智能測繪技術(shù)在供水管網(wǎng)中的應(yīng)用研究

中圖分類號：X831 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1008-9500（2025）04-0075-03

DOI： 10.3969/j.issn.1008-9500.2025.04.021

Research on the Application of Intelligent Surveying Technology in Water SupplyNetwork

XIONGYongzhoul，2，LIYuel，2，PENGZhel，2

（1.Jinan WaterGroupCo，Ltd.;2.JinanPuli WaterSupplyEngineringDesignInstituteCo.，Ltd.Jinan250o，Cina）

Abstract：Thelayoutand planning ofthe watersupplynetworkarecrucial fortheeficientoperationof the water supply system.Intelligent surveying technologycanquicklyandacuratelycollect spatial geographic informationof watersupply networksby introducingadvanced methods such as high-precisionsensors，unmannedaerial vehiclesurveying，LiDAR， andsatelitepositioning，providingabasisforquicklyadjusting watersupplystrategiesandimproving theeficiencyof water supplysystems.Basedonthis，analyzetheapplicationadvantagesand problemsfacedbyinteligentsurveyingandmappng technology in the water supply network，and propose specific application strategies.

Keywords： inteligent surveying technology;water supply network;application advantages

供水管網(wǎng)的高效運(yùn)行直接關(guān)系到水資源節(jié)約與能源消耗水平。傳統(tǒng)測繪與管理方式因存在測量精度低、漏損監(jiān)測滯后、運(yùn)行效率不高等問題，制約了節(jié)能減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。智能測繪技術(shù)結(jié)合了傳感器、無人機(jī)等手段，能夠提升測量精度與維護(hù)效率，為管網(wǎng)優(yōu)化提供支撐。在此背景下，分析智能測繪技術(shù)在供水管網(wǎng)中的具體應(yīng)用。

1智能測繪技術(shù)在供水管網(wǎng)中的應(yīng)用優(yōu)勢

1.1提高供水管網(wǎng)測量精度與更新效率

智能測繪技術(shù)在供水管網(wǎng)的應(yīng)用顯著提升了測量精度和更新效率。傳統(tǒng)供水管網(wǎng)測繪方式主要依賴人工測量和簡單設(shè)備，存在精度偏低、數(shù)據(jù)更新周期長等問題。智能測繪技術(shù)通過引入高精度傳感器、無人機(jī)航測、激光雷達(dá)和衛(wèi)星定位等先進(jìn)手段，能快速、精準(zhǔn)地采集供水管網(wǎng)的空間地理信息。例如，激光雷達(dá)能夠生成高分辨率的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，為管網(wǎng)位置、結(jié)構(gòu)和地形變化的精準(zhǔn)測繪提供技術(shù)支持。無人機(jī)航測可大幅減少傳統(tǒng)地面測量中因地形復(fù)雜或人力受限帶來的測量盲區(qū)，提高全覆蓋測量的效率。智能測繪技術(shù)的效率提升還體現(xiàn)在數(shù)據(jù)處理的自動化與智能化上。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)更新需要經(jīng)過多次人工校正，而利用大數(shù)據(jù)處理和算法優(yōu)化技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)采集數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)分析和誤差修正，減少人工干預(yù)導(dǎo)致的誤差。

