 高程异常检查：检查高程超出一定范围值的管点；(5) 必填属性检查：检查工程设置中一些必需填写的属性；(6) 异常属性检查：检查高程、断面尺寸、材质数据值异常的管线及管点；(7) 管点移位检查：检查管点是否有人工移动；(8) 变径点检查：检查有压管线不同管径两段的节点，其点性是否已赋为变径点；(9) 有压管检查：检查埋深埋深过深过浅值及检查管径在逻辑上的不符项；(10) 无压管检查：检查管线的倒流情况、检查管线由大管流向小管的不合理情况。其中，必填属性检查、异常属性检查为必查项。 成果输出(1) 报表输出：管线图按任意图幅输出EXCEL表；(2) 图形输出：管线数据按任意图幅成图输出；(3) 数据库输出：管线图按任意图幅输出数据库。 数据统计主要统计管线类别、管点个数、管线长度的统计等。2.5质量精度统计2.5.1明显管线点精度分析与统计(1)一级检查本次探查明显管线点86890个，过程检查重复量测检查明显管线点4605个，占总数的5.29。表8 明显管线点重复量测精度统计表明显管线点总数86890重复量测总数4605重复量测比例5.29规定检查比例5埋深量测中误差2.1m允许埋深量测中误差2.5cm(2)二级检查本次明显管线点的最后结果是，重复明显管线点4572点，为明显管线点总数的5.26。表9明显管线点重复量测精度统计表明显管线点总数86890重复量测总数4572重复量测比例5.26规定检查比例5埋深量测中误差2.0cm允许埋深量测中误差2.5cm2.5.2隐蔽管线点精度分析与统计(1)一级检查本次探测隐蔽管线点63468个，过程检查重复探测隐蔽管线点3364个，占总数的5.3。表10 隐蔽管线点重复探测精度统计表隐蔽管线点总数63468重复量测总数3364重复量测比例5.3规定检查比例5平面位置中误差2.8cm允许平面位置中误差5.5cm埋深量测中误差6.4cm允许埋深量测中误差7.9m(2)二级检查本次隐蔽管线点最后得到的结果是，重复探测隐蔽管线点3247点，占隐蔽管线点总数的5.1。 表11 隐蔽管线点探测精度统计表隐蔽管线点总数63468重复探测点数3247重复探测比例5.1要求重复探测比例5.0平面位置中误差2.71cm允许平面位置中误差5.3cm埋深中误差6.58cm允许埋深中误差8.0cm开挖、钎探验证点数717开挖、钎探验证比例1.1要求开挖验证比例1开挖、钎探验证超限点数21开挖、钎探验证超差比例2.9允许开挖验证超差比例10.02.5.3管线点测量精度分析与统计(1)一级检查本次共施测管线点150358点，过程检查重复测量比对管线点7969点，占管线点总数的5.3。表12 管线点重复测量精度统计表管线点总数150358重复测量点数7969重复测量比例5.3规定重复测量比例5.0平面测量中误差2.6cm允许平面测量中误差5.0cm高程测量中误差1.3cm允许高程测量中误差3.0cm(2)二级检查本次管线点测量精度最终检查，重复测量比对管线点7684点，占管线点总数的5.11。表13 管线点重复测量精度统计表管线点总数150358重复测量点数7684重复测量比例5.11规定重复测量比例5平面测量中误差3.16cm允许平面测量中误差5.0cm高程测量中误差1.32cm允许高程测量中误差3.0cm3经验总结3.1管线测量的局限性采用顶管工艺施工的污水管时，管道较深，管径较大，目前的探查技术无法对该类管线进行探测。对于大部分未启用的顶管，管位采用下井实测；对于已启用无法下井的，现场测定井位，并参考管线竣工图（或设计图）后确定管位，此部分管线标注“顶管”，并备注说明。