［摘要］本文介紹了北京市電力能源建設(shè)測繪工程的基本情況，在各個規(guī)劃電力能源建設(shè)區(qū)域，根據(jù)項目需求，采用測繪技術(shù)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(chǔ)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(shù)手段，為北京市電力能源建設(shè)工程的設(shè)計、施工提供所需的全過程測繪成果。
［關(guān)鍵詞］電力能源建設(shè)；綜合管線測繪；測調(diào)技術(shù)；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(shù)研究院委托，我院承接了北京市電力能源建設(shè)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(wù)。北京市電力能源建設(shè)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(yuǎn)山區(qū)，項目各工程設(shè)計重點存在差異，對測繪數(shù)據(jù)成果要求多樣，項目建設(shè)目標(biāo)是在施工范圍內(nèi)，采用地下管線探測技術(shù)、全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)等技術(shù)，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(chǔ)測繪成果的基礎(chǔ)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(shù)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(shè)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(shè)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(shè)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(guān)系及與地面的位置關(guān)系，提高管線成果的精確度和可靠性。
１工程技術(shù)路線流程
根據(jù)技術(shù)設(shè)計要求，結(jié)合電力能源建設(shè)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(zhǔn)備階段
充分了解具體電力能源建設(shè)項目的工作需求，依據(jù)項目技術(shù)設(shè)計書及規(guī)范要求，明確作業(yè)技術(shù)流程，配備作業(yè)人員、儀器設(shè)備并進行作業(yè)前技術(shù)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(guān)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?xì)夤芫�等重要管線進行１００％內(nèi)查，部門總工最后對各工序相關(guān)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(yīng)用的新技術(shù)
２．１測繪技術(shù)與屬性調(diào)查技術(shù)（測調(diào)技術(shù)）
項目在采用常規(guī)測繪技術(shù)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(chǔ)上，針對工程設(shè)計、施工中關(guān)注的電力桿塔、變電箱室（圖２、圖３）等電力設(shè)施以及樹木、植被、街面公共設(shè)施、臨街店鋪等工程關(guān)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(shù)
包括管線調(diào)查、管線探查兩個部分，管線調(diào)查技術(shù)主要應(yīng)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(shè)施的屬性信息。管線探查技術(shù)主要應(yīng)用于探測地下管線隱蔽點，是在管線調(diào)查的基礎(chǔ)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(shù)，包括電磁感應(yīng)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(shù)（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(shù)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(chǔ)上，通過組件式開發(fā)技術(shù)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(zhǔn)確、興趣點屬性完整的Ａｒｃ－ｇｉｓ的．ｓｈｐ格式數(shù)據(jù)，滿足項目設(shè)計的多樣要求。（２）地下管線數(shù)據(jù)處理技術(shù)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(shù)，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(dá)檢查、拓?fù)錂z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(biāo)準(zhǔn)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(shè)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(shù)創(chuàng)新點
我院提供的測繪成果為北京電力經(jīng)濟技術(shù)研究院及時、保質(zhì)完成相關(guān)電力能源建設(shè)項目設(shè)計、施工提供了有效的技術(shù)支撐，大力推進了北京電力能源設(shè)施建設(shè)，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(yīng)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(yīng)用于移動智能設(shè)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(luò)地圖（如天地圖等）的基礎(chǔ)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(dǎo)航功能。（２）可根據(jù)不同采集對象定制不同模板文件，應(yīng)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(shù)
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(guān)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(shù)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(shù)原理的自主研發(fā)設(shè)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(yán)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(shè)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(shè)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(shè)計人員方便地通過鼠標(biāo)操作方式查看井位三維信息進行三維管線設(shè)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(shè)計人員清晰直觀地了解各類型管線間的相互位置關(guān)系及與地面的位置關(guān)系（圖１２），對管線的路由設(shè)計、改線等具有很好的指導(dǎo)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(shù)應(yīng)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(shè)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(shè)計、改線等具有很好的指導(dǎo)作用，提高了管線設(shè)計的工作效率和精確度。同時新技術(shù)的應(yīng)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(shù)在北京市電力能源建設(shè)測繪工程中的應(yīng)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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