1.2優(yōu)化供水管網(wǎng)運(yùn)行效率

智能測繪技術(shù)在優(yōu)化供水管網(wǎng)運(yùn)行效率方面發(fā)揮了重要作用。智能測繪技術(shù)的應(yīng)用能提供高精度的空間數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)監(jiān)測能力，為提高供水管網(wǎng)運(yùn)行效率提供了科學(xué)支撐。智能測繪技術(shù)通過實(shí)時(shí)采集供水管網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，如管網(wǎng)壓力、流量分布和漏損情況，能夠幫助管理者全面掌握管網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)。借助智能傳感器和遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，可以準(zhǔn)確定位壓力異?；蛄髁坎▌拥膮^(qū)域，為快速調(diào)整供水策略提供依據(jù)。基于智能測繪技術(shù)構(gòu)建的管網(wǎng)運(yùn)行模型能夠?qū)崿F(xiàn)對水力動態(tài)的精準(zhǔn)模擬。通過模擬流量和壓力的變化趨勢，可預(yù)測潛在風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)并提前優(yōu)化運(yùn)行策略。尤其在供水高峰期，智能測繪技術(shù)可協(xié)助分配合理的輸水路徑和壓力分布，最大限度降低能耗，保障穩(wěn)定供水。智能測繪技術(shù)支持對管網(wǎng)運(yùn)行進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)度與分區(qū)管理。通過對供水管網(wǎng)進(jìn)行分區(qū)測繪和區(qū)域化管理，可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)行效率的最大化[1]。

2智能測繪技術(shù)在應(yīng)用過程中面臨的問題

2.1數(shù)據(jù)采集困難

供水管網(wǎng)通常分布廣泛且復(fù)雜，尤其在城市區(qū)域，地下管網(wǎng)環(huán)境受地形、土壤性質(zhì)和周邊設(shè)施干擾，導(dǎo)致數(shù)據(jù)采集難度顯著增加。即使使用高精度傳感器和無人機(jī)航測，仍會因信號衰減、遮擋或外界噪聲干擾，導(dǎo)致采集數(shù)據(jù)不完整或精度降低。在數(shù)據(jù)采集過程中，設(shè)備的精度局限性及環(huán)境影響易引發(fā)誤差。這些誤差在數(shù)據(jù)處理階段可能進(jìn)一步放大，尤其在多源數(shù)據(jù)融合時(shí)，傳感器間的不一致性和算法的誤差累積會對最終測繪結(jié)果產(chǎn)生負(fù)面影響。供水管網(wǎng)中的動態(tài)因素加劇了數(shù)據(jù)采集的復(fù)雜性。水壓變化、流量波動及管網(wǎng)老化狀態(tài)會引發(fā)測量值短期波動，造成單次數(shù)據(jù)采集結(jié)果難以完全反映真實(shí)狀態(tài)，削弱智能測繪技術(shù)對供水管網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的精準(zhǔn)評估能力。

2.2管網(wǎng)復(fù)雜性對模型構(gòu)建的挑戰(zhàn)

供水管網(wǎng)的復(fù)雜性對智能測繪技術(shù)的模型構(gòu)建提出了顯著挑戰(zhàn)。一是管網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜，包括主干管、支線管和環(huán)網(wǎng)等形式，與地下其他設(shè)施交錯分布，增加了空間建模難度。管道材質(zhì)、管徑和老化狀態(tài)的差異使模型需要涵蓋多樣化參數(shù)，但老舊區(qū)域的管網(wǎng)分布圖經(jīng)常不完整或與實(shí)際不符，增加了建模難度。二是供水管網(wǎng)為動態(tài)系統(tǒng)，其運(yùn)行特性隨水壓、流量和用水需求不斷變化。傳統(tǒng)靜態(tài)模型難以反映這些特性，而動態(tài)建模依賴實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)支持，但數(shù)據(jù)缺失或監(jiān)測盲區(qū)常導(dǎo)致參數(shù)偏差。三是外部環(huán)境干擾也是一大難點(diǎn)，如地質(zhì)活動、地面沉降或地下水侵蝕會改變管網(wǎng)狀態(tài)，導(dǎo)致模型不穩(wěn)定。

2.3 成本高

智能測繪技術(shù)在供水管網(wǎng)中的應(yīng)用面臨成本高的問題。一是智能測繪技術(shù)依賴先進(jìn)的設(shè)備和專業(yè)技術(shù)，如高精度傳感器、無人機(jī)、激光雷達(dá)以及配套的硬件設(shè)施，這些設(shè)備的購置成本較高。為確保測繪數(shù)據(jù)的質(zhì)量和處理效率，還需要配備高性能計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)分析軟件，進(jìn)一步增加了資金投入。對于中小城市或資金有限的供水企業(yè)，高昂的初始投入成為推廣智能測繪技術(shù)的主要障礙。二是智能測繪技術(shù)的使用需要依賴專業(yè)技術(shù)團(tuán)隊(duì)，這些人員的培訓(xùn)成本較高，導(dǎo)致技術(shù)應(yīng)用無法快速落地。

