［摘要］本文介紹了北京市電力能源建設測繪工程的基本情況，在各個規(guī)劃電力能源建設區(qū)域，根據(jù)項目需求，采用測繪技術結(jié)合人工現(xiàn)場調(diào)查，在充分利用區(qū)域內(nèi)規(guī)劃、市政市容、城市管理等管理部門及測繪成果的基礎上，通過信息提取、數(shù)據(jù)整合、外業(yè)調(diào)查、數(shù)據(jù)建庫、統(tǒng)計分析等新技術手段，為北京市電力能源建設工程的設計、施工提供所需的全過程測繪成果。

［關鍵詞］電力能源建設；綜合管線測繪；測調(diào)技術；地下管線智能化分析

北京市發(fā)改委發(fā)布《“十三五”時期新能源和可再生能源發(fā)展規(guī)劃》，指出“大力發(fā)展新能源和可再生能源將是優(yōu)化首都能源結(jié)構(gòu)、推動能源綠色智能高效轉(zhuǎn)型的重要戰(zhàn)略舉措”，在此背景下受北京電力經(jīng)濟技術研究院委托，我院承接了北京市電力能源建設測繪工程。本工程遍及北京市全市域，涉及全市１６個轄區(qū)，項目截至２０１８年４月，共計完成１９０８個村、８９．９２萬戶農(nóng)村“煤改電”配套電網(wǎng)，新建、改擴建１１０ｋＶ及以上變電站３８座，電纜線路３００多公里，１２５３處新能源充電場所的綜合管線測繪服務。北京市電力能源建設測繪工程，遍及范圍廣，項目遍及北京市全市域內(nèi)，覆蓋城區(qū)、郊區(qū)、遠山區(qū)，項目各工程設計重點存在差異，對測繪數(shù)據(jù)成果要求多樣，項目建設目標是在施工范圍內(nèi)，采用地下管線探測技術、全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)等技術，在充分利用區(qū)域內(nèi)規(guī)劃、市政市容、城市管理等管理部門及專業(yè)管線單位現(xiàn)有地下管線和基礎測繪成果的基礎上，通過信息提取、數(shù)據(jù)整合、外業(yè)調(diào)查、數(shù)據(jù)建庫、統(tǒng)計分析等新技術手段，查清施工作業(yè)范圍內(nèi)地下管線的位置、基本屬性和數(shù)量特征，建立專業(yè)數(shù)據(jù)庫，形成地下管網(wǎng)綜合成果圖［１－２］。在常規(guī)地下管網(wǎng)綜合圖測繪過程中，一般采用傳統(tǒng)地下管線調(diào)查方式，采用工作底圖＋手工記錄的作業(yè)方法，在作業(yè)人員下井作業(yè)的前提下對各種管線數(shù)據(jù)進行調(diào)查量測，然后再內(nèi)業(yè)利用地下管線錄入系統(tǒng)錄入管線數(shù)據(jù)，最后形成地下管網(wǎng)綜合圖。其作業(yè)方式存在內(nèi)、外業(yè)無法同步進行而效率較低，作業(yè)人員下井調(diào)查存在人員傷亡等安全隱患，由于局部遮擋或淤水等人工無法調(diào)查等不足。在北京市電力能源建設測繪工程中，研發(fā)了“通用信息采集Ａｐｐ”軟件，實現(xiàn)了傳統(tǒng)測繪空間數(shù)據(jù)信息與信息調(diào)查的屬性信息數(shù)據(jù)的有機融合，為“測量”模式向“測調(diào)”模式轉(zhuǎn)型做出了有益的探索；研發(fā)了管線調(diào)查設備“地下管線攝影測量儀”，針對地下管線數(shù)據(jù)采集作業(yè)提供了一種全新的、高效的、安全的數(shù)據(jù)采集的新設備，實現(xiàn)了非進入式井室數(shù)據(jù)采集；研發(fā)了“地下管線數(shù)據(jù)移動采集系統(tǒng)”與“地下管線桌面處理系統(tǒng)”，實現(xiàn)了管線調(diào)查作業(yè)中數(shù)據(jù)處理的內(nèi)外業(yè)一體化，將地下管線數(shù)據(jù)的采集、編輯融為一體，建立起了一體化的工藝流程，大大提高了數(shù)據(jù)采集處理的自動化水平；研發(fā)了地下管線智能化分析軟件，實現(xiàn)了管線信息讀取顯示、撞管分析、三維數(shù)據(jù)顯示，可直觀地了解各類型管線間的相互位置關系及與地面的位置關系，提高管線成果的精確度和可靠性。

