现代测绘技术在地下管线测量中的应用初探

城市化进程不断加快，地下管线系统的建设一直都是城市化建设工作实施中的重要组成，对城市的规划、建设和管理具有实质性意义。尤其是现代化社会发展背景下，我国各地城市的建设规模不断扩大，城市地下管道修建数量也不断增加，各种不同类型地下管线的交错铺设，逐渐形成相对比较复杂的网络体系。为实现对其更好的维护和管理，需要定期对地下管线进行测量，利用现代测绘技术来进行操作，有利于提高测量效率和质量。

1 RTK 结合全站仪，优化测量流程

1.1 控制点测量阶段

控制点测量是地下管线测量前期的关键环节，利用 RTK 在开阔区域快速布设控制点，能够在短时间内获取大量控制点的坐标，确定测量区域的整体控制框架（RTK 技术应用流程，如图 1 所示）。对于受卫星信号影响较大、RTK 无法正常工作的区域使用全站仪进行控制点加密测量，通过全站仪高精度的测角测距功能，对这些特殊区域的控制点进行精确测量，实现对控制点网络的补充和完善，以此来保证整个测量区域得到准确的控制基准。

图 1 RTK 技术应用流程

1.2 管线点测量阶段

要在进行地下管线点测量时，根据测量现场的实际情况灵活选择测量仪器，比如在卫星信号良好的开阔地段要优先使用 RTK 进行管线点定位测量，快速获取管线点的三维坐标，而当遇到卫星信号遮挡的区域就要及时切换至全站仪进行测量，利用全站仪的极坐标法、后方交会法等测量方法，有利于精确测定管线点的位置和高程。在测量过程中还能够利用 RTK的实时定位功能，为全站仪设站提供初始坐标，不仅能够减少全站仪设站的时间和工作量，而且还能够提高测量效率。

1.3 数据采集

在数据采集阶段需要选择利用性能良好的 GPS 接收机，严格按照操作规程进行设备架设和参数设置。测量前对接收机进行初始化，保证其能够稳定接收卫星信号，并在测量过程中记录观测时间、卫星号、信噪比等数据，以此来保证观测数据的完整性和准确性。为提高测量精度，根据测量精度要求和卫星状况合理确定每个控制点的观测时间，一般静态测量时观测时间不少于 45 分钟 [2]。为避免数据误差，测量人员可以选择利用多台接收机进行同步观测，不仅能够增加观测数据的冗余度，而且还能够提高数据的可靠性。

1.4 数据处理与分析

数据采集完成后要及时利用专业的 GPS 数据处理软件对观测数据进行处理。首先进行基线解算，计算各控制点之间的基线向量，检查基线解算的精度指标，保证基线解算结果符合要求。其次要进行网平差，将基线向量与已知控制点坐标进行联合平差，计算出各控制点的最终坐标。在数据处理过程中对出现误差较大的数据进行分析，判断误差原因，必要时进行补测，保证测量成果的精度和可靠性。

1.5 数据校核与补测阶段

完成测量工作后，测量人员要对 RTK 和全站仪采集的数据进行整合分析，对比两种仪器测量同一管线点的数据，并进行相互校核，以此来保证测量数据的准确性。对存在偏差的数据，或者是由于特殊原因未测量到的管线点，需要及时使用合适的仪器进行补测，保证测量成果的可靠性。

2 合理利用GIS，获取关键性数据

2.1 地下管线数据采集与整合

GIS 具有强大的多源数据集成能力，能够对 GPS、全站仪、探地雷达等不同设备采集的数据进行统一整合，即便是 GPS 采集的管线控制点坐标数据、全站仪获取的管线特征点精确位置数据，或者探地雷达探测到的地下管线分布信息等都能够利用不同的数据格式导入GIS 系统中。通过数据格式转换和坐标系的统一，能够将这些数据集成到同一个空间数据库中，形成全面的地下管线数据集，避免数据分散带来管理问题，为获取关键性数据提供丰富的数据基础作为支持[4]。城市地下管线具有动态变化的特点，尤其是新管线的铺设、旧管线的改造等都需要及时更新数据，而 GIS 支持数据的实时更新，测量人员通过移动终端设备能够在现场对新发现的管线信息进行采集和录入。这些数据能够实时同步到 GIS 数据库中，促使地下管线数据始终保持最新状态，以此来更好的反映管线现状。