2.4技術(shù)與管理體系協(xié)調(diào)不足

智能測繪技術(shù)在供水管網(wǎng)中的應(yīng)用常面臨技術(shù)與管理體系協(xié)調(diào)不足的問題。一是智能測繪技術(shù)的實(shí)施需要跨部門協(xié)作，而傳統(tǒng)供水管網(wǎng)管理體系通常以職能分工為主，部門之間的信息流通和資源共享不足，導(dǎo)致技術(shù)應(yīng)用過程中的協(xié)調(diào)效率較低。二是管理體系的滯后性也是重要障礙。供水管網(wǎng)的管理方式多沿用傳統(tǒng)模式，缺乏對智能測繪技術(shù)的制度化支持。智能測繪技術(shù)傾向于提供高精度的長遠(yuǎn)規(guī)劃支持，而管理體系往往注重短期運(yùn)行目標(biāo)，缺乏統(tǒng)一的戰(zhàn)略規(guī)劃和配套機(jī)制。

3智能測繪技術(shù)在供水管網(wǎng)中的應(yīng)用策略

3.1優(yōu)化數(shù)據(jù)采集技術(shù)，提高誤差修正能力

優(yōu)化數(shù)據(jù)采集技術(shù)和提高誤差修正能力是智能測繪技術(shù)在供水管網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)化應(yīng)用的關(guān)鍵策略。優(yōu)化數(shù)據(jù)采集技術(shù)需要引入更高精度的設(shè)備與手段，如結(jié)合激光雷達(dá)、多頻全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GlobalNavigationSatelliteSystem，GNSS）和高分辨率無人機(jī)航測，全面提升供水管網(wǎng)的空間信息采集質(zhì)量[2。數(shù)據(jù)采集的動態(tài)能力也是提升重點(diǎn)。通過部署分布式智能傳感器網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)監(jiān)測供水管網(wǎng)的壓力、流速和漏損狀況，確保數(shù)據(jù)更新的及時(shí)性和準(zhǔn)確性。例如，在管網(wǎng)節(jié)點(diǎn)和關(guān)鍵輸水管段安裝壓力傳感器和流量計(jì)，可實(shí)現(xiàn)對整個(gè)管網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的動態(tài)感知，為制定策略提供實(shí)時(shí)依據(jù)。

為提高誤差修正能力，需要采用多源數(shù)據(jù)融合技術(shù)，對傳感器、無人機(jī)和地面測繪設(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，消除因設(shè)備差異或環(huán)境干擾導(dǎo)致的誤差。采用多源數(shù)據(jù)融合技術(shù)可以精準(zhǔn)識別和校正數(shù)據(jù)中的異常值，提高數(shù)據(jù)的可靠性。例如，基于歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)的對比分析，能夠快速修正傳感器偏差，識別監(jiān)測盲區(qū)，確保數(shù)據(jù)的科學(xué)性和實(shí)用性。

