浅谈城市地下管线普查中的测量控制
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摘 要：城市地下管线是城市的输血动脉，也是城市建设软实力的一种体现。提高地下管线普查的点位精度可以为城市规划设计、建设施工提供更加详实的管线资料。本文主要阐述了地下管线普查中的各种测量控制措施。
关键词：地下管线;测量;控制措施
1 绪论
随着城市发展建设现代化进程不断加深，城市重要输血设施的地下管线的敷设越来越多也越来越密集，为了使城市建设和规划的管理者能够及时了解地下管线现状情况，为了可以更为合理的规划城市地上与地下空间，更好的对地下管线实施动态管理，在规划审批、项目建设中避免施工破坏地下管线尤其是危险管类，加强对管线的保护、预防和减少安全生产事故的发生，提高城市治理和管理水平提供详实准确的管线资料。管线点测量的精度直接影响到整个成果的质量。下面就对管线普查作业，阐述几种测量的控制措施。
2 地下管线普查的作业流程及测量作业内容
地下管线普查的作业流程包括：前期准备：搜集关于测区内的相关资料、实地现场踏勘、进行仪器校验与方法试验、编写技术设计书;具体实施：实地调查、仪器探查、控制测量、管线点测量、地下管线图编绘及数据库的建立。其中测量的主要集中在控制测量及管线点测量阶段。控制测量包括作业前期测区内控制资料的收集、整理、筛选与使用，确定控制测量方案及方法。具体实施是使用相关测量仪器进行平面控制测量与高程控制测量。管线点测量是使用相关测量仪器测定通过实地调查（探测）各种地下管线的特征及附属物投影到地面上点位的三维坐标，以供后期生成综合管线图及地下管线数据库建立使用。
3 测量精度要求
一般城市地下管线普查测量精度要求不高，与大比例尺地形图测绘相当，其中控制测量主要精度要求是满足《城市测量规范》CJJ/T8-2011与《卫星定位城市测量技术规范》CJJT73-2010中图根点的精度要求。地下管线点的测量精度一般为：平面位置中误差为管线点相对于邻近控制点不得大于±5cm;高程测量中误差为管线点相对于邻近控制点不得大于±3cm，并且以二倍中误差作为极限误差。城市地下管线测量的误差来源主要包括控制点点位误差与管线点点位误差。再具体作业中体现为控制点误差、仪器高误差、距离测量误差、水平角与垂直角测量误差、GNSS RTK误差等，所以在测量控制中通过确定合理的测量方案筛选与规范实际操作的方式来避免这些误差的过大从而对测量成果产生的影响。
4 常见的测量方法
城市地下管线普查测量平面控制可以采用图根光电测距导线测量或者GNSS技术进行静态或动态测量也可以用GNSS RTK进行图根点测量，其中图根光电测距导线计算可采用简易平差法，测定的边长和坐标值取至毫米，角度值取至秒;高程控制可以采用四等水准测量或者采用电磁波三角高程测量方法，在要求允许的情况下也可以采用GNSS RTK的方法布设，水准路线计算可采用简易平差法，高程计算至毫米。地下管线点平面测量一般也可以采用GNSS RTK法、极坐标法和导线串连法等;高程测量宜采用直接水准连测或者电磁波测距三角高程测量，要求允许也可以采用GNSS RTK方式直接测量高程。在实际作业过程中也有使用图解法进行管线点测量的方式，但是图解法精度较低、高程也无法控制所有不建议使用。
5 测量控制措施
5.1 前期准备阶段的控制措施
在地下管线普查前期收集测区内高等级控制资料阶段，要对收集到的控制点信息进行核实，检查其精度是否满足作业需要、点位保存是否完好。在结合实际精度要求、作业环境、人员及仪器的配置、成本和费用、工期等因素，通过综合考虑，制定各种方案，再经过评价以及优化配置，最终确定一个经济合理、技术可行和精度可靠的测量方案，例如城市主城区周围建筑密集、遮挡严重的地区就可以采用图根导线测量方法来进行测量，作业区域空旷无遮挡可以使用GNSS RTK的测量方法。确定测量方案后要进行人员与测量仪器的配置，所有的测量作业人员要具备一定的专业技能素养及专业知识储备，并且要做好技术交底与培训，学习编制好的测量方案与作业细则，统一作业方法严格按照作业程序进行测量作业;所配备的测量仪器应与测量方案相适应，测量精度应该满足作业要求，并且在测量作业前要对其各项指标进行校验，例如全站仪要进行照准部水准轴垂直与竖轴的检验、管水准器与圆水准器的校验、光学对中器或电子红外对中器的校验、仪器照准差C与竖直度盘指标差I的校验等，GNSS 接收机应该进行信号稳定性检验，基线测量精度检验等。
5.2 具体实施阶段的控制措施
在地下管线普查具体实施阶段既要严格按照制定的测量方案实施也要注意一些操作细节。控制点位布设时应挑选点位合理、地面不易变形与破坏的地点，使用的合格的测钉进行钉定，在定点过程中应使测钉垂直地面钉定避免扭曲。这样可以减少对中误差及控制点的变形与沉降。使用全站仪、水准仪、GNSS接收机等测绘仪器时要严格按照作业要求来实施，实际测量时仪器应该准确对中、整平，棱镜对中杆、RTK对中杆以及水准尺应该使用支架确保稳定，仪器高与对中杆高度应量至毫米位，取两次量测的平均值。使用全站仪测量时应该严格按照操作方案作业避免出现短边控制长边现象，测距长度不应超过150m。使用GNSS RTK测量时应根据具体需求联测已知点进行参数解算，并要在一个以上的已知点进行检核，在每天进行测量作业前要在控制点上进行检核，满足精度才可以进行测量。对使用GNSS RTK测量的点位坐标进行一定的检验确保精度。使用水准测量时要定期测定其i角，对于不符合精度要求的要及时进行校正，测量时前后视线要尽量等长。所有测量仪器在作业过程中应定期进行校验以保证测量成果的精度及稳定性。所有测量原始记录要保留完好，及时进行复核检验。注意作业环境的变化对测量精度的影响，雷雨、大雾、高温和成像不清晰的时段应该避免进行测量作业。在测量实施阶段应该形成检查机制，对测量成果进行定期检查，并且在城市地下管线普查的施工结束后应进行总体的测量检查，随机分散按比例选取图幅实地进行二次测量对比测量精度，从而提高整体数据成果质量。
6 城市地下管线普查发展趋势
随着计算机、大数据、云平台、物联网等技术的发展与应用，作为智慧城市建设中重要的组成智慧管網越来越被人们重视，随着智慧城市的搭建，传统的二维管网系统已经满足不了当下城市建设发展的需求，急需建立一个以三维管网为基础，物联网技术为手段云平台与大数据为核心的现代化智慧管网管理体系。但现有的城市地下管线普查数据精度无法彻底满足智慧管网、三维管网建设的要求，为满足城市建设与发展的需要，提高城市地下管线的普查精度成为以后管线探测与测量工作者的重要任务。也对未来城市测量技术的发展提出了新的挑战。
7 结论
随着城市的高质量发展，地下管线普查的重要性越来越凸显出来，为加强城市地下空间管理和城市规划建设、为地下管线科学化和信息化管理奠定基础、为城市管理提供准确的地下空间数据，对于城市地下管线普查精度要求已经越来越高，使用现有的测量方式通过合理的控制措施提高城市地下管线普查数据成果精度可以在一定程度上满足城市规划和发展的需要。
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