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摘要：近年来，随着社会经济的快速发展，城市化进程不断加快，地下管线作为城市基础设施之一，其作用和地位日益凸显。在地下管线测量工作中，传统的测量方法已经不能满足现代化城市发展的需求，对地下管线的设计、规划和管理带来了巨大的挑战。目前，我国很多城市已经将现代测绘技术应用于地下管线测量中，提高了地下管线测量的效率和精度。

本文结合现阶段我国地下管线测量工作开展现状进行分析，并且对各种现代测绘技术的应用要点进行探索，提高地下管线测量精度和效率，同时为后续类似工作的顺利开展提供参考。

关键词：地下管线；测绘；精度；应用

当前，我国各地区开始对城市地下管线进行了相关测量工作，但由于当时测绘技术和设备落后，使得管线测量工作进展缓慢。随着我国测绘技术的不断发展和进步，各种新型测绘仪器不断涌现，如全站仪、 GNSS-RTK、管线探测仪、管线探地雷达等，各种先进的测绘仪器的使用和数据处理方法的运用，极大地提高了我国测绘技术和数据处理水平。目前，我国大型城市已经开展了城市地下管线信息化管理系统建设，由于地下管线错综复杂，传统测绘技术手段效率低下，已不能满足日益增长的地下管线测量任务，通过对上述各种先进的现代测绘技术的合理选择和使用，可以解决传统测绘工作中存在的各种问题和不足。

1我国地下管线测量工作开展现状

地下管线是城市重要的基础设施，是维持群众正常生活和城市安全发展的“生命线”，对城市经济发展起着不可替代的作用。地下管线测量是提升地下管线监管效率和精细化管理水平的技术支撑，为统筹地上地下建设管理，推动城市高质量发展提供有力保障。随着科学技术的不断进步，测绘技术也在不断发展，各种新技术、新方法和新设备也不断涌现，极大地推动了我国地下管线测量工作的发展。目前，我国一些大型城市已开展了建设地下综合管线信息化管理系统的工作，建立完善的地下综合管线信息化系统离不开地下管线测量工作。

地下管线测量工作主要分为地下管线地理空间数据采集和地下管线属性采集，地下管线的地理空间数据主要通过测绘手段获取，地下管线属性信息获取手段包括仪器探测和人工调查两种方法。其中需要通过人工调查方法采集的管线属性数据在地下管线数据采集作业中占比较大。测绘行业发展至今，传统测绘主要手段依旧是以RTK及全站仪为主导生产工具。然而，传统测绘方法存在如下问题：1）受天气等因素影响较大；2）受测区复杂地形影响较大；3）受RTK信号影响较大；4）人工进行数据采集效率低、劳动强度大、工作效率低下；5）作业人员测量技术水平参差不齐；6）数据采集不够规范；7）测量成果资料不够完整；8）不能及时提供管线信息服务；9）无法满足城市规划、建设和管理的需要。

2现代测绘技术在地下管线测量工作中的应用分析

2.1全站仪测绘技术

全站仪是一种集测量、计算和分析于一体的自动化测绘仪器，在地下管线测量中有一定的适用性，拥有较好的精度。全站仪主要由三个部分组成：观测系统、电子测角系统和数据处理系统。全站仪的主要功能包括测量、计算、分析，在地下管线测量工作中，使用全站仪可以通过对测站点坐标的测定，利用软件计算出各管线点的平面坐标及高程。全站仪可以实现多站同时采集数据，一定程度上节省了人力和物力，提高了作业效率。此外，全站仪还具有自动化程度高、操作简单、不受信号影响等优点，在地形复杂的老旧城区地下管线测量工作中具有很高的应用价值，但由于全站仪受测量人员技术水平和测区作业条件的限制，目前其在地下管线测量工作中的应用还不够广泛，如图1。

