地下管线探测数据处理及可视化技术研究

雷庆伟 郑阳科

摘要：城市地下管线是城市基础建设设施的主要组成部分，对城市地下管线探测也是确保城市建设安全的关键步骤。随着我国目前对地下管线普查工作逐步深入，对地下管线探测数据处理技术管理也不断完善，地下管线探测技术成为了管道施工和管网普查中不可缺少的重要技术。在对地下管线探测技术的改造中，数字化管线成图的转换以及对数据处理采取可视化的技术手段。通过对地下管线成果表数据库的研究，进行地下管线数据自动采集，地下管线探测数据处理及可视化技术在生产中发挥着重要作用，并且成功取得了巨大的经济效益还有社会效益。本文就地下管线探测数据处理及可视化技术研究进行探讨。

关键字：地下管线探测；可视化技术；数据处理

一、地下管线探测发展意义

城市的生命线就是城市地下管线，他连接着城市大大小小的管线。在地下管道中流通着水、天然气、电力等，为了能确保在日常生活中正常运行的生命活动。但目前在我国许多城市还有企业对地下管网分布不清楚，对地下管线的档案资料管理不够规范，导致了很多管线损坏，给城镇、工矿企业建设和发展也带来了很大影响，在城镇、工矿企业的改造以及对管线的使用和维护上也带来了很多困难，引发了很多大区域停电停水、人员伤亡等重大事件。为了避免这类事故的发生，让我国城市建设能更好的开展继续下去，地下管线的探测已经成为在施工前必不可少的重要前提条件。另外。对地下管线探测，知道了地下管线位置与发展状况，也是为了保护好已有的地下管线，防止在施工时造成的破坏。及时更换有问题的地下管线，以免让已经有损害的地下管线威胁到地下施工安全的区域。

二、地下管线探测数据处理概述

1.采集数据

在对地下管线探测的数据采集中，由于我国城市地下管线长度惊人，给数据采集带来了一定的困难，由此形成的城市地下管线探测数据行业市场容量也变得十分巨大。对地下管线探测数据采集中要采用相关仪器设备，通过对管线的测量得出数据进行记录，测量内容除了管线长度、宽度、高度还有管线品种、所使用时长等。

2.储存数据

在采集完数据后便可进行对数据的储存。对数据储存主要是通过计算机技术储存。在地下管线探测采集完数据后，及时导入数据，对数据进行标明，方便以后查找数据。目前城市地下管线种类越来越多，材质也越来越丰富，这需要在探测时进行完整的记录。从客观上也要求了探测设备要采用新技术，从而实现能够便捷、准确、快速的探测。

3.传输数据

数据储存完毕后便可以进行数据传输，传输数据时可以先对数据进行加工处理。对数据归类，添加标签，方便下次查找数据。特别是地下管线探测的数据类型种类多、数据量大、探测过程繁琐，对数据传输还要注意先备份，以免数据的意外丢失。数据的传输也离不开相关的软件支持，对数据处理也要依靠各种数据处理方法的应用软件使用。将地方性小数据整合到一起，方便对城市地下管线的整体规划与改造。

三、可视化技术概述

1.数据信息可视化技术内涵

数据信息可视化技术是指把大量的数据、知识以及一些相关的信息转换成一种能够通过视觉直观表现出来的形式。数据信息可视化过程中能充分运用到人类脑力对图像、图形等可以直接快速识别出来的可视化能力，进而进行对数据的分析和解释，能够实现直观的表现大规模数据，形象地表现出大数据的内容、主题等。在对地下管线探测可视化技术运用中，可视化技术能直观的将地下管线位置、形状等表现出来，以便之后的工作进行起来更方便。

2.数据信息可视化技术过程

地下管线探测中可视化技术的过程一般包括四个阶段，分别是对探测信息的组织和调度、静态的可视化、模拟地下管线探测过程、对数据进行探索分析。其中，信息的组织和调度这一阶段主要实现内容是根据所探测地下管线的实际情况进行对探测中大规模信息的简化处理和快速调度。静态的可视化这一阶段主要实现的是運用符号系统中符号所含特定意义来标明地下管线的质量特征、外观特征等。模拟过程这一阶段主要内容就是通过对地下管线探测技术的引导、监控、跟踪等步骤来完成对地下管线探测信息的分析、处理和使用，为实现对地下管线探测信息可视化提供手段。数据的探索性分析主要实现内容是通过一些数学分析模式，例如交互式建模分析、多维角度分析等分析方法为地下管线探测信息可视化技术提供可靠的信息来源。

3.数据信息可视化技术外延

从地下管线探测可视化技术本质上来说，数据信息可视化实现的是人与地下管线信息间形成可视化界面。数据信息可视化有两个方面的基础内容，一个是图形设计，还有一个是认知心理学。其中图形设计给对地下管线探测信息可视化技术提供了独特的具备艺术性的表现方法，让所测内容能生动具体的展现在研究人员面前，为实际的操作经验提供了很多指导信息。另外一个认知心理学是关于人类的认识与感知信息的过程，主要研究的是人们怎样认识与感知世界的理论。数据信息可视化技术是研究人和计算机怎样互相影响以及如何传达出信息交流的技术。在地下管线探测信息可视化技术运用中，利用数字技术、计算机技术、多媒体技术等手段，将人们无法设想到的环境、无法接触到的事物用直观动态的形式展现出来，进而达到揭示地下管线的形态特征、周围环境、发展趋势等目的。总结：地下管线探测数据处理及可视化技术研究，运用这些技术能将地下管线信息全面完整的表现出来，通过信息资料的收集整理、现场探测、方法实验等技术内容，将埋藏在地下面的各种管道与电缆等一些地下管线的特征、性质、种类、规格、价格、材质、走向、空间坐标、埋深等信息再现出来。