当管道为非金属材质，无法使用常规探测仪进行探测。该类管线通过邀请管线权属单位技术人员到现场定位，并参考管线竣工图（或设计图）对关键点进行开挖或钎探验证。对于新增部分，现场跟踪测量。此部分管线成果在成果中用。而道路新增和改造管线时，测区不知道何时何地新增或改造管线。对此，应建议尽快出台法规，建立施工单位与勘测单位通报制度，确保管线单位在管道铺设施工时，及时与勘测单位进行沟通，以做好管线跟踪测量。3.2提高地下管线测量质量的措施通过地下管线探测，我们可以得到地下管线的现状资料。而为了做到不遗漏探查地下管线，我们可以在工作开展前，从各相关单位收集地下管线相关资料；同时，对地下管线实地调查及对测区地下管线扫描与搜索（即盲测扫描搜索）；最后，在管线数据成果入库前，邀请各专业管线权属单位技术人员进行管线审图。对于管线探测成果的质量管理，在探测成果数学精度检验的同时，更应关注管位的漏、错问题。因此，我们应该把更大的精力投入到管位探测的漏、错的检验方面。我们可以采取以下方法提高管线测量的质量：（1）作业前技术要求首先要求各项目组关注避免管线错漏；（2）充分收集管线单位资料，包括设计资料、施工资料、竣工资料、管线信息系统数据等；（3）探测疑难地段，邀请管线单位相关人员到现场对管位进行指引；（4）现场检验重点：加强现场对道路横纵断面的平行搜索，管位转弯处的圆形搜索，路口的管线追踪等工作，防范管线遗漏；（5）探测成果邀请管线单位相关人员进行审图，重点检查管位有无漏、错。4结语及建议城市地下管线测量的重要性不言而喻，一个城市要实现查清地下管线的现状，则要建立一套完整的、科学的、准确的地下管线管理体系，对城市地下管线进行测量工作。而由于我国城市地下管线测量技术还有一些欠缺，城市中还存在地下管线不明的现状，测量时，或人为或使用方法的不当，使得管线测量效率受到一定的约束。因此，我们对其进行以下建议，建议如下：（1）如果测区周围受高大建筑物或者树木遮挡，这个时候我们选择全站仪进行测量，将全站仪架设在控制点上测量出拐点及高程变化点的坐标和高程。（2）如果测区空间空旷，不受遮挡，那么可以使用 RTK来测量管线。按照顺序挨个点测量即可，测量完毕后将数据导出，利用绘图软件将数据展绘到图上。（3）制定长效机制的配套制度，强化依法管理，如:1)龙岩市城市地下管线管理办法；2）龙岩市城市地下管线工程竣工测量规定；3）龙岩市城市地下管线信息更新与共享管理办法。若管理需要还可以增加相关政策和办法。相信伴随着时代的进步，会有越来越多的高科技测绘技术出现，测量地下管线将不再是件难事。5 致谢词时间过得真快，大学四年的学习即将结束。在经历了长时间的资料收集、整理和论文修改到最终论文的完成，我得到了许多的帮助，因此，我要向他们表达诚挚的谢意。首先，我要感谢我的指导老师，邹丹老师。邹老师是一个很随和的人，无论工作如何繁忙，当我们论文需要指导时，邹老师总会放下工作指导我们，认真地批改我们的论文，给我们提供了许多指导性的意见，使我的写作能够顺利的进行。其次，我要感谢这四年来与我互勉互励的诸位同学，他们的关心和鼓励让我能够度过一个生动的大学四年，我们争执过，也一起开心过，我会永远记住我们之间的友谊。同时，我要感谢我的家人，他们总是无条件的支持我，鼓励我。最后，感谢龙岩学院和资源工程学院的各位老师们，感谢母校的栽培，感谢各位老师的传道解惑，老师们的谆谆教诲我终生难忘。祝老师们身体健康，工作顺利。参考文献1 郑国军.对城市地下管线测量技术的应用研究B.大科技，2013，228.2 吴克友 严小平