海底管道檢測體系設計思考論文

　　隨著相關技術的發展，這些裝置在精度和使用方便性上都有了極大提高，能夠滿足海底管道的檢測要求。海底聲學探測裝置得到的資料是多源異構的原始資料，將其轉換為固定格式的檢測成果資料，便於本系統接受。外業採集的原始資料經過內業處理得到成果資料。檢測資料的主要處理流程為：①對聲學裝置採集的海底管道的聲納原始影象與相應的定位資訊進行預處理；②預處理後的資料轉為指定格式的文字資料，主要包括：海底管道狀態資料、管道節點資料、地形測點資料、淺層剖面資料等；③對上述資料中的海底管道狀態資料與管道節點資料進行一致性檢查；④對原始資料分析、處理生成成果資料，包括管道海底狀態成果資料、海底管道座標成果資料、管道節點平面偏差成果資料等。

　　海底管道檢測資訊管理系統採用C/S模式，以Oracle9i作為資料伺服器、ArcSDE為空間資料庫引擎，基於GIS二次開發平臺ArcEngine9.3，在.NET環境下使用C#程式語言開發而成。系統分為資料管理模組與成果表達模組：資料管理模組主要包括系統資料建庫和維護，同時具有海底管道檢測資料入庫、成果資料生成、資料查詢等功能；三維顯示模組可以基於本地或資料庫中的檢測成果資料，進行海底淺層空間形象、直觀的`表達，具有三維海底管道模擬、三維管道疊加分析和查詢、成果資料查詢以及三維模擬飛行等功能。

　　海底管道檢測資訊管理系統的資料以Oracle資料庫儲存為主、本地檔案資料為輔的混合策略。在Oracle資料庫中，海底管道檢測資料分為原始資料庫與成果資料庫兩類。①原始資料庫：由海底管道狀態資料、管道節點座標資料以及地形和剖面高程點資料等向量資料與側掃聲納資料柵格影像組成，其特點是資料量大、操作較頻繁。為了加快資料載入與地圖顯示，原始資料庫採取“縱向分庫、橫向分層”儲存策略：一次檢測資料用一個相簿進行管理；同一次檢測的資料按照型別進行分層儲存，用資料集管理向量分層資料與柵格資料。②成果資料庫：由屬性資料組成，不包含任何圖形資料。管道海底狀態成果表、海底管道座標成果表以及管道節點平面偏差表採用Oracle資料庫中普通資料表儲存；海底地形圖、管道剖面圖等AutoCAD資料在Oracle資料庫中，以Blob（二進位制大物件）欄位進行儲存。所有海底管道檢測成果資料儲存在同一個成果資料庫，當進行成果資料查詢時，可以減少跨表查詢的時間消耗。為方便使用者之間資料的交流，系統提供對本地資料的支援，包括本地常見向量格式、柵格影像格式的資料顯示；同時支援水下地形高程點資料生成的數字高程模型（TIN）資料三維顯示。

　　海底管道檢測資訊管理系統分為資料管理模組與成果三維表達模組。資料管理模組主要解決海底管道檢測資料的處理、入庫、編輯和查詢等工作，可概括為資料處理和資料查詢兩大功能。資料處理包括海底淺層聲學探測原始資料和成果資料的入庫、一致性檢查、資料編輯、成果生成等功能；成果資料入庫功能是對系統使用前的成果資料進行管理；資料查詢包括對所有成果資料的查詢，查詢方式包括空間查詢和屬性查詢兩種。資料管理模組中原始資料一致性檢查是指對原始資料中的海底狀態資料和管道節點資料進行一致性檢查，對於裸露和懸空狀態的管道，管頂應在海床面之上，即管道埋深為正值；而對於埋深狀態的管道，管頂應在海床面之下，即管道埋深為非正值。原始資料編輯是指一致性檢查後，如果存在不一致的情況，則需要進行資料編輯。資料編輯主要是對海底狀態資料和管道節點資料的編輯。成果生成是指基於一致性檢查合格的原始資料，生成管道海底狀態成果表、海底管道座標成果表、管道節點平面偏差成果表等成果三維表達模組主要是海底管道檢測資訊的顯示、分析與查詢，主要包括海底淺層空間的三維場景建立、海底管道的三維表達與起點距標註、不同檢測批次的海底管道資料比較分析、成果資料的查詢與顯示以及三維場景中沿管道的飛行模擬控制與影片匯出功能。其中三維場景建立是指透過地形測點資料建立海底地形DEM、透過管道節點座標建立三維管道、透過淺地層剖面資料建立三維海床等功能，同時將經過地理編碼過的側掃聲納Tiff影象作為紋理，加入到三維場景中。海底管道使用ESRI的三維線模型進行表達[3]，可以設定管道的直徑、顏色；起點距標註內容來自管道節點中某個欄位或外部的Txt檔案；不同檢測時間的海底管道資料以1000m作為取樣間隔進行疊加分析比較，按照XY平面座標偏差或者高程偏差兩種方式顯示，比較結果資料可以儲存為影象檔案。三維場景飛行模擬時，同步顯示三維管道疊加分析的結果，包括海底管道垂直偏差、平面偏差以及海底管道管頂與海床高度比較。

　　海底管道檢測資訊管理系統的關鍵技術包括：①基於元件式開發，實現系統資料操作與介面分離，便於系統功能擴充及元件重複利用。②透過“縱向分庫橫向分層”，實現多種海底聲學探測裝置檢測資訊的有效管理，提高查詢效率。③二維、三維相結合，實現對海底淺層空間的表達。其中，在資料管理模組，使用ArcMap控制元件顯示和編輯資料；在成果三維表達模組，則以ArcScene控制元件為場景建模，以ArcMap控制元件顯示管道比較資料以及地形剖面資料。④擴充套件了ArcScene控制元件的同步顯示功能。ArcScene控制元件只支援同一份資料不同角度的同步顯示，無法實現主檢視顯示三維場景、視窗檢視顯示管道比較資料功能，而透過底層擴充套件對飛行時主檢視重新整理事件的觸發，實現了視窗檢視的聯動重新整理，達到了系統需要的同步顯示功能。