油气管道线路工程中线的生成方法与流程

1.本发明涉及管道工程建设领域，具体来讲，涉及一种油气管道线路工程中线的生成方法。


背景技术：

2.在油气管道工程建设中，建设项目部需要对施工进度、施工质量、施工资料等各类施工现场的数据进行管理，目前还是依靠表格或邮件的方式来进行管理和统计，不仅不直观而且存在报送不及时的问题，分析现场问题时需要获取大量不同渠道的数据来进行决策，耗时耗力。同时，施工过程中施工单位往往是通过图纸进行现场施工指导和管理，复杂交错的施工工序通过图纸进行交流和传递效率已经不能满足当前高质量、高效率工程建设的要求。
3.在管道工程建设中，单纯依靠传统的有经验的人员人工进行管沟开挖测验，很难整体连续性的对施工单位实施的管道工程是否满足前期设计的规范、标准、质量进行快速衡量，若存在问题及时告知整改。存在测验投入人员多耗时、误差大的情况。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。例如，本发明的目的之一在于提供一种油气管道线路工程实际中线的确定方法。
5.为了实现上述目的，本发明提供了一种油气管道线路工程中线的生成方法。所述方法包括以下步骤，s1、获取管沟开挖前的原始地貌影像数据、管沟开挖完成后的管沟开挖影像数据以及空间坐标，所述空间坐标包括经纬度和高程数据；s2、根据所述原始地貌影像数据、管沟开挖影像数据和高程数据，构建原始地貌dem模型和管沟开挖dem模型；以及s3、将原始地貌dem模型和管沟开挖dem模型按空间坐标进行匹配，筛选出沟体位置并识别出沟体边缘，确定沟底边界坐标，并计算生成管沟中线。
6.在示例性实施例中，所述原始地貌dem模型和所述管沟开挖dem模型的高程不同。
7.在示例性实施例中，所述步骤s3可以包括：s31、对比分析管沟在原始地貌dem模型和管沟开挖dem模型的任意指定截面上的高程差异，筛选出符合预定规律的区域位置并确定沟体边缘；和s32、确定沟底边界坐标，并取中间值连成线，生成管沟中线。
8.在示例性实施例中，沟底边界坐标可用于确定沟底位置，根据边缘识别算法计算沟底宽度及实际管沟中心。
9.在示例性实施例中，通过两期不同高程差模型(原始地貌dem模型和管沟开挖dem模型)对比计算出沟体后，结合边缘识别算法识别出管沟任意指定点的下底位置，取管沟任意横截面下底的两坐标中间值连成线生成管沟实际中线。
10.在示例性实施例中，所述预定规律为除沟体外其余未开挖部分的高程差稳定预定范围，但进入沟体后高程差开始出现明显变化，且呈现差值先增大后减小趋势。
11.在示例性实施例中，所述步骤s31可包括：s311、初步确定管沟；s312、选取管沟在
原始地貌dem模型和管沟开挖dem模型的任意指定截面；s313、在任意指定截面上，计算原始地貌dem模型与管沟开挖dem模型上各点的高程差；以及s314、筛选待测区域并确定沟体边缘。
12.在示例性实施例中，所述分析方法还可包括以第一颜色显示所述管沟中线，以第二颜色显示设计中线，所述第一颜色与第二颜色不同。
13.在示例性实施例中，使用无人机航拍可得到所述原始地貌影像数据和所述管沟开挖影像数据，所述无人机航拍管沟开挖前的原始地貌影像数据和管沟开挖完成后的管沟开挖影像数据的航线为同一条航线。
14.在示例性实施例中，所述无人机能够随着随地形调整航高。
15.在示例性实施例中，所述无人机可不带rtk，所述无人机在航飞时，未设置像控点。
16.在示例性实施例中，所述方法还可以包括：通过间隔设置像控点，来辅助无人机完成倾斜摄影建模。
17.根据本发明的实施例，像控点主要布设在管道施工作业带左右。对于路面干净，交通标线清晰，拐角明显的环境，可以选择路面上的斑马线，交通标记线的角点作为像控点位置；对于路面、田坝等有沥青、水泥铺设的环境，可以选择在路面上用红油漆画标记，标示可以呈“l”型，以内拐角点为像控点位置。对于田地，草地等现场无固定地物参照和无法用油漆标记的荒野环境，可以选择用喷绘布制作像控标志，在像控点处将其四角用固定件(例如，铁钉或石块)固定平铺在平坦地方。利用像控标志可以为呈漏斗形。
