一种架空勘测数据断面拟合方法与流程

本发明涉及信息，尤其涉及一种架空勘测数据断面拟合方法。

背景技术：

1、随着城市化进程的加速和基础设施建设的不断推进，管线布局的需求日益增长。然而，在传统管线布局方法中存在一些问题。首先，缺乏全面的管线中心线数据，导致布局过程中无法准确获取起点、终点和中间节点的坐标数据等关键信息。其次，现有方法对于管线拟合平断面数据的处理不够精确，难以获取管线周围可供进一步布置管线的区域起点、终点和拟合范围。此外，现有方法在考虑管线敷设方式时，未能充分利用地形、地貌和土质条件等因素，导致布局结果不够科学合理。同时，现有方法在对管线的承载能力和管线流通量要求进行拟合时，未能准确预测管线形成的风偏线，由于地形不同，管线敷设包括地上和地下，未能根据风偏线的结果调整地上管道的支撑方式、增加抵抗风力的结构或增加地上管道的刚度等以减轻管道的变形导致管径选择不够合理。最后，现有方法在确定管线的扩散性关联时，未能全面考虑管线周围是否有足够空间支撑未来业务中管线的进一步扩展，导致布局方案的可持续性不高。综上所述，传统的管线布局方法存在数据不准确、布局不科学等问题，亟待解决。

技术实现思路

1、本发明提供了一种架空勘测数据断面拟合方法，主要包括：

2、根据电力管线中心线数据，获取管线起点、终点和中间节点的坐标、管线高程、管线直径和材质属性；根据管线平断面数据，获取周围可供进一步布置管线的区域起点、终点和拟合范围；根据地形、地貌、土质条件，判断管线敷设方式，预测管线形成的风偏线；根据风偏线、管径和土质关系，对管径进行拟合，确定管径选择；根据管线布局方式和管线属性数据，确定管线的扩散性关联，判断管线周围是否具有空间进一步扩展；根据管线的使用寿命、维护成本的属性，形成勘察和数字高程文件展现管线情况，进行重点突出显示。

3、在一种实施方式中，所述根据电力管线中心线数据，获取管线起点、终点和中间节点的坐标、管线高程、管线直径和材质属性，包括：

4、根据电力管线中心线数据，查找管线数据中的起点、终点和中心线字段，得到管线起点、终点和中心线的坐标信息；根据管线数据中的管线高程字段，获取管线沿线的高程数据；根据管线数据中的直径和材质字段，得到管线的直径大小，确定管线的材质类型，包括铜、铁或塑料。

5、在一种实施方式中，所述根据管线平断面数据，获取周围可供进一步布置管线的区域起点、终点和拟合范围，包括：

6、获取管线的架空勘测数据断面数据，包括管线起点、终点和中间节点的坐标、管线高程、管线直径和材质属性；对管线的架空勘测数据断面进行拟合，得到连续曲线图像，并进行平滑处理，得到管线平断面数据；从所述管线平断面数据中提取管线拟合数据，所述管线拟合数据包括管线在不同位置的高程、坐标信息，以及拟合曲线的参数；使用多项式函数插值方法，根据管线拟合数据，得到周围的区域起点、终点和拟合范围；根据所述管线平断面数据特征和所述周围的区域起点、终点和拟合范围，判断该区域能否进一步布置管线；分别将所述管线平断面数据与周围区域的几何关系、土壤类型、地下水位数据对比，使用斯皮尔曼相关系数，根据相关性强弱评估区域的可用性和适宜性高低；采用数据可视化技术，将所述管线平断面数据和所述周围的区域起点、终点和拟合范围展示，并确定周围的可供布置区域；还包括：对管线的架空勘测数据断面进行拟合，得到连续曲线图像，并进行平滑处理，得到管线平断面数据。

7、所述对管线的架空勘测数据断面进行拟合，得到连续曲线图像，并进行平滑处理，得到管线平断面数据，具体包括：

8、获取管线的架空勘测数据断面数据，包括管线起点、终点和中间节点的坐标、管线高程、管线直径和材质属性。采用多项式拟合方法，对管线的架空勘测数据断面进行拟合，通过最小二乘法来确定拟合曲线的系数。根据管线坐标和管线高程的数据，得到拟合曲线的方程。根据拟合得到的曲线方程，确定管线平断面的连续曲线图像。将x轴或y轴坐标作为横坐标，管线高程作为纵坐标，绘制出管线平断面的连续曲线图像。采用移动平均对管线平断面的数据进行平滑处理，减少数据中的噪声，确定平滑后的管线平断面图像。将平滑后的管线高程数据作为纵坐标，x轴或y轴坐标作为横坐标，得到平滑后的管线平断面图像。确定管线平断面数据包含的属性，包括x轴或y轴坐标、管线高程、管径、管材和管线类型属性。

