一种油气管线数据对齐管理方法技术

本申请提供一种油气管线数据对齐管理方法，其包括坐标转换部分，坐标转换部分包括如下过程：提供重合点；重合点为在当前坐标系下具有已知坐标且在目标坐标系下具有给定坐标的控制点；计算转换参数：将重合点的已知坐标与给定坐标带入转换模型，计算出转换模型中转换参数的最优值；坐标转换：将转换参数的最优值赋值给转换公式，将控制点的已知坐标带入转换公式，从而将控制点的已知坐标转换成转换坐标。本申请为满足管道数字化系统对数据的应用，在参照相关规范的前提下，对管线数据进行坐标转换，解决了长输管道基础数据格式不统一以及坐标系不一致等问题，促进了系统的正常运行，减少了管道的开挖验证。

A data alignment management method for oil and gas pipelines

【技术实现步骤摘要】
一种油气管线数据对齐管理方法
本专利技术涉及测绘
，具体涉及一种油气管线数据对齐管理方法。
技术介绍
管道运输作为石油和天然气等能源的主要运输方式，对保障我国经济建设和能源安全有着重要意义。在现有的数字管道系统应用过程中，由于现有的管道系统存在基础数据多样化、历史数据众多以及数据格式不统一等问题，导致其无法满足管道运维日益增长的需求。
技术实现思路
本申请提供一种油气管线数据对齐管理方法，其包括坐标转换部分，坐标转换部分包括如下过程：提供重合点；重合点为在当前坐标系下具有已知坐标且在目标坐标系下具有给定坐标的控制点；计算转换参数：将重合点的已知坐标与给定坐标带入转换模型，计算出转换模型中转换参数的最优值；坐标转换：将转换参数的最优值赋值给转换公式，将控制点的已知坐标带入转换公式，从而将控制点的已知坐标转换成转换坐标。本申请为满足管道数字化系统对数据的应用，在参照相关规范的前提下，对管线数据进行坐标转换，解决了长输管道基础数据格式不统一以及坐标系不一致等问题，促进了系统的正常运行，减少了管道的开挖验证。附图说明图1为实施例一的油气管线数据对齐管理方法流程示意图；图2为实施例一的智能检测部分中控制点坐标测量过程流程示意图；图3为实施例一的坐标转换部分流程示意图；图4为实施例一的坐标转换部分中坐标转换过程流程示意图。具体实施方式下面通过具体实施方式结合附图对本专利技术作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。实施例一：一个GIS系统(GeographicInformationSystem，地理信息系统)可以存在以下管线数据，即中线路由、管道本体设施、管道附属设施、场站及设备、事件支持数据和检测数据。中线路由主要包括中线控制点数据和里程区间数据等；管道本体设施主要包括钢管、弯头和弯管数据、焊口数据及外防腐数据等；管道附属设施数据主要包括穿跨越数据、地下障碍物数据、套管数据、附属物、水工保护数据、三桩及其他标识物数据、阴保测试桩、阴保电缆数据和阴保阳极数据等；场站及设备主要包括场站和工艺管线数据等；事件支持数据主要包括地区等级数据、管道事件、斜坡和管道风险数据等；检测数据分为内检测数据和外检测数据，内检测数据主要包括智能检测点、智能检测磁标盒数据、智能检测缺陷数据和变径点数据等，外检测数据主要包含防腐层露点数据、阴保电流检测变化点数据和杂散电流检测数据等。在以上数据的基础上，对管线进行智能检测，可进一步获得管道本体的三维坐标数据(GPS坐标或国家2000坐标等)。如图1所示，本实施例的油气管线数据对齐管理方法包括：ST1、智能检测部分，ST2、坐标转换部分和ST3、数据对齐与校正部分。