一种建立综合管廊信息数据库的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及管网数据建库领域，尤其涉及一种建立综合管廊信息数据库的方法。
【背景技术】
[0002] 地下管线被视为城市的生命线，随着城市的不断发展，管线数量迅速增加。目前许 多城市、企业地下管网分布不清，档案资料管理不够规范，城市地下管线种类越来越多，材 质越来越丰富，给地下管线探测带来不少困难。这客观上也要求探测设备采用新技术，从而 实现快速、准确、便捷的探测。目前，地下管线探测自动化或半自动化作业程度低，探测管线 主要采用电磁管线探测仪，根据探测原理主要分两类：（1)电磁感应原理探测金属管线、电、 光缆以及一些带金属标志线的分金属管线，探测非金属干线时必须借助非金属探头，这种 方法使用起来比较费劲，需要侵入管线内部；（2)电磁波探测所有材料的地下管线，俗称管 线雷达，这种方法对环境要求较高，测深能力较差，对操作者要求较高。管线坐标数据采用 GPS、全站仪等测绘仪器辅助测量，管线坐标数据和管线特征要素需要分别获取，外业探测 工作需要投入大量的人力财力，外业工作强度大，工作效率对低。
【发明内容】
[0003] 为了解决上述技术问题，本发明提出一种建立综合管廊信息数据库的方法，它能 够快速完成地下管线的建库，使管廊数据矢量化。
[0004] 为了实现上述目的，本发明采用的方案是：
[0005] -种建立综合管廊信息数据库的方法，包括步骤：
[0006] S1，利用激光扫描仪采集地下管线网络的点云数据；
[0007] S2,将步骤S1中所获得的点云数据通过数据配准转到同一个坐标系统中；
[0008] S3，剔除同一个坐标系统下的点云数据中的噪点数据；
[0009] S4，对步骤S3中剔除噪点数据的点云数据进行抽稀处理；
[0010] S5,根据步骤S4处理后的点云数据建立管线表面模型；
[0011] S6，根据步骤S5生成的管线表面模型绘制管线模型；
[0012] S7，根据步骤S6绘制的管线模型，提取管线信息；
[0013] S8,根据步骤S7提取的管线信息，读取系统配置参数对提取的管点，管线数据进行 检查，并将检查结果按照错误类型列表；
[0014] S9,根据步骤S6绘制的管线模型绘制管线二维平面图，根据步骤S8提取的管线信 息标注管线种类、材质以及管径信息，最终得到管线成果图；
[0015] S10,将管线成果图，管线模型的三维图，管线二维平面图保存至数据库中。
[0016] 所述步骤S1包括步骤：
[0017] S11，在地形图上绘制管廊走向，将待测量区域划分为若干个网格；
[0018] S12,每个网格内包括一个测站和至少三个标靶点；
[0019 ] A13，对待测量范围内的所有网格，逐一架设三维激光扫描仪；
[0020] SI4，每个网格内，以激光扫描仪为原点建立三维直角坐标系：其中，X轴在横向扫 描面内，Y轴在横向扫描面内与X轴垂直，Z轴与横向扫描面垂直;利用激光扫描仪测量激光 扫描仪所在网格内的一个测站和三个标革E点的坐标；
[0021] S15,重复步骤S12至步骤S14,直至所有网格均被测量完毕。
[0022] 所述步骤S2中的数据配准利用布尔沙七参数法进行数据配准。
[0023] 所述步骤S3中利用直观检查法进行噪点剔除。
[0024]所述步骤S3中利用曲线检查法进行噪点剔除。
[0025]所述步骤S3中利用弦高差法进行噪点剔除。
[0026]所述步骤S4中的抽稀处理的抽稀距离为5cm。
[0027] 所述步骤S5中建立管线表面模型利用的方法为狄罗尼三角网生长法。
[0028] 本发明的有益效果为:采取三维激光扫描技术采集复杂管廊数据，提高了办公自 动化程度，提高了工作效率，减轻了工作人员作业负担;三维环境下进行管线建模，提高了 数据可识别度，降低了人为错误的频率;通过可配置的管线数据表自动提取管线信息数据， 减轻了工作人员数据处理的复杂程度;通过配置检查项目内容提高检查准确度，一次性检 查所有内容，避免重复检查，节约项目成本。