１工程技術路線流程

根據(jù)技術設計要求，結(jié)合電力能源建設項目工程區(qū)域的實際情況，本項目的全過程實施經(jīng)過了四個階段，具體流程及各階段工作情況如圖１所示。

１．１前期準備階段

充分了解具體電力能源建設項目的工作需求，依據(jù)項目技術設計書及規(guī)范要求，明確作業(yè)技術流程，配備作業(yè)人員、儀器設備并進行作業(yè)前技術交底。

１．２外業(yè)采集階段

包括傳統(tǒng)控制測量、地形測繪、管線測繪、管線探查及樹木調(diào)查、植被調(diào)查、電力桿塔調(diào)查、變電箱室調(diào)查等信息調(diào)查作業(yè)。

１．３內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理階段

內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理采用我院自主開發(fā)的“地下管線桌面處理系統(tǒng)”，將管線屬性數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)測繪手段采集的空間數(shù)據(jù)及項目相關調(diào)查成果融合處理，形成完整的地下管線綜合測繪成果。

１．４成果檢驗提交階段

按“兩級檢查、一級驗收”的原則對成果進行檢查驗收［３］，作業(yè)人員自查合格后交中隊檢查，中隊檢查人員進行內(nèi)、外業(yè)１００％過程檢查，合格后交分院檢查，分院檢驗人員抽樣３０％的圖幅外查，５０％的圖幅內(nèi)業(yè)檢查并對管線成果中管徑６００ｍｍ以上上水管線（含中水管線）、電力方溝、雨污水方溝、管徑１０００ｍｍ以上雨污水管線、燃氣管線等重要管線進行１００％內(nèi)查，部門總工最后對各工序相關成果進行綜合檢驗和重點外查，以確保成果質(zhì)量。院測繪產(chǎn)品質(zhì)量檢驗中心對成果進行最終驗收，成果無誤后交付甲方使用。

２工程中應用的新技術

２．１測繪技術與屬性調(diào)查技術（測調(diào)技術）

項目在采用常規(guī)測繪技術采集地形、管線及各類要素空間信息，形成傳統(tǒng)測繪成果的基礎上，針對工程設計、施工中關注的電力桿塔、變電箱室（圖２、圖３）等電力設施以及樹木、植被、街面公共設施、臨街店鋪等工程關注點的屬性信息，采用信息調(diào)查手段逐一采集。

