［摘要］本文介绍了北京市电力能源建设测绘工程的基本情况，在各个规划电力能源建设区域，根据项目需求，采用测绘技术结合人工现场调查，在充分利用区域内规划、市政市容、城市管理等管理部门及测绘成果的基础上，通过信息提取、数据整合、外业调查、数据建库、统计分析等新技术手段，为北京市电力能源建设工程的设计、施工提供所需的全过程测绘成果。
［关键词］电力能源建设；综合管线测绘；测调技术；地下管线智能化分析
北京市发改委发布《“十三五”时期新能源和可再生能源发展规划》，指出“大力发展新能源和可再生能源将是优化首都能源结构、推动能源绿色智能高效转型的重要战略举措”，在此背景下受北京电力经济技术研究院委托，我院承接了北京市电力能源建设测绘工程。本工程遍及北京市全市域，涉及全市１６个辖区，项目截至２０１８年４月，共计完成１９０８个村、８９．９２万户农村“煤改电”配套电网，新建、改扩建１１０ｋＶ及以上变电站３８座，电缆线路３００多公里，１２５３处新能源充电场所的综合管线测绘服务。北京市电力能源建设测绘工程，遍及范围广，项目遍及北京市全市域内，覆盖城区、郊区、远山区，项目各工程设计重点存在差异，对测绘数据成果要求多样，项目建设目标是在施工范围内，采用地下管线探测技术、全球导航卫星系统、地理信息系统等技术，在充分利用区域内规划、市政市容、城市管理等管理部门及专业管线单位现有地下管线和基础测绘成果的基础上，通过信息提取、数据整合、外业调查、数据建库、统计分析等新技术手段，查清施工作业范围内地下管线的位置、基本属性和数量特征，建立专业数据库，形成地下管网综合成果图［１－２］。在常规地下管网综合图测绘过程中，一般采用传统地下管线调查方式，采用工作底图＋手工记录的作业方法，在作业人员下井作业的前提下对各种管线数据进行调查量测，然后再内业利用地下管线录入系统录入管线数据，最后形成地下管网综合图。其作业方式存在内、外业无法同步进行而效率较低，作业人员下井调查存在人员伤亡等安全隐患，由于局部遮挡或淤水等人工无法调查等不足。在北京市电力能源建设测绘工程中，研发了“通用信息采集Ａｐｐ”软件，实现了传统测绘空间数据信息与信息调查的属性信息数据的有机融合，为“测量”模式向“测调”模式转型做出了有益的探索；研发了管线调查设备“地下管线摄影测量仪”，针对地下管线数据采集作业提供了一种全新的、高效的、安全的数据采集的新设备，实现了非进入式井室数据采集；研发了“地下管线数据移动采集系统”与“地下管线桌面处理系统”，实现了管线调查作业中数据处理的内外业一体化，将地下管线数据的采集、编辑融为一体，建立起了一体化的工艺流程，大大提高了数据采集处理的自动化水平；研发了地下管线智能化分析软件，实现了管线信息读取显示、撞管分析、三维数据显示，可直观地了解各类型管线间的相互位置关系及与地面的位置关系，提高管线成果的精确度和可靠性。
１工程技术路线流程
根据技术设计要求，结合电力能源建设项目工程区域的实际情况，本项目的全过程实施经过了四个阶段，具体流程及各阶段工作情况如图１所示。
１．１前期准备阶段
充分了解具体电力能源建设项目的工作需求，依据项目技术设计书及规范要求，明确作业技术流程，配备作业人员、仪器设备并进行作业前技术交底。
１．２外业采集阶段
包括传统控制测量、地形测绘、管线测绘、管线探查及树木调查、植被调查、电力杆塔调查、变电箱室调查等信息调查作业。
１．３内业数据处理阶段
内业数据处理采用我院自主开发的“地下管线桌面处理系统”，将管线属性数据与传统测绘手段采集的空间数据及项目相关调查成果融合处理，形成完整的地下管线综合测绘成果。