3.2構(gòu)建定制化模型，采用動態(tài)優(yōu)化策略

針對不同區(qū)域供水管網(wǎng)的實(shí)際情況，構(gòu)建具有針對性的定制化模型是提高測繪技術(shù)效能的核心。定制化模型需要根據(jù)管網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、材質(zhì)特點(diǎn)和運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)行構(gòu)建。例如，對于老舊管網(wǎng)區(qū)域，可在模型中重點(diǎn)考慮管道老化程度和潛在漏損風(fēng)險(xiǎn)；而在復(fù)雜地形或地下設(shè)施密集區(qū)域，則需更加注重空間布局的精確表達(dá)。動態(tài)優(yōu)化策略的實(shí)現(xiàn)需依賴實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)驅(qū)動的模型更新與計(jì)算能力。通過部署分布式傳感器網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)采集管網(wǎng)壓力、流量等關(guān)鍵運(yùn)行參數(shù)，并結(jié)合歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行趨勢分析和動態(tài)模擬，可實(shí)時(shí)調(diào)整供水策略。例如，在用水高峰期，動態(tài)優(yōu)化模型可通過流量預(yù)測，合理分配供水路徑，在降低能耗的同時(shí)滿足供水需求[3]。動態(tài)優(yōu)化策略還應(yīng)結(jié)合智能調(diào)度和預(yù)測性維護(hù)，提升管網(wǎng)運(yùn)行效率。例如，模型可根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)預(yù)測管道高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域，提前制定優(yōu)化維護(hù)計(jì)劃，避免突發(fā)漏損或故障的發(fā)生。結(jié)合優(yōu)化算法，如遺傳算法或模擬退火算法，可提升模型計(jì)算效率和調(diào)度精度，使動態(tài)優(yōu)化策略更高效。

3.3降低成本，加大技術(shù)推廣力度

通過引入模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)備設(shè)計(jì)，可以降低高精度傳感器、無人機(jī)和配套硬件的采購成本。例如，采用共享技術(shù)平臺或租賃高端測繪設(shè)備，可降低中小型供水企業(yè)的技術(shù)門檻。為了加大技術(shù)推廣力度，需要提升行業(yè)對智能測繪技術(shù)的認(rèn)知和接受度。針對傳統(tǒng)供水企業(yè)對新技術(shù)的排斥現(xiàn)象，可通過示范項(xiàng)目展示智能測繪技術(shù)的實(shí)際效益，增強(qiáng)企業(yè)信心，為技術(shù)推廣提供數(shù)據(jù)支持和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。推廣工作應(yīng)注重技術(shù)適配性，針對不同區(qū)域的管網(wǎng)復(fù)雜程度和企業(yè)規(guī)模，提供靈活的技術(shù)解決方案和服務(wù)模式。通過加強(qiáng)培訓(xùn)，推動技術(shù)在行業(yè)中的普及[4]

3.4建立協(xié)同機(jī)制，實(shí)現(xiàn)跨部門協(xié)作

建立協(xié)同機(jī)制是智能測繪技術(shù)在供水管網(wǎng)節(jié)能減排中發(fā)揮最大效益的關(guān)鍵。技術(shù)的應(yīng)用不僅需要硬件提供支持，還需要建立數(shù)據(jù)共享平臺，實(shí)現(xiàn)技術(shù)與管理的信息互通。在應(yīng)用智能測繪技術(shù)的過程中，需要跨部門協(xié)作。因此，可建立技術(shù)與管理的聯(lián)動機(jī)制。例如，設(shè)置專門的技術(shù)支持團(tuán)隊(duì)，負(fù)責(zé)技術(shù)方案的執(zhí)行和數(shù)據(jù)處理，并與管理部門保持緊密溝通，確保技術(shù)應(yīng)用能夠與實(shí)際需求無縫銜接。此外，可引人績效評估機(jī)制，將智能測繪技術(shù)的應(yīng)用效果納入管理考核，激勵各部門協(xié)同配合，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)[5]。

4結(jié)論

智能測繪技術(shù)通過提升供水管網(wǎng)的測量精度、運(yùn)行效率和漏損監(jiān)測能力，為調(diào)整供水策略提供了重要技術(shù)支撐，但仍需解決數(shù)據(jù)采集誤差、成本高和管理協(xié)同不足等問題。未來，應(yīng)加強(qiáng)技術(shù)優(yōu)化與推廣力度，完善協(xié)同機(jī)制，推動技術(shù)與管理深度融合，為供水管網(wǎng)的可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)與實(shí)踐保障。

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