非开挖管线三维轨迹特征点提取存储入库方法技术

本发明专利技术公开了一种非开挖管线三维轨迹特征点提取存储入库方法，包括以下步骤：通过地面测量确定非开挖管线两端管口的两个已知点的坐标；采用惯性陀螺仪，测量确定非开挖管线轨迹上多个散点的三维坐标；设定一个阈值，使用矢量曲线特征点提取方法提取管线轨迹的特征点为管线隐蔽点；填写管线点属性，并成图入库。采用本发明专利技术，可简化管线陀螺仪测绘非开挖管线时的采样点，使得管线轨迹上管线散点数减少了两个数量级，从而减少了存储空间。

【技术实现步骤摘要】
非开挖管线三维轨迹特征点提取存储入库方法
本专利技术涉及工程测量
，特别涉及非开挖管线三维轨迹特征点提取存储入库方法。
技术介绍
水平定向钻机在不开挖地表面的条件下，可以穿越道路、河流等障碍物，从而铺设多种地下公用设施(如管道、电缆等)。定向钻施工的管线一般埋设较深(3-30米)，目前这类地下管线竣工测量采用的物探方法为电磁法，用管线仪探测管线，但是，对于3米以下的管道探查精度难以保证，这就使得水平定向钻技术的推广给管线探测提出了更高的要求。基于捷联惯导原理的陀螺仪管道定位测绘方式因不受电磁干扰、地质环境和施工深度等因素的影响，使用范围最广。陀螺仪在工作过程中，以200次/秒的采样率采集陀螺仪在管线内行进过程中的加速度及其变化，进而计算出地下管线轨迹坐标。现有的陀螺仪管道定位测绘系统能够根据不同的距离间隔提取管道轨迹上的坐标点，但是，这种方法在减少物理点的同时，忽略了管道曲线的特征，会丢失管道曲线在高程最低点等位置的特征点。正是由于地下管线埋设轨迹的未知，所以需要确保高采样率来获取更详细的管线轨迹信息。一条100m定向钻施工管线，需要采集1-2万个散点，管线数据库中每个管线隐蔽点需有三维坐标、管径及埋深等属性，但是，太多的管线点会增加所需存储空间，不利于成图，这就使得陀螺仪测绘非开挖轨迹所得空间散点的压缩存储变得尤为重要。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种非开挖管线三维轨迹特征点提取存储入库方法，简化采样点的同时减少存储空间。为实现上述目的，本专利技术实施例提供了一种非开挖管线三维轨迹特征点提取存储入库方法，包括以下步骤：通过地面测量确定非开挖管线两端管口的两个已知点的坐标；采用惯性陀螺仪，测量确定非开挖管线轨迹上多个散点的三维坐标；设定阈值，使用矢量曲线特征点提取方法提取管线轨迹的特征点为管线隐蔽点；填写管线点属性，并成图入库。优选地，在所述通过地面测量确定非开挖管线两端管口的两个已知点的坐标的步骤，还包括：测量GNSSRTK图根点；从图根点引测图根导线；测量非开挖管线两端管口中心点坐标。优选地，在所述采用惯性陀螺仪，测量得到非开挖管线轨迹上多个散点的三维坐标的步骤，还包括：在管中拖拽陀螺仪多个来回重复测量；以一定的采样率采集陀螺仪在管线内行进过程中的加速度及其变化；根据管口已知点坐标，计算出管线轨迹上多个采样点的三维坐标。优选地，在所述设定阈值，使用矢量曲线特征点提取方法提取管线轨迹的特征点为管线隐蔽点的步骤，还包括：根据精度需求设定一个距离阈值；初始选取管线两端管口中心点为已知特征点；选取距离两个特征点所在直线距离最大的点为下一个特征点；在曲线上寻找多个特征点在特定阈值条件下近似整条非开挖管线的轨迹。优选地，在所述选取距离两个特征点所在直线距离最大的点为下一个特征点的步骤，还包括：如果距离大于阈值，则特征点保留，并在两两特征点之间寻找下一个特征点。优选地，在所述选取距离两个特征点所在直线距离最大的点为下一个特征点的步骤，还包括：如果距离小于阈值，则用已知特征点所在直线上近似的两个特征点之间的曲线。优选地，在所述填写管线点属性，并成图入库的步骤，还包括：结合地面测量管线明显点及隐蔽点，连线形成一条某一管种的管线路由；对明显点、管线仪探测隐蔽点以及陀螺仪测绘压缩后隐蔽点填写管线点属性，并成图入库。优选地，所述矢量曲线特征点提取方法为Douglas-Peucker算法。本专利技术通过地面测量确定非开挖管线两端管口的两个已知点的坐标，采用惯性陀螺仪测量确定非开挖管线轨迹上多个散点的三维坐标，设定阈值，使用矢量曲线特征点提取方法提取管线轨迹的特征点为管线隐蔽点，填写管线点属性，并成图入库，降低了管线陀螺仪测绘非开挖管线轨迹上管线散点总数两个数量级，减少了存储成本。并且，非开挖管线的隐蔽点数量在一定范围内，使得在1:500地形图上成图可读性更强，从而满足地下管线数据库入库要求。附图说明图1是本专利技术提供的非开挖管线三维轨迹特征点提取存储入库方法的流程示意图；图2是本专利技术非开挖管线三维轨迹特征点提取存储入库方法的入库成果图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1，是本专利技术提供的非开挖管线三维轨迹特征点提取存储入库方法的流程示意图。如图1所示，所述非开挖管线三维轨迹特征点提取存储入库方法包括：S11，通过地面测量确定非开挖管线两端管口的两个已知点的坐标。非开挖铺设地下管线是在不歼挖地表的条件下完成地下管线铺设施工的方法。与传统的开槽铺管施工相比，非开挖铺管具有不影响交通，不污染环境等优点，并在许多场合比开挖法施工周期短、成本低、安全性好。可以广泛用于自来水、煤气、排污、通信、电力、石油和人然气等各种地下管线铺设施工。水平定向钻机作为非开挖铺设地下管线的一种方式，管线一般埋设较深，而现有技术下的物探方法的精确度较低，从而采用基于捷联惯导原理的陀螺仪管道定位测绘方式能够根据不同的距离间隔提取管道轨迹上的坐标点，再配合Douglas-Peucker算法，得到高采样率的同时，使得管线轨迹上管线散点数减少了两个数量级，从而减少了存储空间。其中，步骤S11，即在通过地面测量确定非开挖管线两端管口的两个已知点的坐标的步骤，还包括：测量GNSSRTK图根点；从图根点引测图根导线；测量非开挖管线两端管口中心点坐标。为了保证测绘非开挖管线的精确度，首先，在非开挖管线周边寻找适合GPS动态测量的位置，测量多个GNSSRTK图根点，根据城市测量规范往管线段方向引测图根导线，并测得非开挖管线两端管口中心点坐标以及周边管线明显点和管线探测仪所探测隐蔽点。S12，采用惯性陀螺仪，测量确定非开挖管线轨迹上多个散点的三维坐标。基于捷联惯导原理的陀螺仪管道定位测绘方式因不受电磁干扰、地质环境和施工深度等因素的影响，使用范围最广。陀螺仪在工作过程中，以200次/秒的采样率采集陀螺仪在管线内行进过程中的加速度及其变化，进而计算出地下管线轨迹坐标。现有的陀螺仪管道定位测绘系统能够根据不同的距离间隔提取管道轨迹上的坐标点，但是，这种方法在减少物理点的同时，忽略了管道曲线的特征，会丢失管道曲线在高程最低点等位置的特征点。其中，步骤S12，即在采用惯性陀螺仪，测量得到非开挖管线轨迹上多个散点的三维坐标的步骤，还包括：在管中拖拽陀螺仪多个来回重复测量；以一定的采样率采集陀螺仪在管线内行进过程中的加速度及其变化；根据管口已知点坐标，计算出管线轨迹上多个采样点的三维坐标。在具体实施当中，首先，用穿管器穿透非开挖管线段，将牵引绳拉入管线段，利用牵引绳拉拽管道清通管道内的淤泥及堵塞物。根据管径选择陀螺仪导轮，用同样的方式拉拽陀螺仪4个或以上回合重复测量。陀螺仪管道定位测绘系统会以200次/秒的采样率采集陀螺仪在管线内行进过程中的加速度及其变化，进而应用专业软件计算出地下管线轨迹坐标。S13，设定阈值，使用矢量曲线特征点提取方法提取管线轨迹的特征点为管线隐蔽点。在本专利技术所述的非开挖管线三维轨迹特征点提取存储入库方法中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非开挖管线三维轨迹特征点提取存储入库方法，其特征在于，包括以下步骤：通过地面测量确定非开挖管线两端管口的两个已知点的坐标；采用惯性陀螺仪，测量确定非开挖管线轨迹上多个散点的三维坐标；设定阈值，使用矢量曲线特征点提取方法提取管线轨迹的特征点为管线隐蔽点；填写管线点属性，并成图入库。

