运用S技术提高城市水司的管理水平

运用3S技术提高城市水司的管理水平论文名称：运用用3S技术提高城城市水司的管管理水平作者者：范业稳摘摘要：将实时时定位精度提提高到厘米级级，同时结合合RS遥测技术，准准确地获取地地下管网的三三维坐标。并并将GIS应用到自来来水行业，增增加行业的应应用分析功能能，科学地管管理好地下管管网信息。关关键字：3S技术常规测量技技术载波相位差差分供水管网是是城市建设的的重要基础设设施，是城市市的血液与命命脉。它遍布布城市每一个个角落，形成成纵横交错的的地下网络。然然而在中国，绝绝大多数城市市的供水管网网建设年代久久、种类多、数数量大。长期期以来，由于于种种原因，供供水管网基础础资料严重缺缺失，管网阀阀门等管线资资料现势性差差，图实不符符且定位误差差较大，给管管网运营管理理以及建设带带来很大的困困难。另外，供供水管网的建建设属于地下下工程，具有有隐蔽性的特特点，利用常常规的测量技技术修测供水水管网的线路路和阀门点的的点位。由于于误差积累等等因素的影响响，结果只是是治标不治本本，日积月累累，将会贻害害无穷。因此此，根据城市市发展、供水水管网管理与与建设的要求求，有必要运运用3S技术，快速速获取供水管管网的现势性性资料，加强强供水管网的的科学管理，建建设好人民生生命线工程。1应用GPS和RS快速获取管管网现势资料料由于地地下管网属于于地下工程，具具有隐蔽性的的特点。因此此，管网及其其地形信息是是地下管网建建设和管理的的重要依据，不不论是供水管管道的规划、设设计、施工，还还是管道阀门门的监测、维维修及其他运运营管理，都都极大地依赖赖于管网及其其地形信息。但但是，目前中中国大多数城城市的水司都都严重缺乏比比较准确的供供水管网的基基础资料——基本管网图图，因此快速速获取具有现现势性的基本本管网图是所所有城市水司司所面临的课课题。获获取供水管网网的基础资料料，通常是采采用常规测量量方法来实现现的，但是目目前由于各方方面原因难以以实现。首先先，缺乏供水水管网图测量量控制点，采采用常规技术术一方面精度度较低，另一一方面因累积积误差较大，对对后期的管网网建设和管理理会产生恶劣劣的影响；其其次，采用常常规技术建立立一套城市供供水管网测量量控制网是一一个长期的艰艰巨的工程，既既难以实现又又不经济；其其三，城市基基础建设发展展迅速，供水水管网建设与与改造步伐加加快，采用常常规测量技术术获取管网基基础资料，很很难跟上管网网建设的速度度，这样也就就不能保证管管网基础资料料的现势性。因因此，亟需采采用高起点的的先进测绘仪仪器与设备，全全面提高管网网勘测和修测测能力。由于美国政政府人为降低低GPS定位精度限限制非特许用用户GPS的SA政策，中国国的GPS用户已收不不到P码，其实时时定位精度降降低到100m左右，若按按常规的应用用方式使用GPS难以发挥GPS优势。为了了抵制美国政政府的SA政策，和减减少因重复引引进常规差分分GPS而造成的资资源浪费和效效率效益低下下，有必要发发展差分GPS技术，提高GPS的实时定位位精度。经过过三年的努力力探索，武汉汉测绘科技大大学、中国测测绘科学研究究院和国家基基础地理信息息中心联合研研究出建立中中国广域差分分GPS网，提高了GPS实时定位精精度的整体方方案，可以将将实时定位精精度提高到分分米级，甚至至厘米级。因因此，地下管管网的修测可可以利用GPS，通过局域域差分实时定定位技术或广广域差分实时时定位技术来来实现。局域差分GPS((LADGPPS)是基于一定定距离内的基基准站和用户户站，对GPS卫星的同步步同轨跟踪的的基础上来实实现的。通常常认为，若基基准站和用户户站同步观测测同一颗卫星星，且基准站站和用户站间间隔在一定距距离内(一般不超过150km)，则这两种种站上的观测测值相应于同同一卫星的同同一轨道弧段段，它们之间间存在强相关关性，即它们们都包含相同同的误差。因因此，以伪距距差分为例，将将基准站所观观测的每一颗颗GPS卫星的伪距距误差按伪距距比例改正的的信息(一般还需加加上伪距改正正变率信息)，通过数据据通信链传输输至邻近的用用户站。用户户站利用这一一信息对其所所观测的伪距距进行改正，即即可获得±3m～±10mm的实时定位位精度。广域差分GPS(WADGGPS)技术的基本本思想是对GPS观测量的误误差源加以区区分，并对每每一误差源分分别加以“模型化”，然后计算算出每一误差差源的误差修修正值(差分改正值)，通过数据据通信链传输输给用户，对对用户GPS接收机的观观测值误差加加以改正，以以达到削弱这这些误差源的的影响，改善善用户GPS定位精度的的目的，精度度可达1m～5m。不论论是LADGGPS，还是WADGGPS，通常是将将伪距误差按按伪距比例改改正来提高用用户的定位精精度的，但是是这种方法最最高只能达到到1m～5m测量精度，远远不能满足供供水管网测量量的精度要求求。因此，为为了进一步提提高LADGPPS和WADGPPS的定位精度度，应提高用用户站上的GPS定位精度，除除了进行伪距距误差改正外外，还需加上上载波相位差差分改正信息息，同时要求求用户GPS具有接受载载波相位改正正信息的功能能。