一种结合空间计算的管道高后区判定的方法与流程

本发明涉及空间分析，更具体地说，本发明涉及一种结合空间计算的管道高后区判定的方法。

背景技术：

1、随着计算机技术和传感器技术的不断进步，空间计算在管道检测和监测中得到了广泛应用。传统的管道高后区检测方法主要依赖于人工巡检和定期监测，存在着效率低、成本高、准确性不足等缺点，尤其在复杂的地理环境和长距离管道系统中难以满足需求。

2、在现代管道管理中，长距离管道通常穿越多种复杂地形和环境，这使得单纯依赖人工巡检变得不切实际且经济成本高昂。人工巡检不仅需要大量的人力资源，还需要面对各种恶劣的气候条件和地理障碍，进一步增加了管道监测的难度和风险。而定期监测虽然能够在一定程度上缓解这些问题，但其间隔时间较长，难以实时发现和处理突发问题，导致潜在的安全隐患无法及时排除。

3、因此，探索一种结合空间计算的管道高后区判定的方法显得尤为重要。通过整合gi s、遥感技术、物联网以及先进的数据分析方法，空间计算能够实现对管道周边环境的全方位、多层次的监控和分析，为管道健康状态提供直观的数据支持。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种结合空间计算的管道高后区判定的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种结合空间计算的管道高后区判定的方法，具体包括以下步骤：

3、步骤101、采集管线基础信息和管线的位置信息数据，并将采集到的数据进行数字化处理，通过建立一个数据库，存储数字化处理后的数据；

4、步骤102、在g i s软件中与步骤101建立的数据库进行连接，通过加载数据图层展现管道走向，并配置管道两侧的缓冲带宽度，对缓冲带内的建筑物进行识别和标识；

5、步骤103、根据步骤102中缓冲带内标识的建筑物信息，按照判定规则，生成管道周边的地区等级，结合地区等级的信息，以及与建构筑物和管线的空间位置关系，判定高后区的管段范围，依据判定结果进行风险评估和分类；

6、步骤104、汇总步骤101至103中的所有数据和分析结果，生成详细的报告，所述报告内容包括管道基础信息、管道走向、地区等级、缓冲带内建构筑物信息、高后区判定的结果。

7、在一个优选地实施方式中，所述步骤101中，采集管线基础信息和管线的位置信息数据，并将采集到的数据进行数字化处理，通过建立一个数据库，存储数字化处理后的数据，具体步骤如下：

8、步骤a1、数据采集：通过传感器网络收集管线的基本信息，包括管道的线状数据和建筑物的面状数据，使用gps设备采集管线各个关键点的经纬度坐标，所述经纬度坐标是采用2000国家大地坐标系数据；并记录每个测量点的详细信息，包括测量时间和相关管线标识，确保所有数据与管线的具体位置和基础信息对应和匹配；

9、步骤a2、数字化处理：将采集到的基础信息和位置信息数据输入到计算机软件中进行数字化处理，使用地理信息系统软件处理位置信息，将经纬度坐标转换为平面直角坐标系，并对采集到的管线基础信息进行整理和归档，确保数据格式的一致性和可操作性；转换公式如下：

10、xi＝f(li,φi)

11、yi＝g(li,φi)

12、其中，xi和yi是平面直角坐标，f(li,φi)表示经度li和纬度φi被转换为平面直角坐标系中的x坐标的函数，g(li,φi)表示经度li和纬度φi被转换为平面直角坐标系中的y坐标的函数，(li,φi)表示第i个关键点的经纬度坐标；

13、步骤a3、建立数据库存储：在数据库中创建表格，并将数字化处理后的数据导入到数据库中进行存储，确保数据的安全性和可访问性。

14、在一个优选地实施方式中，所述步骤102中，在gis软件中与步骤101建立的数据库进行连接，通过加载数据图层展现管道走向，并配置管道两侧的缓冲带宽度，对缓冲带内的建筑物进行识别和标识，具体步骤如下：

15、步骤b1、创建缓冲区：在g is软件中建立与数据库的连接，导入管道的线状数据和建筑物的面状数据，包括建筑物的位置信息和边界信息，并在图层面板中选择管道线状数据图层，使用g is软件的缓冲区工具，在管道线周围创建缓冲区，设置缓冲区宽度为200米，生成一个新的缓冲区图层，表示管道两侧各200米范围内的区域；其中，对于每个管道点和给定的缓冲区宽度，缓冲区具体计算公式如下：