１．４成果检验提交阶段
按“两级检查、一级验收”的原则对成果进行检查验收［３］，作业人员自查合格后交中队检查，中队检查人员进行内、外业１００％过程检查，合格后交分院检查，分院检验人员抽样３０％的图幅外查，５０％的图幅内业检查并对管线成果中管径６００ｍｍ以上上水管线（含中水管线）、电力方沟、雨污水方沟、管径１０００ｍｍ以上雨污水管线、燃气管线等重要管线进行１００％内查，部门总工最后对各工序相关成果进行综合检验和重点外查，以确保成果质量。院测绘产品质量检验中心对成果进行最终验收，成果无误后交付甲方使用。
２工程中应用的新技术
２．１测绘技术与属性调查技术（测调技术）
项目在采用常规测绘技术采集地形、管线及各类要素空间信息，形成传统测绘成果的基础上，针对工程设计、施工中关注的电力杆塔、变电箱室（图２、图３）等电力设施以及树木、植被、街面公共设施、临街店铺等工程关注点的属性信息，采用信息调查手段逐一采集。
２．２地下管线探查技术
包括管线调查、管线探查两个部分，管线调查技术主要应用于地下管线的明显管线点，采集管线点各类属性信息及附属设施的属性信息。管线探查技术主要应用于探测地下管线隐蔽点，是在管线调查的基础上，根据测区不同的地球物理条件，选用不同的物探方法和仪器，探测地下管线的平面位置和埋深。（１）地下管线调查调查作业采用我院自主研发的“地下管线摄影测量数据采集系统”，系统组成包括两部分，硬件为基于数码镜头的“地下管线摄影测量仪”（图４），软件为基于Ａｎｄｒｏｉｄ系统移动终端的“地下管线数据移动采集系统”（图５）。（２）地下管线探测［４－９］项目管线地下管线探查作业主要采用传统的探测技术，包括电磁感应法、电磁波法、示踪电磁法、ＣＣＴＶ法、触探法等。２．３数据处理技术（１）测绘数据与调查数据融合处理项目在采用传统测绘技术采集地形、管线及各类要素空间信息，形成传统测绘成果的基础上，通过组件式开发技术开发Ｃ／Ｓ架构的“调查数据处理系统”，实现传统ＣＡＤ数据与调查数据的叠加融合，形成空间数据准确、兴趣点属性完整的Ａｒｃ－ｇｉｓ的．ｓｈｐ格式数据，满足项目设计的多样要求。（２）地下管线数据处理技术使用“地下管线数据移动采集系统”实现外业管线属性数据采集后，内业数据处理采用基于Ｃ／Ｓ架构的开发的“地下管线桌面处理系统”，将属性数据与传统测绘手段采集的空间数据融合处理，形成完整的地下管线测绘成果。“地下管线桌面处理系统”具备自动处理管线小室、管沟辅助线、排水流向、管线注记等一键处理功能，极大提高了数据处理效率。同时基于管线规则库构建技术，实现管线数据的自动化检查，包括完整性检查、逻辑一致性检查、要素表达检查、拓扑检查、数据结构检查。“地下管线数据移动采集系统”与“地下管线桌面处理系统”内外业结合，将管线采集和处理两个过程通过标准化的数据接口紧密结合在一起，创新了数据采集作业的工艺流程，使得内、外业工作效率成倍提高。系统采用数据库管理数据，实现了一套数据，多种成果，可输出满足传统设计要求的二维ＣＡＤ成果（图６），亦可输出满足地下管线三维建模的．ｓｈｐ格式数据（图７）。
３工程中的技术创新点
我院提供的测绘成果为北京电力经济技术研究院及时、保质完成相关电力能源建设项目设计、施工提供了有效的技术支撑，大力推进了北京电力能源设施建设，为北京清洁替代能源发展提供了重要保障，促进了城市低碳节能发展，推动了节能减排，同时对保障能源安全、实施节能减排也具有重要意义，取得了良好的环境效益。同时本工程项目有以下几方面创新：
３．１应用于“测调”作业的通用信息采集软件