9、在一种实施方式中，所述根据地形、地貌、土质条件，判断管线敷设方式，预测管线形成的风偏线，包括：

10、通过地理信息系统，获取管线敷设区域的数据，所述数据包括地形高程数据、地形和地貌、土质特征、风场条件信息；采用地形分析和地貌分类方法，对管线敷设区域进行地形和地貌分析，确定管线敷设区域的地貌类型；根据所述地形高程数据，确定管线敷设区域的起伏和坡度数据，并根据工程设计要求或行业标准，获取适用于不同地形、地貌和土质条件的管线敷设方式；根据所述地形、地貌和土质条件，判断适用于管线敷设的方式，并通过与管线敷设方式的规范对比，确定最终管线敷设方式；根据所述最终管线敷设方式、地形和风场条件，使用cfd模拟技术，预测管线在不同位置出现的风偏线；还包括：利用cfd模拟技术，根据所述最终管线敷设方式、地形和风场条件，预测管线在不同位置出现的风偏线。

11、所述利用cfd模拟技术，根据所述最终管线敷设方式、地形和风场条件，预测管线在不同位置出现的风偏线，具体包括：

12、根据管线所在位置的实际情况，获取地形数据和风场条件数据，并进行预处理和整理。根据地形和风场数据，采用cfd软件建立管线所在位置的cfd模拟模型。根据管线的特性和需求，设置cfd模拟参数，所述参数包括网格划分、边界条件、风速和风向。根据所述cfd模拟参数，运行cfd模拟，得到管线所在位置的风速、风压分布和气动力参数模拟结果。根据管线所在位置的风速和风向数据，使用三角函数计算方法，得到管线在不同位置上的风偏角度和风偏偏移距离。根据模拟结果和管线的材料特性，计算得到管线所受到的风荷载大小。根据风压分布和风荷载大小，结合管线的结构设计和材料特性，评估管线的风荷载和结构强度。根据模拟结果中的气动力参数，包括升力和阻力，确定管线的运行情况和应对措施。根据计算得到的风偏角度和偏移距离，结合管线所在位置的地形和风场条件，预测管线在不同位置出现的风偏线。

13、在一种实施方式中，所述根据风偏线、管径和土质关系，对管径进行拟合，确定管径选择，包括：

14、获取管道的风偏线数据、管径数据和土质数据，风偏线数据包括风向、风速和风偏角，土壤数据包括土壤的类型、粒度分布、含水量和压缩性，并按照相同的管道id将数据对齐；通过相同的管道id，将相应的风偏线数据、管径数据和土质数据进行匹配；根据匹配的数据，使用回归分析方法，将风偏线数据和土质数据作为自变量，管径作为因变量，建立管道的风偏线数据、管径数据和土质数据的回归模型；将风偏线数据和土质数据输入到回归模型中，得到管径选择；通过实际管径数据与得到的管径选择进行对比，评估算法的准确性和可靠性；根据验证结果，评估算法的不足之处，进行相应的调整和改进，包括改进数据采集方法、改善模型的参数设置或增加变量；反复进行预测和验证的过程，直到算法达到预期的准确性和可靠性。

15、在一种实施方式中，所述根据管线布局方式和管线属性数据，确定管线的扩散性关联，判断管线周围是否具有空间进一步扩展，包括：

16、根据所述管线架空勘测数据，获取管线的布局方式，所述布局方式包括直线型、曲线型和分支型；根据所述布局方式，对比管线的走向和形状，确定是否存在扩展的可能性，包括在直线型布局的管线上，是否存在扩展的段落，在分支型布局的管线上，是否存在分支延伸的点；根据所述管线属性数据，判断管线周围是否存在具有相似属性的其他管线，并且具有相似属性的其他管线能否与当前管线连接，确定扩展的潜力；通过比对管线连接点的位置和数量，判断管线周围是否存在其他管线的连接点，若存在，则不具有进一步扩展的空间；根据管线周围的土地利用情况、建筑物布局以及地形地貌因素，确定管线是否具有进一步扩展的空间；还包括：根据所述布局方式，对比管线的走向和形状，确定是否存在扩展的可能性；判断管线周围是否存在具有相似属性的其他管线，并且具有相似属性的其他管线能否与当前管线连接，确定扩展的潜力；根据管线周围的土地利用情况、建筑物布局以及地形地貌因素，确定管线是否具有进一步扩展的空间。