18.在示例性实施例中，在平坦的地方，可以采用免像控的方式作业；在高差大的区域，例如山峰、山沟、山间等，以及在跨投影带的区域，由于坐标系变形较大，优选采用布设像控点进行控制。
19.在示例性实施例中，所述方法还可以包括：利用地面控制点资料，用于对无人机数据进行校对。
20.在示例性实施例中，所述方法还可以包括：以第一颜色显示所述生成的管沟中线，以第二颜色显示设计中线，所述第一颜色与第二颜色不同。
21.在示例性实施例中，所述方法还可以包括：对设计中线与实际中线任意一点进行对比，当偏差超过阈值时，以第三颜色显示实际中线，第三颜色与所述第一颜色、第二颜色不同。
22.在示例性实施例中，对设计中线与实际中线任意一点进行对比的步骤包括：以设计中线为中心，阈值为半径做缓冲分析；将缓冲后的区域与实际中线做空间分析，不在缓冲范围的识别为中线发生偏移的位置；以第三颜色标绘偏移位置的实际中线。
23.在示例性实施例中，根据设计桩号点坐标数据，生成对应的设计中心线。
24.与现有技术相比，本发明的有益效果可包括：能够使用高效、直观、快捷、且不受地形影响的方式获取管沟开挖情况；生成管沟中线的基础数据更具完整性，且能够节省测验时间与成本；能够得到具体到某一点处的中线偏差值；能够将管沟中线与设计中线的偏差值进行可视化；能够得到具体的管沟开挖后在每一处和/或预定长度处的误差值；能够实现管沟沟底和管沟边坡平整度数据的无纸化存储和管理。
附图说明
25.图1示出了本发明示例性实施例的油气管道线路工程中线的生成方法的流程图。
26.图2示出了本发明示例性实施例的油气管道线路工程中线的生成方法的建模得到的dem模型示意图；
27.图3示出了本发明示例性实施例的油气管道线路工程管沟的示意图；
28.图4a示出了开挖前dem模型的局部示意图；
29.图4b示出了开挖完成dem模型的局部示意图；
30.图5示出了本发明示例性实施例的沟体处高程模型截面比对示意图；
31.图6示出了图5模型截面比对结果(各点高程差)示意图；
32.图7示出了本发明示例性实施例的沟体处高程模型截面比对示意图；
33.图8示出了图7模型截面比对结果(各点高程差)示意图；
34.图9示出了本发明示例性实施例的两期dem模型高程比对得出得规律差异区域示意图。
35.图10示出了本发明示例性实施例的两期dem模型高程差的局部示意图。
36.图11示出了本发明示例性实施例的管沟中线与设计中线的对比图。
37.图12示出了本发明示例性实施例的管沟中线与设计中线的对比图。
38.附图标记：
39.1-管沟，11-沟底，12-沟壁，13-上底，2-原始地貌dem模型的高程线，3-管沟开挖dem模型的高程线，4-管沟中线，5-设计中线，6-第三颜色显示部分。
具体实施方式
40.在下文中，将结合示例性实施例来详细说明本发明的油气管道线路工程中线的生成方法。本文中，“第一”、“第二”等仅仅是为了方便描述和便于区分，而不能理解为指示或暗示相对重要性或具有严格的顺序性。
41.在本发明中，沟底标高是指海拔高度，沟底深度是通过两期模型不同海拔高度(高程)相减得出沟底深度，沟底宽度指下底宽度。
42.油气管道工程线路往往空间跨度大，所经地区地形、地质条件复杂，穿跨越工程多，管沟开挖是否严格按施工图设计进行放线、开挖，以往多数依靠现场测量人员进行管沟开挖测验，来把控现场实际路由走向、管沟开挖质量。由于施工图纸很难直观反应现场环境，且现场测量工作大、测量人员技术熟练程度、责任心等问题，往往存在滞后与偏差，以至多数时间施工完成后才进行路由验收，未能及时对路由管控进行管理，造成实际管道路由与施工图设计不一致，影响工程施工进度、质量、投资及后期竣工验收。
