運(yùn)用S技術(shù)提高城市水司的管理水平

運(yùn)用3S技術(shù)提高城市水司的管理水平論文名稱：運(yùn)用用3S技術(shù)提高城城市水司的管管理水平作者者：范業(yè)穩(wěn)摘摘要：將實(shí)時(shí)時(shí)定位精度提提高到厘米級(jí)級(jí)，同時(shí)結(jié)合合RS遙測(cè)技術(shù)，準(zhǔn)準(zhǔn)確地獲取地地下管網(wǎng)的三三維坐標(biāo)。并并將GIS應(yīng)用到自來(lái)來(lái)水行業(yè)，增增加行業(yè)的應(yīng)應(yīng)用分析功能能，科學(xué)地管管理好地下管管網(wǎng)信息。關(guān)關(guān)鍵字：3S技術(shù)常規(guī)測(cè)量技技術(shù)載波相位差差分供水管網(wǎng)是是城市建設(shè)的的重要基礎(chǔ)設(shè)設(shè)施，是城市市的血液與命命脈。它遍布布城市每一個(gè)個(gè)角落，形成成縱橫交錯(cuò)的的地下網(wǎng)絡(luò)。然然而在中國(guó)，絕絕大多數(shù)城市市的供水管網(wǎng)網(wǎng)建設(shè)年代久久、種類多、數(shù)數(shù)量大。長(zhǎng)期期以來(lái)，由于于種種原因，供供水管網(wǎng)基礎(chǔ)礎(chǔ)資料嚴(yán)重缺缺失，管網(wǎng)閥閥門等管線資資料現(xiàn)勢(shì)性差差，圖實(shí)不符符且定位誤差差較大，給管管網(wǎng)運(yùn)營(yíng)管理理以及建設(shè)帶帶來(lái)很大的困困難。另外，供供水管網(wǎng)的建建設(shè)屬于地下下工程，具有有隱蔽性的特特點(diǎn)，利用常常規(guī)的測(cè)量技技術(shù)修測(cè)供水水管網(wǎng)的線路路和閥門點(diǎn)的的點(diǎn)位。由于于誤差積累等等因素的影響響，結(jié)果只是是治標(biāo)不治本本，日積月累累，將會(huì)貽害害無(wú)窮。因此此，根據(jù)城市市發(fā)展、供水水管網(wǎng)管理與與建設(shè)的要求求，有必要運(yùn)運(yùn)用3S技術(shù)，快速速獲取供水管管網(wǎng)的現(xiàn)勢(shì)性性資料，加強(qiáng)強(qiáng)供水管網(wǎng)的的科學(xué)管理，建建設(shè)好人民生生命線工程。1應(yīng)用GPS和RS快速獲取管管網(wǎng)現(xiàn)勢(shì)資料料由于地地下管網(wǎng)屬于于地下工程，具具有隱蔽性的的特點(diǎn)。因此此，管網(wǎng)及其其地形信息是是地下管網(wǎng)建建設(shè)和管理的的重要依據(jù)，不不論是供水管管道的規(guī)劃、設(shè)設(shè)計(jì)、施工，還還是管道閥門門的監(jiān)測(cè)、維維修及其他運(yùn)運(yùn)營(yíng)管理，都都極大地依賴賴于管網(wǎng)及其其地形信息。但但是，目前中中國(guó)大多數(shù)城城市的水司都都嚴(yán)重缺乏比比較準(zhǔn)確的供供水管網(wǎng)的基基礎(chǔ)資料——基本管網(wǎng)圖圖，因此快速速獲取具有現(xiàn)現(xiàn)勢(shì)性的基本本管網(wǎng)圖是所所有城市水司司所面臨的課課題。獲獲取供水管網(wǎng)網(wǎng)的基礎(chǔ)資料料，通常是采采用常規(guī)測(cè)量量方法來(lái)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)的，但是目目前由于各方方面原因難以以實(shí)現(xiàn)。首先先，缺乏供水水管網(wǎng)圖測(cè)量量控制點(diǎn)，采采用常規(guī)技術(shù)術(shù)一方面精度度較低，另一一方面因累積積誤差較大，對(duì)對(duì)后期的管網(wǎng)網(wǎng)建設(shè)和管理理會(huì)產(chǎn)生惡劣劣的影響；其其次，采用常常規(guī)技術(shù)建立立一套城市供供水管網(wǎng)測(cè)量量控制網(wǎng)是一一個(gè)長(zhǎng)期的艱艱巨的工程，既既難以實(shí)現(xiàn)又又不經(jīng)濟(jì)；其其三，城市基基礎(chǔ)建設(shè)發(fā)展展迅速，供水水管網(wǎng)建設(shè)與與改造步伐加加快，采用常常規(guī)測(cè)量技術(shù)術(shù)獲取管網(wǎng)基基礎(chǔ)資料，很很難跟上管網(wǎng)網(wǎng)建設(shè)的速度度，這樣也就就不能保證管管網(wǎng)基礎(chǔ)資料料的現(xiàn)勢(shì)性。