智能检测部分包括：ST1.1、控制点坐标测量过程和ST1.2、管线数据探测过程。拥有相同的地图投影方式和相同的坐标系是实现两份数据交互使用的前提，目前，国家要求长输管道数据采用国家2000坐标系，而历史数据中有西安80坐标系数据、北京54坐标系数据和其它地方坐标系数据。系统对数据的应用要求是必须保证坐标系的一致，因此坐标转换部分是一个重要的工作。实际操作中，坐标转换工作通常只针对经度和纬度的位置做转换(通常称为x、y坐标)，而高程(z)不需要转换，故三维坐标转换实际只包括对二维位置的转换部分。完成坐标系对齐后可进行数据对齐与校正部分，需要对具体的管道施工记录数据和管道智能检测数据进行比对、校准和验证，调整数据的空间信息和属性信息，减少数据的空间位置偏差，更加准确的描述管道信息。需要准备的资源有管道施工记录数据、管道智能检测数据、影像数据和测量数据、设计数据等其他相关数据。数据对齐与校正主要分为两个方面，一是基于不同坐标系格式下的数据对齐，二是基于不同时期数据源的数据对齐。首先需要将数据进行坐标系统一，将历史存量数据进行坐标系转换，统一将各地方坐标系、西安80、北京54转换为国家2000；将原有的相对里程(桩+里程)、绝对里程(站间里程)、三维里程和二维里程统一到三维绝对里程坐标，并且与国家2000坐标建立转换关系。完成数据坐标系统一后，对具体的管道数据进行空间位置和属性信息对齐，校准数据的里程和空间坐标位置，使管道本体、附属信息和检测信息的空间位置在尽量不开挖的情况下还原管道及附属物的真实空间相对位置和实际描述内容。一、智能检测部分：智能检测部分包括控制点坐标测量过程和管线数据探测过程。本实施例的当前坐标系以西安80坐标系为例，目标坐标系以国家2000坐标系为例。控制点坐标测量过程测得各个点位的西安坐标，在后续坐标转换部分中把各个点位的西安坐标转换成CGCS2000坐标。管线数据探测过程测量跟管线相关的各种信息(包括三桩、管道中线、弯头、弯管和穿跨越等信息)，在后续数据对齐与校正部分中将测得的信息与原来施工记录的信息进行对齐校正。如图2所示，控制点坐标测量过程包括如下步骤：S1、选取标志盒埋设点。结合业主提供的竣工图、施工记录及现场地下管道探测的地理背景数据，在图纸上选取合适的点位作为标志盒(即Marker盒、磁力盒)埋设点。图上选点后提交给内检测单位审核能否满足内检测作业要求。若能满足内检测要求，则下一步结合地图数据及地下管道探管技术到现场找点。标志盒埋设点应满足以下要求：Marker盒埋设点位的点间距应满足内检测要求，不同的地段，选择合适的点间距；Marker盒埋设点位的埋深应较浅，易于开挖；Marker盒埋设点位交通方便，易于到达；Marker盒埋设点应置于目标管道的正上方；Marker盒埋设点的视野要开阔，便于测绘作业；存在同沟敷设的管道时，Marker盒要正置于目标管道上。S2、埋设标志盒。测绘承包商现场选取的Marker盒埋设点位通过内检测承包商的审核后，业主将协调土建承包商在各埋设点开挖并埋设Mar本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种油气管线数据对齐管理方法，其特征在于，包括坐标转换部分；/n所述坐标转换部分包括：/n提供重合点；所述重合点为在当前坐标系下具有已知坐标且在目标坐标系下具有给定坐标的控制点；/n计算转换参数：将重合点的已知坐标与给定坐标带入转换模型，计算出转换模型中转换参数的最优值；/n坐标转换：将转换参数的最优值赋值给转换公式，将控制点的已知坐标带入转换公式，从而将控制点的已知坐标转换成转换坐标。/n