43.本发明实施例适用于油气管道线路工程中线的生成，该方法的执行主体可以是计算机设备，包括但不限于服务器、终端等。示例性地，终端包括但不限于智能手机、平板电脑、笔记本电脑或台式电脑等。
44.根据本发明实施例，充分利用最新的信息化和无人机技术，结合无人机的机动、灵活、快速、经济等特点，以无人机作为航空摄影平台快速高效获取高质量、高分辨率的影像，同时输出具有空间位置信息影像数据的技术手段，对倾斜摄影模型深入挖掘应用，实现智能识别管沟、绘制管沟中心线。
45.根据本发明实施例，采集原始地貌模型与管沟模型，基于智能工地系统进行对比，识别作业区域，生成管沟实际中线，与设计路由(中线)比对，识别、判断路由偏差。还可以标绘超出阈值的管道段落，并以不同颜色呈现，实现施工路由偏离预警提示。
46.图1示出了本发明的一个示例性实施例油气管道线路工程中线的生成方法的流程图。如图1中所示，在示例性实施例中，本发明所述方法包括以下步骤：
47.s1、获取管沟开挖前的原始地貌影像数据、管沟开挖完成后的管沟开挖影像数据以及空间坐标。空间坐标包括经纬度和高程数据。
48.采集前期现场影像和后期现场影像。这里，前期影像即为管沟开挖前的原始地貌影像数据。后期现场影像即为管沟开挖完成后的管沟开挖影像数据。
49.可以通过无人机对油气管道路由的原始地貌和管沟开挖后进行航飞，采集影像数据和高程数据。航测在野外通过无人机获取航片，并存储机载gps和惯导等传感器记录的定位数据。根据本发明的实施例，所采用的无人机可以为市售无人机，例如，大疆无人机。
50.在实施例中，对于不同工区环境，可选择不同无人机。在地形高差过大的地方，如果飞行航高设置为一个固定值，那么测区最高和最低的地方离航拍相机的距离也会相差很大，进而影响最终的航片精度不一致。所以在高差过大的地方可以采用“变高航线”功能，以让无人机根据测区的地势起伏调整飞行高度和地面保持相同航高飞行。
51.例如，某一工区穿越地带大部分较平坦，但小山丘较多，还有部分越山段，高差较大，所以无人机需要具备跟随地形调整航高的功能，保证所获取的影像分辨率的一致性。
52.根据本发明的实施例中，采用能仿地形变高飞行的无人机，可以适合在管道建设项目中进行航测工作。
53.在本发明实施例中，数字高程模型(digital elevation model，简称dem)可以是通过无人机航测技术对测绘区域进行地理测绘得到产品数据，可以从完成测绘任务的无人机中的数据存储设备中获取得到，数据存储设备例如可以是存储卡。在其他实施例中，也可以从测绘区域数据库中获取得到，该测绘区域数据库是为了保存各个测绘区域的数字高程模型建立的数据库。
54.在本实施例中，可以通过无人机航拍来获取原始地貌视频和管沟开挖视频。通过无人机对原始地貌和管沟开挖进行倾斜摄影航飞时，不仅是获取航飞影像，同时对航飞的位置进行空间坐标测绘。但本发明不限于此，还可以通过其它方式来采集管道工程开挖前后的影像数据和空间坐标。
55.进一步地，可以提前规划航线。例如，在实施例中，可以在航线规划软件中设定好采集区域及各项参数后，软件将自动规划出五条航线，其中包含一条正摄航及4条倾斜摄影航线。飞手选择一条正射及任意两条倾斜摄影航线进行影像采集即可。任务上传至无人机后，无须飞手进行切换航线及更换电池的其他动作。
56.无人机航拍原始地貌视频和管沟开挖视频的航线为同一航线，也就是说，无人机在航拍原始地貌视频和管沟开挖视频时，两次航飞行驶的路径基本一致，以确保原始地貌视频和管沟开挖视频的拍摄范围、角度、清晰度等保持一致，减少所建立的管沟开挖dem模型是实际管沟开挖情况的误差。
57.另外，为了后续建模需要，航测范围可以按设计中线沿截面左右延伸预定距离的带状范围，即，以设计线路为准，在某一截面上，在宽度方向向外各延伸预定距离，考虑到线
路曲折，并且各小段线路有搭接，预定距离可以为200～300米。