2.2 GNSS-RTK 技术

卫星定位技术是现代测绘技术的核心，在实际测量过程中， GNSS的应用能够大幅提升测量的效率和精度。随着卫星定位技术的发展，依托GNSS出现了很多新的测量技术，如 RTK定位技术，即实时动态差分定位技术，其基本原理是根据坐标转换模型和大地高转化为基准站坐标的方法，对流动站观测数据进行处理，将处理结果实时地传输到基准站，并通过数据链与流动站进行实时动态差分改正。当基准站和流动站距离较近时，可以采用双频 RTK技术进行实时动态差分改正，将双频 RTK的精度提升到厘米级。在实际测量中，为了满足城市地下管线测量的精度要求，应选择精度较高、稳定性较强的GNSS双频或多频接收机，同时在选择GNSS接收机时要结合自身实际需求进行选择。在使用过程中要注意以下问题：1） 单基站RTK的架设应选择在地势开阔、便于信号传播的位置；2）选择合适的测站天线高度、天线方向角等参数；3）要保证卫星信号可以正常接收。单基站RTK技术应用过程中，应注意为了提高单基站RTK技术的工作效率，要对基准站和流动站进行合理规划，保证基准站和流动站之间的距离较短，使其保持较高的灵敏度。在使用 GNSS接收机进行测量时，如果基准站和流动站的距离较远时，可利用控制点进行控制，提高测量精度。近年来传统单基站RTK测量作业方式随着CORS系统的出现发生了巨大的改变。利用多基站网络RTK技术建立的连续运行（卫星定位服务）参考站（Continuously Operating Reference Stations），缩写为CORS。相对于传统RTK，CORS系统优势体现在：1）采用连续基站，用户可随时随地进行观测，提高了工作效率；2）拥有完善的数据监控系统，可以有效地消除系统误差和周跳，增加了数据采集的可靠性；3）用户不需架设参考站，扩大了工作范围，真正实现单机作业，减少了测量成本；4）提供远程INTERNET服务，实现了数据的共享；5）能够给予一定区域内的测绘作业一项统一的基础性标准，可由本质上解决跨行业、跨部门间所存在着的坐标系统差异性。CORS系统下的GNSS测量技术已成为地下管线测量作业中主流的技术手段。

2.3 qv管道潜望镜应用

传统的地下管线属性数据采集多为人工下井采集，地下管线检查井内通常环境恶劣，空间狭小，检查井底距井面高度较大，以我公司所属地区为例，排水管道检查井底距井面高度一般为4-6m，个别检查井深达到10m，复杂管线井室内管线纵横交错，大部分管线检查井内或多或少的存在堆土、淤泥、积水现象，且均无照明设施。井外观察无法获取管线属性数据，井下作业极端困难，数据采集效率低下。

管道潜望镜是利用操作杆将自带探照光源、无线图形传输的高清摄像探头及激光测距仪放入检查井内，管道潜望镜可以有效解决人员非进入式的“所见即所得”，可以实时获取管线检查井内管线种类、管材、管径、排水流向、管道连接关系等管线属性数据。结合测绘手段获取的地下管线地理空间数据可以建设地下管线数据库。

2.4地下管线探测仪应用

在地下管线测量过程中，使用多种仪器设备进行探测，常用的有地下管线探测仪器按照原理分为两类。

2.4.1 地下管线探测仪是利用电磁感应原理探测金属管线、光/电缆，以及一些带有金属线的非金属管线。由于地下管线探测仪是通过电磁波发射和接收来实现探测目标，它不受土壤导电特性、介质电磁特性以及温度变化的影响，可以快速准确地探测出地下管线的位置、深度和走向等信息。地下管线探测仪在应用过程中具有以下优点：第一，探测距离长。地下管线探测仪在实际应用中可以同时探测多个目标物，如电缆、水管和其他金属管道等；第二，操作简便、效率高；第三，测点位置准确；第四，可全天候作业。在实际应用中管线探测仪有一定的局限性，1）面对复杂的多线路埋设综合管网，当测量的管线附近有其他同等或较强信号时，管线探测仪线圈接收其他的磁通量从而影响管线定位及管线测深的准确性；2）探测非金属管线时，必须借助非金属探头，使用起来比较费力，需要侵入管线内部；3）现有的管线探测仪探测深度有限，最大测深小于7m。

