數(shù)字化地下管線測量的研究

管斌

摘 要：地下管線的測量對城市建設(shè)的發(fā)展有著重要的意義，提高數(shù)字地下管線測量的精度可以避免地下管道事故的發(fā)生，進(jìn)而提高管道的安全性，減少不必要的損失。簡要地概括、說明了地下管線測量工作，闡述了造成數(shù)字地下管線測量誤差的原因，提出了提高數(shù)字地下管線測量精度的方法和相關(guān)措施。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化；地下管線；測量；精度

中圖分類號(hào)：TU990.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.02.085

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市化進(jìn)程越來越快，城市建設(shè)發(fā)展得十分迅速，地下管線的鋪設(shè)數(shù)量持續(xù)上升。但是，由于新舊管線的布局非常復(fù)雜，如果施工方案不合理，就容易引發(fā)安全事故，所以，有效提高地下管線的測量精度是目前工作人員需要解決的主要問題。

1 地下管線測量

地下管線測量主要是測量技術(shù)人員測量地下管道的分布情況和地點(diǎn)。測量工作主要分成兩部分：①對地下管線的起點(diǎn)、終點(diǎn)、轉(zhuǎn)點(diǎn)、分支和變徑等特征點(diǎn)實(shí)行物理勘測，勘測、量度地下管道的特征點(diǎn)與地表的實(shí)際距離，即測量地下管道的掩埋深度。②勘測地下特征點(diǎn)的坐標(biāo)和高程。由于城鎮(zhèn)區(qū)域內(nèi)許多地表建筑存在遮掩的情況，所以，數(shù)字化地下管線的測量一般都采取GPS—RTK布設(shè)控制，而且運(yùn)用全站儀、使用極坐標(biāo)方法測量數(shù)字和采集管線點(diǎn)、相關(guān)地物點(diǎn)。此外，在進(jìn)行相關(guān)測量時(shí)，地下管線測量人員應(yīng)該全面檢查管線的種類、大小、材質(zhì)和管徑等管線性質(zhì)。

地下管線的勘測一般使用地下管線探測儀。為了滿足城市建設(shè)的需要，查清復(fù)雜的地下管線的情況，及時(shí)、準(zhǔn)確地測定地下管線的位置和分布情況，我國已經(jīng)生產(chǎn)或引進(jìn)了許多不同類型的地下管線勘測儀器。生產(chǎn)勘測單位經(jīng)過多年的經(jīng)驗(yàn)累積和多種勘測方法的相互配合，已經(jīng)可以比較準(zhǔn)確地勘測出地下管線的地點(diǎn)和埋深。本文主要探討了勘測定位后的平面坐標(biāo)和高程數(shù)據(jù)采集精度，用以滿足最后提供數(shù)字圖件的要求。

在實(shí)際測量過程中，測量技術(shù)人員可以根據(jù)測區(qū)地理景觀的需要選擇不同的測量儀器。由于全站儀具有成本低、操作簡單、使用方便的優(yōu)點(diǎn)，深受廣大生產(chǎn)者的喜愛，已經(jīng)被廣泛使用于數(shù)字地下管線的測量中，并取得了較好的測量效果。目前，通常使用的全站儀的測角精度為5，測距精度為5 mm+5 ppm·D。

2 數(shù)字地下管線的測量誤差分析

地下管線的數(shù)字采集測量誤差主要是指測量儀器的誤差和測量觀測的誤差。下面簡要分析全站儀極坐標(biāo)法管線測量的精度。

2.1 全站儀觀測中的誤差

全站儀觀測中的誤差主要包括全站儀水平角觀測中的誤差和垂直角觀測中的誤差。其中，全站儀水平角觀測中的誤差主要是由目標(biāo)偏心誤差、對中誤差和照準(zhǔn)誤差構(gòu)成的；垂直角觀測中的誤差主要由照準(zhǔn)誤差與儀器自動(dòng)補(bǔ)償誤差構(gòu)成。

全站儀觀測中的誤差m主要是由水平角觀測中的誤差m1和垂直角觀測中的誤差m2構(gòu)成。全站儀的觀測誤差也包括外界環(huán)境影響引起的誤差m3、儀器自身誤差m4和儀器讀數(shù)誤差m5。儀器自身誤差主要是指垂直軸誤差。據(jù)相關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，在通常情況下，m=±1.5″，外界環(huán)境的影響主要是指溫度的變化，儀器讀數(shù)的誤差大致為m±1.5″。

2.1.1 全站儀的水平角觀測誤差

因此，利用式（7）即可求出mp，即測點(diǎn)的平面點(diǎn)位中誤差相對于起算點(diǎn)的距離。

3 數(shù)字地下管線的測量精度分析與思考

上文分析和研究了數(shù)字地下管線的測量誤差，總結(jié)了造成地下管線數(shù)字采集測量誤差的因素。其中，測量儀器本身、外部環(huán)境和觀測位置等會(huì)對地下管道的測量工作產(chǎn)生很大的影響，影響測量精度。

在數(shù)字地下管線的測量過程中，測點(diǎn)的距離最好控制在150 m。鑒于此，對地下管線測點(diǎn)點(diǎn)位的精度提出了以下要求，將全站儀的測角精度定位為5″，測距精度為5 mm+5 ppm·D，觀測照準(zhǔn)精度為2，對中誤差為5 mm，目標(biāo)偏心誤差為20 mm。同時(shí)，在測量過程中，應(yīng)嚴(yán)格標(biāo)定管線測點(diǎn)中心的位置，確保測點(diǎn)平面點(diǎn)位的精度，具體如表1所示。

表1 點(diǎn)位精度一覽表

管線測點(diǎn)距離/m 50 100 150

點(diǎn)位精度/mm ±20.12 ±20.54 ±21.29

通過分析數(shù)字地下管線數(shù)字采集的測量誤差來源、大小和數(shù)字地下管線數(shù)字采集的測量精度，讓我們明確了影響地下管線探測精度的因素有很多，而且十分復(fù)雜。在使用全站儀測量地下管線時(shí)，要布設(shè)合適密度的控制點(diǎn)，控制測距邊長，嚴(yán)格按照測量步驟和測量要求測量，有效地將探測地下管線平面位置的誤差控制在15 cm內(nèi)，探測地下管線的埋深誤差控制在10 cm范圍內(nèi)，盡可能地保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。只有這樣，才能使測量精度滿足國家城市地下管線探測技術(shù)的要求，將測量誤差控制在允許的范圍內(nèi)。

4 結(jié)束語

綜上所述，提高地下管線的測量準(zhǔn)確度對我國的基礎(chǔ)建設(shè)和城市化發(fā)展有非常重要的意義。地下管線的測量工作有一定的難度，在實(shí)際操作過程中也會(huì)遇到不少困難，要想保證測量質(zhì)量，就要選用合適的測量儀器，制訂符合測量管道實(shí)際情況的施工方案和相關(guān)措施，以提高地下管道的測量精度。

參考文獻(xiàn)

[1]田英，展寶文.地下管線平面位置精度分析[J].西部探礦工程，2012（01）.

〔編輯：白潔〕