58.s2、根据所述原始地貌影像数据、管沟开挖影像数据和高程数据，构建原始地貌dem模型和管沟开挖dem模型。
59.通过无人机对管沟开挖前后进行两次航拍建模，对原始地貌和管沟开挖进行航飞，将采集的影像数据和高程数据上传至建模服务器，构建原始地貌和管沟开挖三维模型。
60.根据本发明的实施例，建模数据可以包括：原始影像和对应的pos坐标；地面控制点资料，用于对无人机数据进行校对；相机参数。
61.根据本发明的实施例，建模可以采用的航测处理软件有inphouasmaster、pix4dmapper、smart 3d(context capture简称cc)，大疆智图(dji terra)等。
62.通过建模软件，对倾斜摄影航拍进行模型构建，获取影像文件后即可对施工现场进行模型重建，建模完成后可将先输出一个dem(数字高程模型)用于模型比对测量，再输出一个可视化的模型文件用于展示。
63.数字高程模型通过有限的地形高程数据实现对地面地形的数字化模拟(即地形表面形态的数字化表达)，它是用一组有序数值阵列形式表示地面高程的一种实体地面模型，可用来表示实际地形特征和空间分布。一般认为，dtm是描述包括高程在内的各种地貌因子，如坡度、坡向、坡度变化率等因子在内的线性和非线性组合的空间分布，其中dem是零阶单纯的单项数字地貌模型，其他如坡度、坡向及坡度变化率等地貌特性可在dem的基础上派生。
64.图2示出了本发明示例性实施例的油气管道线路工程中线的生成方法的建模得到的dem模型示意图。图4a示出了开挖前dem模型的局部示意图；图4b示出了开挖完成dem模型的局部示意图。
65.建模后得到的dem模型如图2、图4a、图4b中所示。dem是以数字形式按一定结构组织在一起的实体地面模型，可用来表示实际地形特征和空间分布。
66.s3、将原始地貌dem模型和管沟开挖dem模型按空间坐标进行匹配，筛选出沟体位置并识别出沟体边缘，确定沟底边界坐标，并计算生成管沟中线。
67.可以将原始地貌dem模型和管沟开挖dem模型按航飞建模时测绘的空间坐标、高程进行匹配并导入数据处理平台，对比原始地貌dem模型和管沟开挖dem模型，得到实际管沟中线。
68.具体地，s31、将原始地貌dem模型和管沟开挖三维模型轻量化导入系统，并按航飞时测绘的空间坐标匹配。
69.通过无人机对原始地貌和管沟开挖进行倾斜摄影航飞时，不仅是获取航飞影像，同时对航飞的位置进行空间坐标测绘。根据空间坐标植入数据处理平台，在三维地图进行定位。原始地貌或管沟建模时，模型都很大，往往都是按g算，如10公里的原始地貌模型往往要10g左右，下载模型要很长时间。数据处理平台对模型进行自动化减面，压缩等处理(处理后往往只有两三个g)，实现3d模型的不失真压缩保障系统中快速下载呈现。
70.s32、对比分析管沟在原始地貌dem模型和管沟开挖dem模型的任意指定截面上的高程差异，筛选出符合预定规律的区域位置并确定沟体边缘。
71.具体可以包括：
72.s321、初步确定管沟的区域。
73.s322、选取管沟在原始地貌dem模型和管沟开挖dem模型的任意指定截面，这里，截面是指沿垂直于管沟长度方向截取的截面，图3中所示的zx面。
74.s323、在任意指定截面上，计算原始地貌dem模型与管沟开挖dem模型上各点的高程差。
75.在实施例中，由于不带rtk的无人机采集高程时存在一定误差且为了简化工序取消了像控点，导致两期模型的海拔高度存在一定差异，因此无法使用两期模型相减法直接得出沟体。所以，根据本发明实施例直接对两期高程模型进行对比。两期dem模型做布尔运算，计算出两期模型有差异的区域，再优化去除非施工区域，最终筛选出施工区域模型。
76.图5示出了本发明示例性实施例的沟体处高程模型截面比对示意图；图6示出了图5模型截面比对结果(各点高程差)示意图；