【技术特征摘要】
1.一种非开挖管线三维轨迹特征点提取存储入库方法，其特征在于，包括以下步骤：通过地面测量确定非开挖管线两端管口的两个已知点的坐标；采用惯性陀螺仪，测量确定非开挖管线轨迹上多个散点的三维坐标；设定阈值，使用矢量曲线特征点提取方法提取管线轨迹的特征点为管线隐蔽点；填写管线点属性，并成图入库。2.如权利要求1所述的非开挖管线三维轨迹特征点提取存储入库方法，其特征在于，在所述通过地面测量确定非开挖管线两端管口的两个已知点的坐标的步骤，还包括：测量GNSSRTK图根点；从图根点引测图根导线；测量非开挖管线两端管口中心点坐标。3.如权利要求1所述的非开挖管线三维轨迹特征点提取存储入库方法，其特征在于，在所述采用惯性陀螺仪，测量得到非开挖管线轨迹上多个散点的三维坐标的步骤，还包括：在管中拖拽陀螺仪多个来回重复测量；以一定的采样率采集陀螺仪在管线内行进过程中的加速度及其变化；根据管口已知点坐标，计算出管线轨迹上多个采样点的三维坐标。4.如权利要求1所述的非开挖管线三维轨迹特征点提取存储入库方法，其特征在于，在所述设定阈值，使用矢量曲线特征点提取方法提取管线轨迹的特征点为管线隐蔽点的步骤，还包括：根据精度需求设定一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡涂，王清泉，甄兆聪，陈友良，文继超，彭飞，
申请(专利权)人：广州市城市规划勘测设计研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44