２．２地下管線探查技術

包括管線調(diào)查、管線探查兩個部分，管線調(diào)查技術主要應用于地下管線的明顯管線點，采集管線點各類屬性信息及附屬設施的屬性信息。管線探查技術主要應用于探測地下管線隱蔽點，是在管線調(diào)查的基礎上，根據(jù)測區(qū)不同的地球物理條件，選用不同的物探方法和儀器，探測地下管線的平面位置和埋深。（１）地下管線調(diào)查調(diào)查作業(yè)采用我院自主研發(fā)的“地下管線攝影測量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”，系統(tǒng)組成包括兩部分，硬件為基于數(shù)碼鏡頭的“地下管線攝影測量儀”（圖４），軟件為基于Ａｎｄｒｏｉｄ系統(tǒng)移動終端的“地下管線數(shù)據(jù)移動采集系統(tǒng)”（圖５）。（２）地下管線探測［４－９］項目管線地下管線探查作業(yè)主要采用傳統(tǒng)的探測技術，包括電磁感應法、電磁波法、示蹤電磁法、ＣＣＴＶ法、觸探法等。２．３數(shù)據(jù)處理技術（１）測繪數(shù)據(jù)與調(diào)查數(shù)據(jù)融合處理項目在采用傳統(tǒng)測繪技術采集地形、管線及各類要素空間信息，形成傳統(tǒng)測繪成果的基礎上，通過組件式開發(fā)技術開發(fā)Ｃ／Ｓ架構(gòu)的“調(diào)查數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)”，實現(xiàn)傳統(tǒng)ＣＡＤ數(shù)據(jù)與調(diào)查數(shù)據(jù)的疊加融合，形成空間數(shù)據(jù)準確、興趣點屬性完整的Ａｒｃ－ｇｉｓ的．ｓｈｐ格式數(shù)據(jù)，滿足項目設計的多樣要求。（２）地下管線數(shù)據(jù)處理技術使用“地下管線數(shù)據(jù)移動采集系統(tǒng)”實現(xiàn)外業(yè)管線屬性數(shù)據(jù)采集后，內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理采用基于Ｃ／Ｓ架構(gòu)的開發(fā)的“地下管線桌面處理系統(tǒng)”，將屬性數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)測繪手段采集的空間數(shù)據(jù)融合處理，形成完整的地下管線測繪成果。“地下管線桌面處理系統(tǒng)”具備自動處理管線小室、管溝輔助線、排水流向、管線注記等一鍵處理功能，極大提高了數(shù)據(jù)處理效率。同時基于管線規(guī)則庫構(gòu)建技術，實現(xiàn)管線數(shù)據(jù)的自動化檢查，包括完整性檢查、邏輯一致性檢查、要素表達檢查、拓撲檢查、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)檢查。“地下管線數(shù)據(jù)移動采集系統(tǒng)”與“地下管線桌面處理系統(tǒng)”內(nèi)外業(yè)結(jié)合，將管線采集和處理兩個過程通過標準化的數(shù)據(jù)接口緊密結(jié)合在一起，創(chuàng)新了數(shù)據(jù)采集作業(yè)的工藝流程，使得內(nèi)、外業(yè)工作效率成倍提高。系統(tǒng)采用數(shù)據(jù)庫管理數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了一套數(shù)據(jù)，多種成果，可輸出滿足傳統(tǒng)設計要求的二維ＣＡＤ成果（圖６），亦可輸出滿足地下管線三維建模的．ｓｈｐ格式數(shù)據(jù)（圖７）。

３工程中的技術創(chuàng)新點

我院提供的測繪成果為北京電力經(jīng)濟技術研究院及時、保質(zhì)完成相關電力能源建設項目設計、施工提供了有效的技術支撐，大力推進了北京電力能源設施建設，為北京清潔替代能源發(fā)展提供了重要保障，促進了城市低碳節(jié)能發(fā)展，推動了節(jié)能減排，同時對保障能源安全、實施節(jié)能減排也具有重要意義，取得了良好的環(huán)境效益。同時本工程項目有以下幾方面創(chuàng)新：

３．１應用于“測調(diào)”作業(yè)的通用信息采集軟件

開發(fā)了基于Ａｎｄｒｏｉｄ系統(tǒng)的移動端“通用信息采集Ａｐｐ”，應用于移動智能設備，如平板電腦、手機等上。軟件具有如下創(chuàng)新點：（１）支持多源數(shù)據(jù)的疊加，在調(diào)用公開網(wǎng)絡地圖（如天地圖等）的基礎上，可疊加如影像圖、地形圖等專題數(shù)據(jù)，具備實時定位導航功能。（２）可根據(jù)不同采集對象定制不同模板文件，應用于不同類別對象的采集作業(yè)。如采集變電箱（室）信息，根據(jù)采集要求，可任意定制需采集的屬性項，定制任意屬性項的取值類型、取值范圍等；外業(yè)作業(yè)現(xiàn)場可通過方便的調(diào)取不同模板文件實現(xiàn)多種類調(diào)查內(nèi)容的信息采集。（３）同時可通過配置文件方式以“數(shù)據(jù)字典”方式定制任意屬性項的數(shù)據(jù)內(nèi)容。