77.如图5中所示，在某一截面上，原始地貌dem模型的高程线(一期模型高程线)2与管沟开挖dem模型的高程线(二期模型高程线)3，原始地貌dem模型的高程线2比管沟开挖dem模型的高程线3高，说明本实施例示出的是挖方模型，图6示出了图5中原始地貌dem模型与管沟开挖dem模型上各点的高程差。
78.图7示出了本发明示例性实施例的沟体处高程模型截面比对示意图；图8示出了图7模型截面比对结果(各点高程差)示意图；
79.但本发明不限于此，例如，在另一实施例中，如图7中所示，原始地貌dem模型的高程线2比管沟开挖dem模型的高程线3低，说明该实施例有一部分是填方。图8示出了图7中原始地貌dem模型与管沟开挖dem模型上各点的高程差。
80.在本实施例中，为降低航拍测量的复杂度，无人机在飞行过程中没有设置像控点，二维测量数据误差在3％以内，如长度、宽度；涉及高程测量数据误差在10％以内。
81.s324、筛选待测区域并确定沟体边缘。
82.通过两期不同高程模型对比，以沟体外其余未开挖部分的高度作为参考点定位，并针对沟体后两模型高度差异，筛选出符合该规律的区域位置并确定其边缘。同时通过区域范围计算的方法，计算符合该规律的最大区域，即为沟体施工区域，并可通过高程差计算管沟深度。
83.如图6和图8中所示，可以看出，除沟外其余未开挖部分的高度差稳定在某个值左右，但进入沟体后两模型高度差开始出现明显变化，且呈现差值先增大后减小趋势。因此，可根据这一规律筛选出待测沟体(或实际沟体)，确定沟体位置并识别出沟体边缘。
84.图9示出了本发明示例性实施例的两期dem模型高程比对得出得规律差异区域示意图。图10示出了本发明示例性实施例的两期dem模型高程差的局部示意图。在图9中，深色区域为比对后识别出的沟体轮廓及位置，浅色区域为高度差无明显改变的其他区域。可以找到颜色最深区域，并沿宽度方向向外辐射，确定出沟体。此时已经掌握了两期模型比对后各点的高程差，两期模型比对后各点的高程差，高程差数据由图10中所示，图10中是将高程差数据转换成了颜色表示，由浅至深，颜色越深表示高程差越大。根据筛选结果即可筛选出沟体及沟内各点的高程差数据。
85.s33、确定沟底边界坐标，并取中间值连成线，生成管沟中线。
86.通过两期不同高程差模型对比计算识别出沟体后，结合边缘识别算法识别出管沟任意指定点的下底位置。取管沟任意横截面下底的两坐标中间值连成线生成管沟实际中
线。
87.根据本发明的实施例，通过无人机对油气管道路由的原始地貌和管沟开挖航飞，构建原始地貌和管沟开挖三维模型并按无人航测的实际坐标、高程匹配轻量化导入系统，系统通过两期模型对比，自动识别沟底标高和沟底宽度及沟底边界坐标，结合系统运算生成管沟实际中线。
88.根据本发明的实施例，通过不同阶段管沟模型对，识别管沟，自动计算管沟实际中线数据。但本发明不限于此，进一步地，还可以将设计中线与无人机航拍模型生成的实际中线按坐标匹配，系统分别生成不同颜色的设计中线和实际中线图。例如，以第一颜色显示所述生成的管沟中线，以第二颜色显示设计中线，所述第一颜色与第二颜色不同。例如，第一颜色为红色，第二颜色为蓝色。
89.根据本发明的实施例，生成设计中线的步骤包括：生成标准管沟模型。这里，标准管沟即为设计管沟。具体包括：(1)根据标准管沟截面数据(上下底宽、深度等)、阈值，确定标准截面值；(2)确定管沟区段：选择生成标准管沟的里程区段；(3)中线数据获取：获取所选里程区段中线数据；(4)标准管沟模型自动生成：根据给定的条件自动生成标准管沟模型。
90.进一步地，还可以对设计中线与实际中线任意一点进行对比，当偏差超过阈值时，以第三颜色显示实际中线，第三颜色与所述第一颜色、第二颜色不同。例如，第一颜色为红色，第二颜色为蓝色，第三颜色为绿色。
91.在实施例中，管沟中线对比包括：(1)根据设计桩号点坐标数据，在三维场景中生成对应的设计中心线数据；(2)以设计中线为中心，阈值为半径做缓冲分析；(3)将缓冲后的区域与识别后的中线做空间分析，不在缓冲范围的为偏移的位置；(4)红色表示设计中心线，蓝色表示实际中心线。