开发了基于Ａｎｄｒｏｉｄ系统的移动端“通用信息采集Ａｐｐ”，应用于移动智能设备，如平板电脑、手机等上。软件具有如下创新点：（１）支持多源数据的叠加，在调用公开网络地图（如天地图等）的基础上，可叠加如影像图、地形图等专题数据，具备实时定位导航功能。（２）可根据不同采集对象定制不同模板文件，应用于不同类别对象的采集作业。如采集变电箱（室）信息，根据采集要求，可任意定制需采集的属性项，定制任意属性项的取值类型、取值范围等；外业作业现场可通过方便的调取不同模板文件实现多种类调查内容的信息采集。（３）同时可通过配置文件方式以“数据字典”方式定制任意属性项的数据内容。
３．２非进入式的管线井室调查技术
自主研发“地下管线数据移动采集系统”（图８）改变了传统地下管线调查作业模式，依据实时影像，实现管线井室内管线属性数据的所见即所得；获取井室内需量测区域的像片，通过像片数据解算模块解算，进行单像片内任意对象尺寸的量测，实现了非进入式地下管线井室测量（图９）。传统管线调查作业方式主要是通过作业人员进入到地下管线井室内采集相关数据，封闭的地下有限空间内环境恶劣，存在诸多危险因素，极易造成的人员伤亡。非进入式的管线井室调查技术既避免了下井调查带来的安全隐患，又解决了由于局部遮挡和淤水等人工无法调查问题。图８地下管线数据移动采集系统图９地下管线井室测量
３．３基于全新技术原理的自主研发设备
我院研发的“地下管线摄影测量仪”（图１０）硬件部分由数码镜头、激光器、光源笔组成，激光器与数码镜头严格物理平行，结构简单，造价低廉。移动终端软件遥控硬件设备并采集像片（图１１），软件解算模块基于近景摄影测量单像片解算原理，配合像片中同光轴平行的激光束影像，通过对影像进行特征点识别与提取，实现影像特征几何量测属性的解算，实现了量测的易用、实用。
３．４开发了地下管线智能化分析软件
针对设计人员提出使用成果资料中无法显示三维数据、无法读取显示管线信息、撞管分析还靠人工判断分析等问题［１０］，开发了地下管线智能化分析软件，该软件可以让设计人员方便地通过鼠标操作方式查看井位三维信息进行三维管线设计，软件生成管线断面的功能实用性非常强，图表显示的断面图能够让设计人员清晰直观地了解各类型管线间的相互位置关系及与地面的位置关系（图１２），对管线的路由设计、改线等具有很好的指导作用，提高了工作效率和精确度。
４结束语
工程将摄影测量技术应用到地下空间测量工作中，研制了地下空间摄影测量系统，开发了“城市地下管线数据采集处理平台系列软件”，提高了下井安全系数和工作效率；针对设计人员开发的地下管线智能化分析软件对管线的路由设计、改线等具有很好的指导作用，提高了管线设计的工作效率和精确度。同时新技术的应用使本工程的测绘成果质量得到了很大的提高，缩短了工期，较好地满足了甲方对测绘成果质量及工期的要求。本次新技术在北京市电力能源建设测绘工程中的应用，避免了下井调查作业带来的安全隐患，解决了由于局部遮挡和淤水等人工无法调查的问题；实现了管线调查作业中数据处理的内外业一体化，将地下管线数据的采集、编辑融为一体，建立起了一体化的工艺流程，大大提高了数据采集处理的自动化水平，提高了工作效率，进一步缩短了工程工期；实现了管线信息读取显示、撞管分析、三维数据显示，提高了管线成果的精确度和可靠性，使本工程的测绘成果质量得到了很大的提高，同时也为地下管网综合图测绘开辟了新思路，在业内有较大的推广运用价值。
参考文献
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