2.2 地下管线数据深度分析与关键信息提取

GIS 的空间分析功能能够深入挖掘地下管线的位置与拓扑关系等关键性数据，利用缓冲区分析来确定管线周边一定范围内的影响区域，为施工安全评估和管线保护提供依据，而网络分析则能够分析地下管线的连通性和流向，从中获取管线之间的拓扑关系数据，为应急处理和管线运维提供可参考依据。另外，GIS 支持对地下管线属性数据的快速查询与统计分析，用户利用属性查询功能可以根据管线名称、材质、管径、埋设年代等属性条件，快速检索到符合要求的管线数据。还可以利用统计分析工具对地下管线的各类属性进行统计，利用统计数据能够了解地下管线的整体状况，为规划设计、资源调配等决策提供关键性数据支持。

2.3 数据交互获取

GIS 在应用时能够将地下管线数据以三维可视化的形式呈现出来，更直观的展示管线的空间分布、走向和埋深情况，并利用三维建模技术将地下管线与地面建筑、地形地貌等进行整合，以此来形成三维场景。在三维可视化环境中，用户可以从不同角度、不同高度观察地下管线，更清晰的了解管线之间的空间关系，以便从中获取关键信息 [5]。由于 GIS 能够提供交互式操作界面，所以用户可以通过鼠标点击、拖拽等操作直接在可视化场景中获取所需的关键性数据。交互式的数据获取方式在使用时，能够促使数据查询更加便捷和高效，有利于满足不同用户对地下管线关键性数据的个性化需求。

3 一体化测绘，构建网络化测量体系

3.1 建立数据共享平台

对基于云计算和互联网技术的地下管线测量数据共享平台进行构建和实施，该平台是数据存储、管理和共享的中枢，允许不同部门、不同单位的测量人员上传、下载和查询测量数据。通过制定统一的数据标准和接口规范，保证各参与方的数据能够顺利接入平台，实现数据的无缝共享，比如城市规划部门、市政建设单位、测绘企业等都能够在平台上获取所需的地下管线测量数据，避免重复测量的同时，有利于提高数据的利用效率。该平台还能够设置数据访问权限，以此来为数据的安全性和隐私性提供保证。

3.2 实现协同作业

网络化测量体系支持多方协同作业，尤其在大型地下管线测量项目中，不同区域、不同专业的测量团队通过数据共享平台能够实时获取项目整体进度和其他团队的测量成果，避免工作冲突和重复劳动。还可以利用视频会议、在线协同编辑等远程协作技术实现测量方案的共同研讨，对测量数据进行实时分析，并及时解决现存的各种问题，当某一测量团队在现场遇到复杂管线情况，且难以判断时直接利用该平台邀请专家进行远程指导，快速确定解决方案，以此来提高测量工作的协同性和准确性。

3.3 动态监测与更新

网络化测量体系与实时监测技术的结合，能够对地下管线进行动态监测。在地下管线关键节点和易出现问题的区域安装压力传感器、位移传感器等传感器，方便实时采集管线的运行状态数据，并通过网络传输至数据共享平台。结合测量数据，对管线的健康状况进行评估和预警，一旦发现异常情况，及时通知相关部门进行处理，测量根据监测数据和实际情况，对地下管线测量数据进行动态更新，促使数据能够实时反映管线的真实状态，为城市地下管线的规划、建设和运维提供可靠的数据支持。