92.图11示出了本发明示例性实施例的管沟中线与设计中线的对比图。进一步地，若管沟中线4与设计中线5在任意一点处的中线偏差值a大于2米，则将该点的处的管沟中线以第三颜色进行显示，例如图9中第三颜色显示部分6表示管沟中线4与设计中线5的偏差值大于2米的部分。
93.在本实施例中，系统后台运算自动对设计中线与实际中线任意一点进行对比，偏差超过阈值，例如2米，自动将实际中线以不同颜色标识，可以查询任一点的偏差值，实现设计路由与实际路由的对比情况。
94.图12示出了本发明示例性实施例的管沟中线与设计中线的对比图。红色表示设计中心线数据，蓝色表示识别后的中心线数据。
95.根据本发明的实施例，管沟中线作用是与设计中线比对，通过中线偏差是判断施工单位是否按照设计路由进行开挖，管沟焊接时是根据设计路由进行物资采购(钢管、弯头)，并由物资厂家提前预制，如果路由的改变造成采购的物资数量变化、预制的物质不适用、征地的费用等，影响工期、成本。
96.根据本发明的实施例，采集原始地貌模型与管沟模型，基于智能工地系统进行对比，识别作业区域，生成管沟实际中线，与设计路由比对，识别、判断路由偏差。
97.在实施例中，还可以包括：对所选区段内的中线数据对比后的结果，支持对差异点的定位、查看。
98.可选地，如果为增加数据测量的准确率，减少误差，可在地面控制点(像控点)，在建模时，利用地面控制点资料，用于对无人机数据进行校对。例如，可通过每100米设置一个像控点的方式，来辅助完成倾斜摄影建模，增加像控点后，相应二维数据测量精度可达到5cm，涉及高程数据测量精度可达到10cm，但增加像控点也会相应的增加航拍测量的工作量。
99.根据本发明的实施例，像控点主要布设在管道施工作业带左右。即，在作业带宽度方向上，位于作业带的上顶面上。像控点优先选择公路路口，植被较少的路面，公园，操场，居民院坝等开阔的平坦地。
100.例如，像控点根据环境有以下几种布设方式：
101.a、对于路面干净，交通标线清晰，拐角明显的环境，可以选择路面上的斑马线，交通标记线的角点作为像控点位置。
102.b、对于路面、田坝等有沥青、水泥铺设的环境，可以选择在路面上用红油漆画标记，标示可以呈“l”型，以内拐角点为像控点位置，即，可以为像控点以及从像控点沿第一方向以及沿与第一方向垂直的第二方向向外延伸喷涂的标示。但本发明不限于此，除了红油漆，还可以采用其它醒目的颜色来标示。
103.c、对于田地，草地等现场无固定地物参照和无法用油漆标记的荒野环境，可以选择用喷绘布制作像控标志，在像控点处将其四角用固定件(例如，铁钉或石块)固定平铺在平坦地方。利用像控标志可以为呈漏斗形，但本发明不限于此，也可以呈“十字”型。
104.可选地，根据本发明的实施例，在平坦的地方，可以采用免像控的方式作业；在高差大的区域，例如山峰、山沟、山间等，以及在跨投影带的区域，由于坐标系变形较大，优选采用布设像控点进行控制。
105.进一步地，系统还可植入设计中线数据和管沟开挖模型，生成管道设计中线和实际中线，将管道设计中线与实际中线进行比对。通过系统设定偏差阈值，自动标绘超出阈值范围的实际管道中心线，并以不同颜色呈现提示预警。规避因路由偏差造成工程进度、物资、投资及后期验收不可掌控的问题。
106.进一步地，上述已经得到了沟体内各点的高程差。但是当前高程差中包含两期模型的固定高程差。因此需要根据比对结果得出的两模型固定高程差，计算沟体处开挖前后实际的高程差。如图5中所示，两模型固定高程差为2m，则需要将沟体处各点的高程差都减2，即可得到实际的高程差，同时也可直接得出该沟体的深度。
107.进一步地，还可以将设计管沟模型与飞人航飞的管沟开挖模型按实际坐标轻量化导入系统，管沟模型与设计模型重叠比对，直观的呈现管沟沟底和管沟边坡平整度，同时系统自动将管沟深度、下底宽度、上底宽度的超挖、欠挖部分进行颜色显示。同时以桩号为起始点，任意设置里程3(5、10)m,自动导出设计模型与实际模型上底、下底、深度值及上底、下底、深度误差值，实现管沟质量的管理。