因因此，亟需采采用高起點(diǎn)的的先進(jìn)測(cè)繪儀儀器與設(shè)備，全全面提高管網(wǎng)網(wǎng)勘測(cè)和修測(cè)測(cè)能力。由于美國(guó)政政府人為降低低GPS定位精度限限制非特許用用戶GPS的SA政策，中國(guó)國(guó)的GPS用戶已收不不到P碼，其實(shí)時(shí)時(shí)定位精度降降低到100m左右，若按按常規(guī)的應(yīng)用用方式使用GPS難以發(fā)揮GPS優(yōu)勢(shì)。為了了抵制美國(guó)政政府的SA政策，和減減少因重復(fù)引引進(jìn)常規(guī)差分分GPS而造成的資資源浪費(fèi)和效效率效益低下下，有必要發(fā)發(fā)展差分GPS技術(shù)，提高GPS的實(shí)時(shí)定位位精度。經(jīng)過(guò)過(guò)三年的努力力探索，武漢漢測(cè)繪科技大大學(xué)、中國(guó)測(cè)測(cè)繪科學(xué)研究究院和國(guó)家基基礎(chǔ)地理信息息中心聯(lián)合研研究出建立中中國(guó)廣域差分分GPS網(wǎng)，提高了GPS實(shí)時(shí)定位精精度的整體方方案，可以將將實(shí)時(shí)定位精精度提高到分分米級(jí)，甚至至厘米級(jí)。因因此，地下管管網(wǎng)的修測(cè)可可以利用GPS，通過(guò)局域域差分實(shí)時(shí)定定位技術(shù)或廣廣域差分實(shí)時(shí)時(shí)定位技術(shù)來(lái)來(lái)實(shí)現(xiàn)。局域差分GPS((LADGPPS)是基于一定定距離內(nèi)的基基準(zhǔn)站和用戶戶站，對(duì)GPS衛(wèi)星的同步步同軌跟蹤的的基礎(chǔ)上來(lái)實(shí)實(shí)現(xiàn)的。通常常認(rèn)為，若基基準(zhǔn)站和用戶戶站同步觀測(cè)測(cè)同一顆衛(wèi)星星，且基準(zhǔn)站站和用戶站間間隔在一定距距離內(nèi)(一般不超過(guò)150km)，則這兩種種站上的觀測(cè)測(cè)值相應(yīng)于同同一衛(wèi)星的同同一軌道弧段段，它們之間間存在強(qiáng)相關(guān)關(guān)性，即它們們都包含相同同的誤差。因因此，以偽距距差分為例，將將基準(zhǔn)站所觀觀測(cè)的每一顆顆GPS衛(wèi)星的偽距距誤差按偽距距比例改正的的信息(一般還需加加上偽距改正正變率信息)，通過(guò)數(shù)據(jù)據(jù)通信鏈傳輸輸至鄰近的用用戶站。用戶戶站利用這一一信息對(duì)其所所觀測(cè)的偽距距進(jìn)行改正，即即可獲得±3m～±10mm的實(shí)時(shí)定位位精度。廣域差分GPS(WADGGPS)技術(shù)的基本本思想是對(duì)GPS觀測(cè)量的誤誤差源加以區(qū)區(qū)分，并對(duì)每每一誤差源分分別加以“模型化”，然后計(jì)算算出每一誤差差源的誤差修修正值(差分改正值)，通過(guò)數(shù)據(jù)據(jù)通信鏈傳輸輸給用戶，對(duì)對(duì)用戶GPS接收機(jī)的觀觀測(cè)值誤差加加以改正，以以達(dá)到削弱這這些誤差源的的影響，改善善用戶GPS定位精度的的目的，精度度可達(dá)1m～5m。不論論是LADGGPS，還是WADGGPS，通常是將將偽距誤差按按偽距比例改改正來(lái)提高用用戶的定位精精度的，但是是這種方法最最高只能達(dá)到到1m～5m測(cè)量精度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足供供水管網(wǎng)測(cè)量量的精度要求求。因此，為為了進(jìn)一步提提高LADGPPS和WADGPPS的定位精度度，應(yīng)提高用用戶站上的GPS定位精度，除除了進(jìn)行偽距距誤差改正外外，還需加上上載波相位差差分改正信息息，同時(shí)要求求用戶GPS具有接受載載波相位改正正信息的功能能。經(jīng)試驗(yàn)研研究，精度最最高可達(dá)1cm～2cm，單點(diǎn)定位位時(shí)間最快可可達(dá)5s，以此精度度完全可以用用于地下管線線和閥門的三三維坐標(biāo)獲取取，即使是困困難地區(qū)，結(jié)結(jié)合常規(guī)測(cè)量量方法也能實(shí)實(shí)現(xiàn)，這樣可可大大縮短閥閥門和地下管管線現(xiàn)勢(shì)性資資料的獲取時(shí)時(shí)間。