经试验研研究，精度最最高可达1cm～2cm，单点定位位时间最快可可达5s，以此精度度完全可以用用于地下管线线和阀门的三三维坐标获取取，即使是困困难地区，结结合常规测量量方法也能实实现，这样可可大大缩短阀阀门和地下管管线现势性资资料的获取时时间。GPS能够准确地地提供阀门的的三维坐标，即即空间位置，但但是它无法辨辨认地下管网网的类型和属属性，尤其是是实行“净空工程”后，地上的的管线网正在在渐渐消失。相相反，地下确确是管网密集集，分布如蜘蜘蛛网一般，有有排污管、供供水管、煤气气管、通讯线线等多种管线线。如果基础础资料不准，那那么常规的修修测技术几乎乎无法获得地地下管线的三三维坐标，而而RS则可以实现现。如各种地地球物理探测测方法，利用用地物自身的的反射和发射射特性，能够够比较准确地地探测出地下下管道的建材材、直径、埋埋深等基本信信息，从而判判断出地下管管道的类型，同同时辅以GPS，就可以较较为准确地获获取供水管网网的现势性资资料。2应用GIS实现科学的的管理和决策策目前，中中国多数城市市水司的基础础资料现势性性差。其一，基基础资料管理理滞后，以纸纸或其他介质质为载体的基基础资料量大大、易丢失，容容易造成基础础资料残缺不不全；其二，底底图资料形成成年代久，图图纸变形大，加加上编绘误差差，从而降低低了图纸精度度，也降低了了图纸使用价价值；其三，城城市基础建设设速度迅速，常常规测量很难难满足基础建建设和管理的的迫切需要；；其四，由于于基础资料现现势性差，供供水管网渗漏漏和爆管事件件不能够得到到及时处理，造造成城市淡水水资源的浪费费和人民财产产的损失。因因此，建立基基本管网图形形的动态管理理系统，加强强基本管网图图的管理，提提高管网图修修测的技术手手段，保证图图纸资料的准准确性、完整整性和现势性性，是一项重重要且紧迫的的任务。GIS作为空间数数据管理的基基本平台，具具有数据采集集、存储、输输出、分发、专专题制图和空空间查询等功功能。利用GIS的基本功能能，结合城市市供水行业的的应用，可极极大地提高自自来水水司的的管网管理能能力。其一，供供水管网及其其地形信息、属属性信息以数数据形式保存存在光盘、硬硬盘或磁盘阵阵列中，无需需以纸质材料料保存，免除除了由此引起起的基础资料料缺失和精度度降低，提高高了数据的利利用率；其二二，利用GPS和RS及时补测或或修测，更新新GIS数据，以最最快的时间保保证数据的现现势性，同时时，根据需要要GIS可以随时输输出任意比例例及范围的管管网图，供建建设者使用；；其三，利用用GIS可以自动完完成或减少供供水行业的职职能业务量，如如自动抄录水水表，爆管分分析和阀门管管理等，减少少了人工的误误差，提高了了工作和事故故处理效率，大大大降低了资资源的浪费。如如广州市自来来水公司利用用武汉吉奥工工程公司GeoSttar软件开发的的阀门实时动动态管理系统统，可以以多多种方式调用用需要处理的的图形，损坏坏阀门的报修修和修复，及及时分析爆管管地段，自动动搜索需要调调控的阀门，并并绘出各阀门门的实地绑点点图，给施工工人员以最大大的信息量来来处理爆管事事件。如图1所示。图1阀门实实时动态管理理系统虽然基础管管网图已经明明确地反映了了阀门和管线线之间的关系系及其分布状状况，但是并并不能清晰地地反映阀门、管管网与地面上上的特征地物物（如建筑物物、道路、沟沟渠、灯杆等等）的关系。为为了能够直观观地表现地下下管网与其他他特征地物的的分布状态，提提高基础管网网图的利用率率，可以建立立大比例尺（1∶500,1∶10000,1∶2000等）地形库库作为供水管管网的背景，或或直接建立大大比例尺地形形图图形库或或航空影像库库作为背景，再再套合基础管管网图，使得得GIS在管理地下下供水管网时时更能表现出出直观的管网网分布，易于于理解、操作作、规划和施施工。3分阶段建建设，循序渐渐进从传传统的管理模模式过渡到现现代管理方式式上来，其实实也是改革，如如果急功心切切，则欲速而而不达，从而而造成整个建建设过程中人人力、物力、财财力的浪费。为为保证各城市市水司成功地地进行管理转转轨，减少转转换过程中的的浪费，整个个转换过程必必须根据本水水司的实际情情况按步骤、分分阶段，循序序渐进地来实实行。广州市市自来水公司司历史悠久，供供水管网方面面的基础资料料变形大，精精度差，在实实际工作中很很难发挥其应应有的作用。为为实现对管网网的数字化管管理，公司领领导兼顾现状状和发展两方方面的实际情情况，将整个个建设过程分分成六个阶段段进行。1)参考现有的的阀门管线地地形图，草绘绘广州市七个个分所的阀门门管线示意图图。2)以草图为试试验，建设阀阀门实时动态态管理系统，实实现阀门管线线管理的基本本功能。3)总结阀门实实时动态管理理系统的开发发和应用经验验，确定基础础数据和属性性数据的表现现形式以及系系统需要增加加的功能。4)以一个所为为试验，参考考现有的阀门门管线图，利利用GPS和RS技术，获取取阀门管线三三维坐标的数数字信息，并并入库管理。5)建立大比例例尺地形图图图形库或航空空影像库，以以此作为阀门门管线的地理理背景，并入入库管理。6)建设整个广广州市供水管管网的管理网网络。分分阶段建设既既可以总结前前一阶段的经经验教训，为为下一阶段作作借鉴；又可可以通过实践践逐渐改变领领导和职工的的改革观念，弱弱化建设过程程中的重重阻阻力，为整个个建设铺平道道路。4结束语