108.根据本发明的实施例，通过两次航飞建出模型的不同高程进行布尔运算，筛选出管沟的区域及管沟内各点位置和高程差，并识别沟底标高和沟底宽度及沟底边界坐标，生成管沟实际中线。
109.在另一示例性实施例中，油气管道线路工程中线的生成方法包括：
110.1、将设计单位提供管道中线坐标数据植入系统，生成管道设计路由线(又称设计
中线)。
111.2、通过无人机对原始地貌和管沟开挖进行航飞，将采集的影像数据和高程数据上传至建模服务器，构建原始地貌和管沟开挖三维模型。
112.3、建模后得到的dem。dem是以数字形式按一定结构组织在一起的实体地面模型，可用来表示实际地形特征和空间分布。
113.4、将原始地貌模型和管沟开挖三维模型轻量化导入系统，并按航飞时测绘的空间坐标匹配。
114.5、通过两期不同高程模型对比，以沟体外其余未开挖部分的高度作为参考点定位，并针对坑体后两模型高度差异，筛选出符合该规律的区域位置并确定其边缘。同时通过区域范围计算的方法，计算符合该规律的最大区域，即为沟体施工区域，并通过高程差计算管沟深度。
115.6、通过两期不同高程差模型对比计算处沟体后，结合边缘识别算法识别出管沟任意指定点下底位置。取管沟任意横截面下底的两坐标中间值连成线生成管沟实际中线。也就是说，沿与管沟延伸方向垂直的方向截取任意截面(如图3中所示的xz平面)，得到管沟沟底在宽度方向上的两端点坐标，取其中间值，重复前述步骤，沿管沟延伸方向(图3中的y方向)间隔截取多个截面，获得多个中间值并连接起来，可以得到管沟实际中线。
116.7、以不同颜色区分设计中线和实际中线。
117.8、将实际管沟坐标水平垂直投影到设计中线上，并计算两点间的距离。根据设定阈值2m，作为对比值，偏差超过2米，系统自动将实际中线以不同颜色标识。
118.9、可以查询任一点的偏差值，实现设计路由与实际路由的对比情况。
119.上述系统和数据处理平台，用于油气管道线路工程中线的生成，包括：数据获取模块，被配置为获取管沟开挖前的原始地貌影像数据、管沟开挖完成后的管沟开挖影像数据以及空间坐标，所述空间坐标包括经纬度和高程数据；建模模块，被配置为根据所述原始地貌影像数据、管沟开挖影像数据和高程数据，构建原始地貌dem模型和管沟开挖dem模型；数据处理平台，将原始地貌dem模型和管沟开挖dem模型按空间坐标进行匹配，筛选出沟体位置并识别出沟体边缘，确定沟底边界坐标，并计算生成管沟中线。
120.其中，数据获取模块可以为无人机，所述无人机航拍管沟开挖前的原始地貌影像数据和管沟开挖完成后的管沟开挖影像数据的航线为同一航线，所述无人机不带rtk，所述无人机在航飞时，未设置像控点。
121.综上所述，本发明通过无人机对油气管道路由的原始地貌和管沟开挖航飞，构建原始地貌和管沟开挖三维模型并按无人航测的实际坐标、高程匹配轻量化导入系统，系统通过两期模型对比，自动识别沟底标高和沟底宽度及沟底边界坐标，结合系统运算生成管沟实际中线。
122.管沟实际中线与设计中线比对，中线偏差是判断施工单位是否按照设计路由进行开挖，管沟焊接时是根据设计路由进行物资采购(钢管、弯头)，并由物资厂家提前预制，如果路由的改变造成采购的物资数量变化、预制的物质不适用、征地的费用等，影像工期、成本。
123.根据本发明，针对无人机倾斜摄影模型数据挖掘，采集原始地貌模型与管沟模型，并进行对比，识别作业区域，生成管沟实际中线，还可以与设计路由比对，识别、判断路由偏
差。解决了油气管道工程现场，管沟开挖质量不达标，管道中心线随意偏离设计路由等难题。
124.尽管上面已经结合示例性实施例及附图描述了本发明，但是本领域普通技术人员应该清楚，在不脱离权利要求的精神和范围的情况下，可以对上述实施例进行各种修改。