GPS能夠準(zhǔn)確地地提供閥門的的三維坐標(biāo)，即即空間位置，但但是它無(wú)法辨辨認(rèn)地下管網(wǎng)網(wǎng)的類型和屬屬性，尤其是是實(shí)行“凈空工程”后，地上的的管線網(wǎng)正在在漸漸消失。相相反，地下確確是管網(wǎng)密集集，分布如蜘蜘蛛網(wǎng)一般，有有排污管、供供水管、煤氣氣管、通訊線線等多種管線線。如果基礎(chǔ)礎(chǔ)資料不準(zhǔn)，那那么常規(guī)的修修測(cè)技術(shù)幾乎乎無(wú)法獲得地地下管線的三三維坐標(biāo)，而而RS則可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)。如各種地地球物理探測(cè)測(cè)方法，利用用地物自身的的反射和發(fā)射射特性，能夠夠比較準(zhǔn)確地地探測(cè)出地下下管道的建材材、直徑、埋埋深等基本信信息，從而判判斷出地下管管道的類型，同同時(shí)輔以GPS，就可以較較為準(zhǔn)確地獲獲取供水管網(wǎng)網(wǎng)的現(xiàn)勢(shì)性資資料。2應(yīng)用GIS實(shí)現(xiàn)科學(xué)的的管理和決策策目前，中中國(guó)多數(shù)城市市水司的基礎(chǔ)礎(chǔ)資料現(xiàn)勢(shì)性性差。其一，基基礎(chǔ)資料管理理滯后，以紙紙或其他介質(zhì)質(zhì)為載體的基基礎(chǔ)資料量大大、易丟失，容容易造成基礎(chǔ)礎(chǔ)資料殘缺不不全；其二，底底圖資料形成成年代久，圖圖紙變形大，加加上編繪誤差差，從而降低低了圖紙精度度，也降低了了圖紙使用價(jià)價(jià)值；其三，城城市基礎(chǔ)建設(shè)設(shè)速度迅速，常常規(guī)測(cè)量很難難滿足基礎(chǔ)建建設(shè)和管理的的迫切需要；；其四，由于于基礎(chǔ)資料現(xiàn)現(xiàn)勢(shì)性差，供供水管網(wǎng)滲漏漏和爆管事件件不能夠得到到及時(shí)處理，造造成城市淡水水資源的浪費(fèi)費(fèi)和人民財(cái)產(chǎn)產(chǎn)的損失。因因此，建立基基本管網(wǎng)圖形形的動(dòng)態(tài)管理理系統(tǒng)，加強(qiáng)強(qiáng)基本管網(wǎng)圖圖的管理，提提高管網(wǎng)圖修修測(cè)的技術(shù)手手段，保證圖圖紙資料的準(zhǔn)準(zhǔn)確性、完整整性和現(xiàn)勢(shì)性性，是一項(xiàng)重重要且緊迫的的任務(wù)。GIS作為空間數(shù)數(shù)據(jù)管理的基基本平臺(tái)，具具有數(shù)據(jù)采集集、存儲(chǔ)、輸輸出、分發(fā)、專專題制圖和空空間查詢等功功能。利用GIS的基本功能能，結(jié)合城市市供水行業(yè)的的應(yīng)用，可極極大地提高自自來(lái)水水司的的管網(wǎng)管理能能力。其一，供供水管網(wǎng)及其其地形信息、屬屬性信息以數(shù)數(shù)據(jù)形式保存存在光盤、硬硬盤或磁盤陣陣列中，無(wú)需需以紙質(zhì)材料料保存，免除除了由此引起起的基礎(chǔ)資料料缺失和精度度降低，提高高了數(shù)據(jù)的利利用率；其二二，利用GPS和RS及時(shí)補(bǔ)測(cè)或或修測(cè)，更新新GIS數(shù)據(jù)，以最最快的時(shí)間保保證數(shù)據(jù)的現(xiàn)現(xiàn)勢(shì)性，同時(shí)時(shí)，根據(jù)需要要GIS可以隨時(shí)輸輸出任意比例例及范圍的管管網(wǎng)圖，供建建設(shè)者使用；；其三，利用用GIS可以自動(dòng)完完成或減少供供水行業(yè)的職職能業(yè)務(wù)量，如如自動(dòng)抄錄水水表，爆管分分析和閥門管管理等，減少少了人工的誤誤差，提高了了工作和事故故處理效率，大大大降低了資資源的浪費(fèi)。如如廣州市自來(lái)來(lái)水公司利用用武漢吉奧工工程公司GeoSttar軟件開(kāi)發(fā)的的閥門實(shí)時(shí)動(dòng)動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)統(tǒng)，可以以多多種方式調(diào)用用需要處理的的圖形，損壞壞閥門的報(bào)修修和修復(fù)，及及時(shí)分析爆管管地段，自動(dòng)動(dòng)搜索需要調(diào)調(diào)控的閥門，并并繪出各閥門門的實(shí)地綁點(diǎn)點(diǎn)圖，給施工工人員以最大大的信息量來(lái)來(lái)處理爆管事事件。如圖1所示。