3.4 一体化测绘与网络化测量体系的实施保障

为保证一体化测绘与网络化测量体系的实施效果，首先要做的一点就是要加大对一体化测绘和网络化测量相关技术的研发投入，鼓励科研机构、高校和企业开展联合攻关，突破技术瓶颈的同时，能够提高测量技术的自动化、智能化水平。加强专业人才培养，在高校测绘、地理信息等相关专业课程中增设一体化测绘和网络化测量相关的教学内容，培养学生掌握多技术融合的测量方法和数据处理能力，或者面向行业从业人员开展定期培训和继续教育，更新其知识体系，提高其在一体化测绘和网络化测量体系下的工作操作技能水平。其次，政府部门要制定和完善相关政策法规，鼓励和支持地下管线测量中一体化测绘和网络化测量体系的应用，并组织相关单位和专家制定统一的测量技术标准、数据标准和管理规范，保证不同测量单位和项目之间的数据具有兼容性和互操作性。需要注意的一点就是要明确各参与方在测量工作中的权利和义务，规范测量市场的基本秩序，以便为一体化测绘和网络化测量体系的构建和运行提供保证。最后要加大资金投入力度，为一体化测绘和网络化测量体系的建设提供资金支持，政府设立专项基金，支持相关技术研发、设备购置和平台建设，或者鼓励企业和社会资本参与，以便形成多元化的资金投入机制。还可以选择一些典型区域或者项目来开展一体化测绘和网络化测量体系的示范应用，利用示范项目来展示该体系的优势和成效，并总结经验和推广，以此来推动地下管线测量行业整体技术水平的提升。

4 地下管线探测仪的应用

4.1 新建工程前期测量

在城市道路改造、地铁建设等新建工程开工前要全面掌握施工区域内地下管线的分布情况，避免施工过程中对管线造成破坏。地下管线探测仪在不破坏地面的前提下，能够快速、准确探测出各类地下管线的位置、走向和埋深，使用地下管线探测仪对沿线区域进行探测，能够准确定位出多条供水、燃气、通信管线，并绘制出详细的地下管线分布图。施工单位根据该图合理规划施工方案，避免管线损坏事故的发生，为工程顺利推进提供基本保证。

4.2 既有管线维护与更新测量

对已经建成的地下管线系统，在进行维护、改造或扩建时要精确了解既有管线的现状，地下管线探测仪能够帮助工作人员快速找到管线的具体位置，方便检修和维护工作的开展。尤其在老旧小区的排水管道改造工程中，探测仪准确找出堵塞或破损管道的位置，施工人员无需大面积开挖地面，只需在精准定位的区域进行局部施工，有利于缩短施工周期，减少对居民生活的影响。

4.3 应急抢险中的快速定位

当发生地下管线泄漏、破裂等突发事件时能够快速定位受损管线位置，地下管线探测仪能够在短时间内对事故区域进行探测，确定管线破损点，一点发生事故，探测人员携带探测仪迅速到达现场，利用其高灵敏度的探测功能，很快就能找到泄漏点的准确位置，为抢险人员及时修复管道、排除安全隐患赢得更多宝贵时间。

5 结语

地下管线测量工作中要根据不同要求选择适合的管线和管材，并做好前期准备工作，对全站仪以及 GIS 等现代测绘技术进行合理利用，避免测量误差的同时，为测量结果的准确性提供保证，以此来保证地下管线测量的效果。

参考文献：

[1] 朱海莉 , 姚伟凯 , 朱文利 , 等 . 现代测绘技术在工程测量中的应用 [J]. 城市建设理论研究 ( 电子版 ),2023,(17):133-135.

[2] 苟龙 . 现代测绘技术在工程测量中的应用 [J]. 城市建设理论研究 ( 电子版 ),2023,(16):175-177.

[3] 李蓓蓓 . 探讨地下管线测量中现代测绘的应用 [J]. 大众标准化 ,2022,(12):146-148.

[4] 杨 超 . 测 绘 技 术 在 城 市 地 下 管 线 测 量 中 的 应 用 [J]. 造 纸 装 备 及 材料 ,2022,51(02):124-126.

[5] 姜 宗 波 , 韦 庆 礼 .RTK 地 下 管 线 测 绘 技 术 应 用 与 发 展 研 究 [J]. 粘接 ,2022,49(01):188-191.

作者简介：许柔立（1983.7-），男，本科，工程师，主要从事测量工作。