17、所述根据所述布局方式，对比管线的走向和形状，确定是否存在扩展的可能性，具体包括：

18、根据布局方式，获取直线型或分支型布局的管线。根据直线型或分支型布局的管线，确定扩展的位置或分支延伸的点，确定扩展的位置包括在原有管线的末端或中间添加新的管道段。根据直线型或分支型布局的管线，确定扩展段落的属性，包括扩展段落或分支管道的长度、直径或尺寸、材质属性。根据确定的扩展位置和扩展段落的属性，在直线型或分支型布局的管线上添加新的管道段。判断是否还需要在扩展后的管线上进行进一步的扩展，若需要进一步扩展，则重复根据直线型或分支型布局的管线，确定扩展位置和扩展段落的属性，确定管道布局中分支延伸的点和分支管道的属性。

19、所述判断管线周围是否存在具有相似属性的其他管线，并且具有相似属性的其他管线能否与当前管线连接，确定扩展的潜力，具体包括：

20、根据管线属性数据，获取不同管线的直径、材质、流量属性值。通过比较不同管线的属性值，确定不同管线的相似度。采用欧氏距离计算方法进行相似度计算。设定一个相似度阈值，判断相似度高于该阈值的管线具有相似属性。根据空间分析，获取管线之间的空间位置关系，包括距离和重叠部分。根据空间位置关系，判断距离最近或者重叠部分最多的管线具有相似属性。通过网络拓扑分析，确定管线之间的连接关系。判断具有相似属性的管线之间是否存在连接关系，若存在连接关系，则表明不同管线之间具有扩展潜力。

21、所述根据管线周围的土地利用情况、建筑物布局以及地形地貌因素，确定管线是否具有进一步扩展的空间，具体包括：

22、根据管线周围的土地利用情况，获取周边土地利用情况的数据。根据建筑物布局，确定管线是否需要穿过或经过建筑物，获取建筑物布局数据。根据地形地貌因素，获取地形地貌特点的数据，包括地势起伏程度、山脉、河流情况。根据管线容量，确定管线当前的容量状况，获取管线容量数据。根据管线安全因素，获取管线周围的危险区域、易受破坏的地方数据。根据建筑物布局、地形地貌因素、管线容量和管线安全因素数据，判断管线是否具有进一步扩展的空间。若土地利用情况限制了管线扩展空间，根据建筑物布局和地形地貌因素，评估需要的工程改造难度。若管线容量达到设计容量上限，根据管线容量数据，评估扩展所需的措施，包括增加管线直径、增加泵站或增加支线。若管线周围存在安全隐患，根据管线安全数据，制定相应的安全措施。

23、在一种实施方式中，所述根据管线的使用寿命、维护成本的属性，形成勘察和数字高程文件展现管线情况，进行重点突出显示，包括：

24、获取管线的年限、维护成本、材质信息、使用寿命、维护成本数据和地形信息；根据管线的年限、维护成本、材质信息和地形信息，为每条管线赋予相应的属性值，形成管线的属性数据集；利用gis软件进行管线情况的可视化展示，将管线的属性数据与地图数据进行关联，显示在地图上；根据使用寿命和维护成本的属性值，设置不同的符号样式、颜色或大小来突出显示管线的重点信息；利用标签、弹出窗口方式，提供管线信息，包括使用寿命、维护成本和维护记录；提供交互式的功能，允许用户根据不同的属性进行筛选和查询；基于管线的使用寿命和维护成本数据，生成相应的报表、图表和统计图形。

25、本发明实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

26、本发明公开了一种融合多种技术的方法，用于获取管线起点、终点和中间节点的x轴和y轴坐标数据、管线高程数据、管线直径和材质属性，能够全面了解管线的空间位置、高程分布和物理特性，为后续的分析提供基础数据。对管线的架空勘测数据断面进行拟合，得到连续曲线图像，并进行平滑处理，得到管线平断面数据，能够得到管线的平断面数据，提供了管线几何形状的详细信息。根据所述管线平断面数据，获取周围可供进一步布置管线的区域起点、终点和拟合范围，能够确定周围可供进一步布置管线的区域，为管线的拓展提供空间参考。根据地形、地貌、土质条件，判断管线敷设方式，预测管线形成的风偏线和包络线，能够判断最适合的管线敷设方式，并预测管线形成的风偏线和包络线，从而确保管线的稳定性和安全性。根据风偏线、管径和土质关系，对管径进行拟合，确定管径选择，能够对管线的管径进行拟合，确保管线的承载能力和稳定性。根据所述管线布局方式和管线属性数据，确定管线的扩散性关联，判断管线周围是否具有空间进一步扩展，能够确定管线的扩散性关联，判断管线周围是否具有空间进一步扩展的可能性。根据管线的使用寿命、维护成本的相关属性，形成勘察和数字高程文件展现管线情况，进行重点突出显示，能够形成勘察和数字高程文件，将管线情况进行重点突出显示，为后续的决策提供参考。通过将以上技术融合在一起，实现了对管线的全面勘测和分析，提高了管线规划和布局的准确性和效率。