圖1閥門實(shí)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)管理理系統(tǒng)雖然基礎(chǔ)管管網(wǎng)圖已經(jīng)明明確地反映了了閥門和管線線之間的關(guān)系系及其分布狀狀況，但是并并不能清晰地地反映閥門、管管網(wǎng)與地面上上的特征地物物（如建筑物物、道路、溝溝渠、燈桿等等）的關(guān)系。為為了能夠直觀觀地表現(xiàn)地下下管網(wǎng)與其他他特征地物的的分布狀態(tài)，提提高基礎(chǔ)管網(wǎng)網(wǎng)圖的利用率率，可以建立立大比例尺（1∶500,1∶10000,1∶2000等）地形庫(kù)庫(kù)作為供水管管網(wǎng)的背景，或或直接建立大大比例尺地形形圖圖形庫(kù)或或航空影像庫(kù)庫(kù)作為背景，再再套合基礎(chǔ)管管網(wǎng)圖，使得得GIS在管理地下下供水管網(wǎng)時(shí)時(shí)更能表現(xiàn)出出直觀的管網(wǎng)網(wǎng)分布，易于于理解、操作作、規(guī)劃和施施工。3分階段建建設(shè)，循序漸漸進(jìn)從傳傳統(tǒng)的管理模模式過(guò)渡到現(xiàn)現(xiàn)代管理方式式上來(lái)，其實(shí)實(shí)也是改革，如如果急功心切切，則欲速而而不達(dá)，從而而造成整個(gè)建建設(shè)過(guò)程中人人力、物力、財(cái)財(cái)力的浪費(fèi)。為為保證各城市市水司成功地地進(jìn)行管理轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)軌，減少轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換過(guò)程中的的浪費(fèi)，整個(gè)個(gè)轉(zhuǎn)換過(guò)程必必須根據(jù)本水水司的實(shí)際情情況按步驟、分分階段，循序序漸進(jìn)地來(lái)實(shí)實(shí)行。廣州市市自來(lái)水公司司歷史悠久，供供水管網(wǎng)方面面的基礎(chǔ)資料料變形大，精精度差，在實(shí)實(shí)際工作中很很難發(fā)揮其應(yīng)應(yīng)有的作用。為為實(shí)現(xiàn)對(duì)管網(wǎng)網(wǎng)的數(shù)字化管管理，公司領(lǐng)領(lǐng)導(dǎo)兼顧現(xiàn)狀狀和發(fā)展兩方方面的實(shí)際情情況，將整個(gè)個(gè)建設(shè)過(guò)程分分成六個(gè)階段段進(jìn)行。1)參考現(xiàn)有的的閥門管線地地形圖，草繪繪廣州市七個(gè)個(gè)分所的閥門門管線示意圖圖。2)以草圖為試試驗(yàn)，建設(shè)閥閥門實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)態(tài)管理系統(tǒng)，實(shí)實(shí)現(xiàn)閥門管線線管理的基本本功能。3)總結(jié)閥門實(shí)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)管理理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)發(fā)和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)，確定基礎(chǔ)礎(chǔ)數(shù)據(jù)和屬性性數(shù)據(jù)的表現(xiàn)現(xiàn)形式以及系系統(tǒng)需要增加加的功能。4)以一個(gè)所為為試驗(yàn)，參考考現(xiàn)有的閥門門管線圖，利利用GPS和RS技術(shù)，獲取取閥門管線三三維坐標(biāo)的數(shù)數(shù)字信息，并并入庫(kù)管理。5)建立大比例例尺地形圖圖圖形庫(kù)或航空空影像庫(kù)，以以此作為閥門門管線的地理理背景，并入入庫(kù)管理。6)建設(shè)整個(gè)廣廣州市供水管管網(wǎng)的管理網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。分分階段建設(shè)既既可以總結(jié)前前一階段的經(jīng)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，為為下一階段作作借鑒；又可可以通過(guò)實(shí)踐踐逐漸改變領(lǐng)領(lǐng)導(dǎo)和職工的的改革觀念，弱弱化建設(shè)過(guò)程程中的重重阻阻力，為整個(gè)個(gè)建設(shè)鋪平道道路。4結(jié)束語(yǔ)