３．２非進入式的管線井室調(diào)查技術

自主研發(fā)“地下管線數(shù)據(jù)移動采集系統(tǒng)”（圖８）改變了傳統(tǒng)地下管線調(diào)查作業(yè)模式，依據(jù)實時影像，實現(xiàn)管線井室內(nèi)管線屬性數(shù)據(jù)的所見即所得；獲取井室內(nèi)需量測區(qū)域的像片，通過像片數(shù)據(jù)解算模塊解算，進行單像片內(nèi)任意對象尺寸的量測，實現(xiàn)了非進入式地下管線井室測量（圖９）。傳統(tǒng)管線調(diào)查作業(yè)方式主要是通過作業(yè)人員進入到地下管線井室內(nèi)采集相關數(shù)據(jù)，封閉的地下有限空間內(nèi)環(huán)境惡劣，存在諸多危險因素，極易造成的人員傷亡。非進入式的管線井室調(diào)查技術既避免了下井調(diào)查帶來的安全隱患，又解決了由于局部遮擋和淤水等人工無法調(diào)查問題。圖８地下管線數(shù)據(jù)移動采集系統(tǒng)圖９地下管線井室測量

３．３基于全新技術原理的自主研發(fā)設備

我院研發(fā)的“地下管線攝影測量儀”（圖１０）硬件部分由數(shù)碼鏡頭、激光器、光源筆組成，激光器與數(shù)碼鏡頭嚴格物理平行，結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉。移動終端軟件遙控硬件設備并采集像片（圖１１），軟件解算模塊基于近景攝影測量單像片解算原理，配合像片中同光軸平行的激光束影像，通過對影像進行特征點識別與提取，實現(xiàn)影像特征幾何量測屬性的解算，實現(xiàn)了量測的易用、實用。

３．４開發(fā)了地下管線智能化分析軟件

針對設計人員提出使用成果資料中無法顯示三維數(shù)據(jù)、無法讀取顯示管線信息、撞管分析還靠人工判斷分析等問題［１０］，開發(fā)了地下管線智能化分析軟件，該軟件可以讓設計人員方便地通過鼠標操作方式查看井位三維信息進行三維管線設計，軟件生成管線斷面的功能實用性非常強，圖表顯示的斷面圖能夠讓設計人員清晰直觀地了解各類型管線間的相互位置關系及與地面的位置關系（圖１２），對管線的路由設計、改線等具有很好的指導作用，提高了工作效率和精確度。

４結(jié)束語

工程將攝影測量技術應用到地下空間測量工作中，研制了地下空間攝影測量系統(tǒng)，開發(fā)了“城市地下管線數(shù)據(jù)采集處理平臺系列軟件”，提高了下井安全系數(shù)和工作效率；針對設計人員開發(fā)的地下管線智能化分析軟件對管線的路由設計、改線等具有很好的指導作用，提高了管線設計的工作效率和精確度。同時新技術的應用使本工程的測繪成果質(zhì)量得到了很大的提高，縮短了工期，較好地滿足了甲方對測繪成果質(zhì)量及工期的要求。本次新技術在北京市電力能源建設測繪工程中的應用，避免了下井調(diào)查作業(yè)帶來的安全隱患，解決了由于局部遮擋和淤水等人工無法調(diào)查的問題；實現(xiàn)了管線調(diào)查作業(yè)中數(shù)據(jù)處理的內(nèi)外業(yè)一體化，將地下管線數(shù)據(jù)的采集、編輯融為一體，建立起了一體化的工藝流程，大大提高了數(shù)據(jù)采集處理的自動化水平，提高了工作效率，進一步縮短了工程工期；實現(xiàn)了管線信息讀取顯示、撞管分析、三維數(shù)據(jù)顯示，提高了管線成果的精確度和可靠性，使本工程的測繪成果質(zhì)量得到了很大的提高，同時也為地下管網(wǎng)綜合圖測繪開辟了新思路，在業(yè)內(nèi)有較大的推廣運用價值。

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