一种地下管线数据采集成图的方法
阅读说明：本技术 一种地下管线数据采集成图的方法 (Underground pipeline data acquisition and mapping method ) 是由 任森林 帅亮进 邹兴 帅鹏航 于 2021-07-23 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种地下管线数据采集成图的方法,包括以下步骤：S1、利用发射换能器阵列向地下管线发射宽扇区覆盖的声波；S2、利用接收换能器阵列对声波进行窄波束接收；S3、通过发射、接收扇区指向的正交性形成对管线表面的照射脚印；S4、对照射脚印进行提取,并与计算机内存储的数据进行比对,给出与地面垂直的垂面内上百个甚至更多的管线被测点的管线埋深值及管内介质；S5、通过管内介质判断出管类,并根据管线埋深值描绘出管线的三维特征,与现场采集的导航定位及姿态数据相结合,绘制出高精度管网数字成果图。本发明具备能可靠地描绘出管线的三维特征,与现场采集的导航定位及姿态数据相结合,绘制出高精度管网数字成果图的优点。(The invention discloses a method for acquiring underground pipeline data into a map, which comprises the following steps: s1, transmitting sound waves covered by a wide sector to an underground pipeline by using the transmitting transducer array; s2, narrow-beam receiving is carried out on the sound waves by utilizing the receiving transducer array; s3, forming an illumination footprint on the surface of the pipeline through the orthogonality of the orientation of the transmitting and receiving sectors; s4, extracting the irradiation footprint, comparing the extracted footprint with data stored in a computer, and giving pipeline buried depth values and medium in the pipeline of hundreds or even more measured points in a vertical plane vertical to the ground; and S5, judging the pipe type through the medium in the pipe, drawing the three-dimensional characteristics of the pipe according to the buried depth value of the pipe, and drawing a high-precision pipe network digital result diagram by combining with navigation positioning and attitude data acquired on site. The method has the advantages that the three-dimensional characteristics of the pipeline can be reliably described, and the high-precision pipe network digital result diagram can be drawn by combining with navigation positioning and attitude data acquired on site.)
技术领域
本发明涉及地下管线数据采集技术领域，具体为一种地下管线数据采集成图的方法。
背景技术
城市地下管网是维系城市地上地下空间联系、保证城市整体运行的基础设施，是城市生存和发展的血脉，是城市规划、建设、管理的重要基础信息。城市地下管网如给水、排水、燃气、电力、通讯、热力、工业等管线，就像人体内的“血管”和“神经”，日夜担负着输送物质、能量和传输信息的功能，是城市赖以生存和发展的物质基础，随着城市建设的不断发展，地下管网的建设和和改造任务十分繁重，地下管网的分布情况肉眼无法看穿，城市中地下管网更是错综复杂、特别是道路口数据采集更是难上加难，城市地下管线数据采集现在还是分为两部分：前期做物探数据采集，后期做空间数据采集后汇总再成图。在物探数据采集上都是靠着数据采集人员经验进行预判。及其耽误探测时间与精度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种地下管线数据采集成图的方法，具备能可靠地描绘出管线的三维特征，与现场采集的导航定位及姿态数据相结合，绘制出高精度管网数字成果图的优点，解决了城市地下管线数据采集现在还是分为两部分：前期做物探数据采集，后期做空间数据采集后汇总再成图。在物探数据采集上都是靠着数据采集人员经验进行预判。及其耽误探测时间与精度的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种地下管线数据采集成图的方法，包括以下步骤：