【附图说明】
[0029]图1点云数据处理流程示意图。
[0030]图2曲线检查点剔除示意图。
[0031 ]图3弦尚法剔除不意图。
[0032] 图4平均值滤波法示意图。
[0033] 图5尚斯滤波法不意图。
[0034]图6激光扫描不意图。
[0035] 图7数据配准过程示意图。
[0036] 图8噪点删除过程示意图。
[0037]图9三角网增长法示意图。
[0038]图10坐标系转换示意图。
[0039]图11管线模型编辑示意图。
[0040]图12管线信息提取过程示意图。
[0041]图13数据检查过程示意图。
[0042]图14二维平面图生成过程示意图。
【具体实施方式】
[0043]为了更好的了解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0044] -种建立综合管廊信息数据库的方法，其步骤流程如图1所示。
[0045]步骤一、数据采集:对测区进行勘察了解测区（带测量范围）情况，并进行数据采 集。
[0046]通过机载激光扫描仪或地面激光扫描仪获取具有影像真实感的高精度点云数据， 点云数据是实际物体的真实尺寸的复原，是目前最完整、最精细和快捷的对物体现状进行 档案保存的手段。每个扫描站点数据放置在以仪器为中心的独立坐标系统（以仪器为原点， X轴在横向扫描面内，Y轴在横向扫描面内与X轴垂直，Z轴与横向扫描面垂直）。目标点P坐标 公式：
[0047] Xp = Scos9Cos Φ
[0048] Yp = Scos9sin Φ
[0049] Zp = Ssin9
[0050] 其中，S为测点与扫描仪的距离；Φ为激光脉冲的横向扫描角度观测值;纵向角度 扫描观测值θ; Ρ为观测以及三位坐标(Χρ，Υρ，Ζρ)，如图6所示。
[0051] 在数据采集之前需要对采集现场进行实际勘察，了解测区范围，管廊走向，管廊类 型，管廊宽度信息，在地形图上绘制管廊走向，对测量范围内，分别在横向与纵向上进行等 间距的行和列划分，其中行间距与列间距不必等同，定义相邻的两行与相邻的两列交叉形 成的区域为网格，每个网格内包括一个测站和至少3个标靶点，每一行作为一个测量带，保 证各扫描站最终获取的数据能代表完整的测量区域。在网格内设置测站并编号，编号规则 采用:测区编号(xxxx)+行号(xx)+编号(XX)，尽量在测量带中心线上设置测站，以减少测站 数量。在每个网格内设置标靶，标靶设置在测量带中心线上以及两侧，相邻3个标靶不要在 同一直线上，并对标靶统一编号，命名规则采用：测区编号(ΧΧΧΧ)+行号(ΧΧ)+列号(ΧΧ)+编 号(XX)。根据以上实际踏勘情况进行资料采集和分析，资料采集包括掌握测区的范围，管廊 走向，管廊长度，管廊类型，管线模型的种类，设备的功能，设备的各种工作状态，设备的操 作方式，根据管线成果图比例尺收集对应比例尺的测区地形图，收集到测区清晰的影像图。
[0052] 通过实际勘察分析的在预先设置的测站上逐一架设三维激光扫描仪对测区进行 扫描，获取测区点云数据。在控制标靶中心和测站点安装GPS接收机或者通过全站仪获取控 制标靶中心和测站点的三维坐标(x，y，z)，记录保存，为数据配准提供控制点信息。同时对 扫描测站所在区域内管线转折点、管线压盖处、管线交叉处以及地形起伏大于20厘米的地 方拍照，照片命名规则为:测站编号(如:XXXXX2)+类型(转折点，01;压盖，02;交叉03;起伏， 04;其他，11)+编号(XXXI)。
[0053]扫描点云数据格式如表1所不：
[0054]
[0055] 表 1
[0056] 步骤二、数据配准:相邻测站数据分别处以不同的坐标系，通过数据配准转到同一 个坐标系统。
[0057] 任意相邻两个测站点扫描得到的点云数据，没有经过匹