【技术特征摘要】
1.一种油气管线数据对齐管理方法，其特征在于，包括坐标转换部分；
所述坐标转换部分包括：
提供重合点；所述重合点为在当前坐标系下具有已知坐标且在目标坐标系下具有给定坐标的控制点；
计算转换参数：将重合点的已知坐标与给定坐标带入转换模型，计算出转换模型中转换参数的最优值；
坐标转换：将转换参数的最优值赋值给转换公式，将控制点的已知坐标带入转换公式，从而将控制点的已知坐标转换成转换坐标。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述计算转换参数的过程包括：
选取重合点：
将一批重合点的已知坐标与给定坐标带入转换模型，计算出一组转换参数的值；
将该组转换参数的值赋值给转换公式，将该批重合点的已知坐标带入该转换公式，从而将该批重合点的已知坐标转换成转换坐标；
判断该批重合点的转换坐标是否满足预设选取条件；
剔除该批重合点中转换坐标不满足预设选取条件的重合点，保留该批重合点中转换坐标满足预设选取条件的重合点；
判断重合点个数：
判断保留下来的重合点个数是否达到预设选取数量；
若保留下来的重合点个数未达到预设选取数量，则利用另一批重合点返回执行所述选取重合点的步骤；
若保留下来的重合点个数达到预设选取数量，则执行求取转换参数的步骤；
求取转换参数：
将保留下来的重合点的已知坐标与给定坐标带入转换模型，计算出转换模型中转换参数的最优值。


3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，
将重合点的已知坐标与给定坐标带入转换模型计算出转换模型中转换参数的值的方法采用最小二乘法；
所述判断该批重合点的转换坐标是否满足预设选取条件为：
判断该批重合点的转换坐标的坐标残差是否满足小于或小于等于预设倍数的点位中误差。


4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述转换参数包括平移参数Tx、平移参数Ty、平移参数Tz、旋转参数Rx、旋转参数Ry、旋转参数Rz和尺度参数D；
所述转换公式为



其中，
控制点的已知坐标为(x1,y1,z1),控制点的转换坐标为(x2,y2,z2)。


5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述转换模型为



其中，B为重合点在当前坐标系下的纬度即x轴坐标值；
L为重合点在当前坐标系下的经度即y轴坐标值；
△B为重合点在当前坐标系与目标坐标系下的纬度差；
△L为重合点在当前坐标系与目标坐标系下的经度差；
M为子午圈的曲率半径；
N为卯酉圈的曲率半径；
ρ″为角度与弧度间转换量；
e为第一偏心率；
a为椭球长半轴；
△a为椭球长半轴差；
f为椭球扁率；
△f为椭球扁率差。


6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述坐标转换部分还包括检核过程：
选取一批未参与求取转换参数步骤或计算转换参数过程的重合点；
将该批重合点的已知坐标带入经转换参数最优值赋值的转换公式，从而将该批重合点的已知坐标转换成转换坐标；
计算该批重合点的残差中误差；
判断该批重合点的残差中误差是否满足小于或小于等于预设倍数的点位中误差；
若该批重合点的残差中误差小于或小于等于预设倍数的点位中误差，则所述油气管线数据对齐管理方法为合格；
重合点的残差为重合点转换坐标值与重合点已知坐标值之差；
空间直角坐标系下点位中误差为



其中，空间直角坐标X轴残差中误差为



空间直角坐标Y轴残差中误差为



空间直角坐标Z轴残差中误差为



[vv]x、[vv]Y和[vv]Z分别为坐标X的重合点残差v的平方、坐标Y的重合点残差v的平方和坐标Z的重合点残差v的平方；
平面直角坐标系下点位中误差为



其中，平面坐标x轴残差中误差为



平面坐标y轴残差中误差为



[vv]x和[vv]y分别为坐标x的重合点残差v的平方和坐标y的重合点残差v的平方；
n为点位个数。


7.如权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，还包括智能检测部分；
所述智能检测部分包括控制点坐标测量过程和管线数据探测过程；
所述控制点坐标测量过程包括：
选取标志盒埋设点：在目标管...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建辉，
申请(专利权)人：深圳四维集思技术服务有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44