2.4.2 探地雷达的基本原理是利用管线与介质的介电性、导电性及导磁性差异，发射源发出高频电磁波向地面下方穿透，当电磁波遇到介电系数不同的介质时会产生反射电磁波，再由接收天线接收反射回来的电磁波，获得地下管线的雷达波图像，进而确定管线的位置、材质、管径及埋深。相比较管线探测仪只能探测金属管线，探地雷达可以探测所有材质的管线。在实际应用中新型探地雷达内置双频天线阵运用超宽带雷达技术，探测深度已大幅超越管线探测仪，探地雷达可同时探测浅部与深部的地下管线，结合实时的数据传输和软件分析可更直观的反应地下管线属性数据，提升了探测结果的准确率，新型探地雷达可外接GNSS接收设备，能同时采集地下管线地理空间数据，如图4。探地雷达在地下管线探测过程中还具有以下缺点：第一，由于探地雷达是利用电磁波原理进行探测的仪器，因此会受外界环境影响；第二，操作相对复杂。探地雷达在进行实际测量时需要一定的专业知识和技能；第三，技术未完全成熟。因此，在实际测量工作当中需要结合地下管线各种探测条件和工作环境情况，对管线的探测方法进行合理选择和使用。

2.5高程控制测量

高程控制测量是地下管线测量中的重要组成部分，也是地下管线测量工作的基础，目前，我国已经建立了以国家精密水准网为核心的高程控制网体系，这种高程控制网是由国家一、二级水准点组成的闭合水准网，可以实现对高精度高程控制的要求。在地下管线测量过程中，可以利用高精度的水准点进行高程控制测量，同时为了提高高程控制测量的效率，可以利用现代化测绘技术，如 GNSS技术进行高程控制测量。在具体测量过程中，要严格按照相关标准要求进行。首先，要选择适当的高精度水准点为基准点，保证水准点位置和高程精度达到国家相关标准；其次，要合理布设GNSS平高控制点，使两个控制之间的距离保持在1 km以内，同时要保证基线长度满足要求；要对所有GNSS平高控制点进行高程拟合，最后与已知高精度水准点进行联测，获得高精度拟合高程，以保证高程控制测量的精度和可靠性。

3现代测绘技术在地下管线测量中使用时的注意事项

在进行金属管道探测时，要对金属管道进行预处理，如在管道上方进行钻孔或打桩，然后采用管线探测仪探测。金属管道的内部结构复杂，干扰较大，需要多个管线探测仪同时工作，才能准确判断出金属管道的位置和走向。在测量过程中要注意对地下管线探测仪的保护和管理。地下管线信息系统是现代测绘技术在城市地下管线测量工作中应用的重要体现，是实现城市数字化、信息化管理的基础，通过现代测绘技术对地下管线信息进行采集、传输和处理，可以有效地提升城市信息化管理水平。当前，我国城市地下管线信息系统的建设仍处于发展阶段，其运行效率和质量还有待提高，特别是在地下管线数据采集过程中，要充分考虑到数据传输的实时性、可靠性和安全性等问题。现代测绘技术是实现城市地下管线信息化管理的关键技术，随着现代测绘技术的不断发展和完善，其在地下管线测量工作中的应用会越来越广泛。在现代测绘技术的支持下，可以实现城市地下管线信息数据的自动采集、管理、存储、更新和共享，并实现城市地下管线信息系统与 GIS平台、三维虚拟仿真平台等系统之间的有效对接和融合，从而为城市地下管线测量工作提供科学有效的参考依据。

4结语：

综上，地下管线是城市的生命线，为城市的经济发展和人们的生产生活提供了保障，现代测绘技术在地下管线测量中的应用还有待进一步提高，为了有效提高地下管线测量的精度和效率，在进行地下管线测量工作时应积极应用自动化测绘技术和全站仪等先进仪器设备，从而有效提高外业工作效率和降低外业作业风险，提高数据采集精度和数据处理效率。

参考文献：

[1]周静山.现代测绘技术在地下管线测量中的应用[J].华北自然资源，2022，111（06）：92-94.

[2]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.

[3]李学良.地下管线测量工作中现代测绘技术的应用[J].中国高新科技，2019，58（22）：96-98.

[4]刘志杰，张驰，方攀.现代测绘技术在地下管线普查与更新中的应用探究[J].冶金与材料，2018，38（06）：61+63.

[5]唐之辉.现代测绘技术在新田辽矿区地下管线测量中的应用[J].世界有色金属，2017，479（11）：46-47.

作者简介：邓斌（1984.11-），男，湖南永州人，本科，工程师，主要从事地形测量，水准测量，管线测量工作。