长输管道GIS 数据处理探讨

侯振国

（山东港通智汇信息技术有限公司，山东 烟台 264000）

管道管理一直是管道完整性管理( pipeline integrity management)定义为:管道公司面对不断变化的因素，对油气管道运行中面临的风险因素进行识别和评价，通过监测、检测、检验等各种方式，获取与专业管理相结合的管道完整性的信息，制定相应的风险控制对策，不断改善识别到的不利影响因素，从而将管道运行的风险水平控制在合理的、可接受的范围内，最终达到持续改进、减少和预防管道事故发生、经济合理地保证管道安全运行的目的。

管道完整性管理涉及的高后果区识别、风险评估、资源配置、日常巡检、事故上报等功能能否准确的实现关键看管道GIS 数据的准确性，即管道GIS 数据是否真正代表了现实世界中管道的位置和埋深，因此GIS 数据准确性在管道完整性管理中至关重要，那么如何加工高精准的GIS 数据，本文从以下几个方面进行了探讨。

1 项目概述

烟淄石油管道工程由烟台西港区首站起始，整体为东西走向，沿途经过烟台市的开发区、蓬莱市、龙口市、招远市、莱州市，潍坊的昌邑市、寒亭区、滨海开发区、寿光市、东营市广饶县、潍坊市的青州市，淄博市的临淄区、桓台县，滨州市的博兴县共14 个县市（区）和山东潍北农场。本工程分为首站至华星分输站的干线和华星-正和支线、华星-天宏-京博支线、华星-金诚支线、华星-汇丰支线4 条支线。本工程包括8 个站点12 个阀室，其中站点有烟台首站、招远站、昌邑输油站、寿光站、华星站、金诚站、京博站、正和站，1#阀室、2#阀室、3#阀室、4#阀室、5#阀室、6#阀室、8#阀室、9#阀室、10#阀室、11#阀室、12#阀室、13#阀室。

2 项目问题

整条长输输油管道多数经过农田、山区和河流，甚至有的过路，整条线路施工环境较复杂，本项目历经6 年完成主体施工，项目结束后在管道完整性系统实施中需要精准的管道GIS 数据，才能实现围网布设，巡检桩埋设，系统功能精准实现。但因工程工期较长，项目负责人替换，项目数据除施工数据外，很多数据已经不完整，而通过实地测量方式获取管线数据的方式一是重复投资，二是管线采集难度较大，因山地部分覆土后荆棘丛生，三是数据精度低，因管线仪器设备测量的精度受埋深的限制，甚至有些过河数据更是无法获取，而基于管道罗盘仪测量的方案，经过两次开挖抽查测试，数据偏差较大，因此通过罗盘仪获取的管道数据的准确性也无法保证。

3 管道GIS 源数据梳理

为了解决此问题，从勘察和施工数据入手，解决了长输管道GIS 数据不准确的问题，保证了管道GIS 数据的准确性。首先对在管道覆土前采集的管道本体GIS 源数据进行了梳理，其GIS 源数据包括管道焊口位置数据、标高数据以及标段、施工单位等信息数据，并以EXCEL 方式进行了存储，具体格式如图1。

图1

4 管道GIS 数据编辑

4.1 数据梳理

管道完整性管理系统需要将管道走向及位置数据以线的方式，以WGS84 坐标系呈现于管理系统的GIS 模块中，为了达到以上效果，首先将各标段的管道本体GIS 源数据以焊口顺序进行排列，并在EXCEL 中增加一列，采用编辑公式 将焊口的X、Y 坐标进行连接，具体如图2。

图2

4.2 数据展绘

打开中间辅助工具CAD，EXCEL 中选中连接字段列内容，CAD 中执行PL 命令，然后在CAD 命令行执行粘贴或者CTRL+V 命令，完成各标段管线数据的绘制工作，具体如下图3。

图3

4.3 坐标系统转化测试

CAD 展图完成后，需要将平面坐标系转化为WGS84 坐标系统，将数据加载到ARCGIS 中，导出SHP 图层，并加载SHP 图层，应用ARCGIS 工具箱-数据管理工具-投影和变换-创建自定义坐标转化，再ARCGIS 执行工具箱-数据管理工具-投影和变换-要素-投影进行坐标系统转化，经坐标系统转化后，利用ARCGIS 工具箱-转化工具-转为KML-图层转KML，将SHP 数据转化为KML 数据，加载到Google Earth 中进行管线数据位置验证，因部分施工区段，卫星影像上会留有施工痕迹，经实际叠加核实，管线数据与影像施工痕迹不符，有偏移具体图4。

图4

5 管道GIS 数据坐标参数求解及验证

5.1 价值数据查找

对于GIS 管线数据整体偏移的问题，一般是投影参数问题，为此对勘察阶段的数据进行查找，经查找勘察阶段的控制测量报告缺失，因此甲方找到当时的勘察单位，找到了相关测量报告。根据测量分析报告，提取报告中有用数据，具体如图5、图6、图7。

图5

图6

图7

5.2 数据编辑

将价值数据按照坐标转化软件能识别的格式进行编辑，具体如图8。

图8

图9

5.3 参数求解

在转换软件中，点击自定义格式，将编辑好的数据首先转化为西安80 经纬度数据，具体结果如图10。

图10

图11

然后将测量报告中相应点对应的WGS84经纬度数据作为转化前数据，将西安80 经纬度数据作为转化后数据，输入到坐标转化软件中，选择7 参数布尔沙，进行七参数求解，并将7 参数导出，具体如图11。

计算完成后，采用7 参数进行参数验证，验收无误方可进行后续工作。

6 管道GIS 数据坐标转换

ARCGIS 中工具箱定义椭球转化，将求解好的7 参数输入，将SHP 图层执行椭球转化，完成管线GIS 数据的坐标转化，并再次导出KML 文件，导入Google Earth 中进行管线数据位置验证，经验证管道GIS 数据完全正确。具体如图12。

图12

7 结语

通过本文长输管道GIS 数据加工探讨，一是说明管道GIS 数据的重要性，相关单位一定要重点保存；二是对管道GIS 数据加工的流程进行了详述；三是说明了管道GIS 数据准确性的意义，依据求解的7 参数，可以对控制测量报告中的控制点进行现场查找，作为后续工程开展时甲方控制点交接的依据，另外巡检桩、围网的布设也可顺利进行，后续的管道完整性系统开发也成为可能，因此长输管道GIS 数据的准确性，决定着管道信息化实现与否。