S1、利用发射换能器阵列向地下管线发射宽扇区覆盖的声波；
S2、利用接收换能器阵列对声波进行窄波束接收；
S3、通过发射、接收扇区指向的正交性形成对管线表面的照射脚印；
S4、对照射脚印进行提取，并与计算机内存储的数据进行比对，给出与地面垂直的垂面内上百个甚至更多的管线被测点的管线埋深值及管内介质；
S5、通过管内介质判断出管类，并根据管线埋深值描绘出管线的三维特征，与现场采集的导航定位及姿态数据相结合，绘制出高精度管网数字成果图。
优选的，发射换能器阵列可为矩形、圆形或其它多边形阵列。
优选的，接收换能器阵列的形状及换能器个数与发射换能器阵列的换能器个数及位置一一对应。
优选的，S4中计算机预先存储有不同埋深值及管内介质对应的照射脚印。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：利用发射换能器阵列向地下管线发射宽扇区覆盖的声波，利用接收换能器阵列对声波进行窄波束接收，通过发射、接收扇区指向的正交性形成对管线表面的照射脚印，对这些脚印进行恰当的处理，一次数据采集就能给出与地面垂直的垂面内上百个甚至更多的管线被测点的管线埋深值及管内介质，通过机器学习法从而能够精确、快速地测出一定宽度内地下管网的大小、形状和高低变化，通过管内介质判断出管类，可靠地描绘出管线的三维特征，与现场采集的导航定位及姿态数据相结合，绘制出高精度管网数字成果图，且地下管网实时可视化，不会漏测管网数据，不需对管网进行开挖便可进行数据采集，数据采集人员无需专业人士，进一步增加数据采集效率，同时可节省时间成本。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明提供的一种地下管线数据采集成图的方法的技术方案
实施例1：
一种地下管线数据采集成图的方法，包括以下步骤：
S1、利用发射换能器阵列向地下管线发射宽扇区覆盖的声波，发射换能器阵列为矩形阵列；
S2、利用接收换能器阵列对声波进行窄波束接收，接收换能器阵列的形状及换能器个数与发射换能器阵列的换能器个数及位置一一对应；
S3、通过发射、接收扇区指向的正交性形成对管线表面的照射脚印，进而达到地下管网实时可视化，不会漏测管网数据，不需对管网进行开挖便可进行数据采集，数据采集人员无需专业人士，进一步增加数据采集效率，同时可节省时间成本；
S4、对照射脚印进行提取，并与计算机内存储的数据进行比对，给出与地面垂直的垂面内上百个甚至更多的管线被测点的管线埋深值及管内介质，计算机预先存储有不同埋深值及管内介质对应的照射脚印；
S5、通过管内介质判断出管类，并根据管线埋深值描绘出管线的三维特征，与现场采集的导航定位及姿态数据相结合，绘制出高精度管网数字成果图，进而达到不需在进行物探数据采集时与空间数据采集分开，增加数据采集效率。
实施例2：
一种地下管线数据采集成图的方法，包括以下步骤：
S1、利用发射换能器阵列向地下管线发射宽扇区覆盖的声波，发射换能器阵列为圆形阵列；
S2、利用接收换能器阵列对声波进行窄波束接收，接收换能器阵列的形状及换能器个数与发射换能器阵列的换能器个数及位置一一对应；
S3、通过发射、接收扇区指向的正交性形成对管线表面的照射脚印，进而达到地下管网实时可视化，不会漏测管网数据，不需对管网进行开挖便可进行数据采集，数据采集人员无需专业人士，进一步增加数据采集效率，同时可节省时间成本；
S4、对照射脚印进行提取，并与计算机内存储的数据进行比对，给出与地面垂直的垂面内上百个甚至更多的管线被测点的管线埋深值及管内介质，计算机预先存储有不同埋深值及管内介质对应的照射脚印；
S5、通过管内介质判断出管类，并根据管线埋深值描绘出管线的三维特征，与现场采集的导航定位及姿态数据相结合，绘制出高精度管网数字成果图，进而达到不需在进行物探数据采集时与空间数据采集分开，增加数据采集效率。
实施例3：
一种地下管线数据采集成图的方法，包括以下步骤：
S1、利用发射换能器阵列向地下管线发射宽扇区覆盖的声波，发射换能器阵列为六边形阵列；
S2、利用接收换能器阵列对声波进行窄波束接收，接收换能器阵列的形状及换能器个数与发射换能器阵列的换能器个数及位置一一对应；
S3、通过发射、接收扇区指向的正交性形成对管线表面的照射脚印，进而达到地下管网实时可视化，不会漏测管网数据，不需对管网进行开挖便可进行数据采集，数据采集人员无需专业人士，进一步增加数据采集效率，同时可节省时间成本；
S4、对照射脚印进行提取，并与计算机内存储的数据进行比对，给出与地面垂直的垂面内上百个甚至更多的管线被测点的管线埋深值及管内介质，计算机预先存储有不同埋深值及管内介质对应的照射脚印；
S5、通过管内介质判断出管类，并根据管线埋深值描绘出管线的三维特征，与现场采集的导航定位及姿态数据相结合，绘制出高精度管网数字成果图，进而达到不需在进行物探数据采集时与空间数据采集分开，增加数据采集效率。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
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