16、bi＝x∈r2:|x-pi|≤d

17、其中，bi是第i个管道点对应的缓冲区，pi是管道点的坐标，d是缓冲区的宽度，|x-pi|表示点x到管道点pi的欧氏距离；并将所有管道点的缓冲区联合起来，形成一个综合的缓冲区表示为其中，bi是第i个管道点对应的缓冲区，b是综合的缓冲区；

18、步骤b2、标识和展示结果：在gis软件中选择空间查询工具，将建筑物面状数据与管道缓冲区进行空间叠加分析，识别位于管道缓冲区内部的建筑物，根据空间分析的结果，标识被缓冲区覆盖的建筑物，进一步包括以下步骤：

19、步骤b201、空间叠加分析：使用空间查询工具，将建筑物数据与综合缓冲区进行空间叠加分析，判断每个建筑物是否落在缓冲区内，生成包含缓冲区内建筑物的新图层，具体计算公式为：表示存在一个点x，属于建筑物并且该点位于综合缓冲区内部，其中，aj是第j个建筑物的几何形状，b是综合缓冲区的几何形状；

20、步骤b202、符号化和标注：对新生成的建筑物图层进行符号化，在gis软件中使用不同的符号和颜色标识缓冲区内的建筑物，使用红色填充标识缓冲区内的建筑物，使用透明颜色表示缓冲区外的建筑物。

21、在一个优选地实施方式中，所述步骤103中，根据步骤102中缓冲带内标识的建筑物信息，按照判定规则，生成管道周边的地区等级，结合地区等级的信息，以及与建构筑物和管线的空间位置关系，判定高后区的管段范围，依据判定结果进行风险评估和分类，具体步骤如下：

22、步骤c1、判定地区等级：根据提供的地区等级判定规则，依次判断每个区域的地区等级；

23、步骤c2、确定高后区管段范围：根据地区等级的判定结果和相关规则，确定高后区管段的范围，对不同地区等级的管道周围进行以下判定：

24、四级地区：管道垂直边界线距离最近的4层或4层以上建筑物不应小于200m；

25、三级地区：管道垂直边界线距离该级地区最近建筑物不应小于200m；

26、并定义一个布尔函数hcz(pi)，当管段pi属于高后区，则hcz(pi)＝1，否则hcz(pi)＝0；

27、步骤c3、风险评估和分类：根据高后区的定义和地区等级，评估管段的风险程度，根据风险评估的结果，对管段进行分类，进一步包括以下步骤：

28、步骤c301、风险评估：定义风险得分是高后区指标和地区等级的加权和，所述风险得分包括高后区指标、地区等级，使用以下公式计算：

29、r(pi)＝ω1×hcz(pi)+ω2×dl(pi)

30、其中，ω1和ω2是相应的权重系数，反映了高后区和地区等级对风险得分的贡献，pi第i个管段，hcz(pi)是管段pi的高后区指标，dl(pi)是管段pi所在地区的等级，r(pi)管段pi的风险得分；

31、步骤c302、分类：根据风险评估结果，将管段分为高、中、低风险等级，并制定相应的监测、维护和应急响应计划；设定阈值来划分风险等级，具体计算公式如下：

32、c(pi)＝{低风险ifr(pi)≤t1中风险ift1＜r(pi)≤t2高风险ifr(pi)＞t2}

33、其中，c(pi)表示管段pi根据其风险得分r(pi)被分类为不同风险等级的函数，t1和t2是预先设定的阈值，用于区分低、中、高风险等级；

34、当管段的风险得分r(pi)≤t1时，c(pi)的取值为“低风险”；

35、当管段的风险得分t1＜r(pi)≤t2时，c(pi)的取值为“中风险”；

36、当管段的风险得分r(pi)＞t2时，c(pi)的取值为“高风险”。

37、在一个优选地实施方式中，所述步骤104中，汇总步骤101至103中的所有数据和分析结果，生成详细的报告，所述报告内容包括管道基础信息、管道走向、地区等级、缓冲带内建构筑物信息、高后区判定的结果，具体步骤如下：

38、步骤d1、报告结构设计：确定报告的结构和内容，包括管道基础信息、管道走向、地区等级、缓冲带内建筑物信息，以及高后区判定的结果；

39、步骤d2、图表和地图展示：使用g is软件加载管道走向的地图图层，并在报告中插入地图和图表，用于直观展示管道和周边环境的信息，包括管道路径、地区等级分布、缓冲带内建筑物分布；

40、步骤d3、分析结果描述：根据步骤103的分析结果，描述管道周边环境的风险特征和高后果区的判定依据，解释地区等级判定的标准和规则，并说明其对高后区判定的影响。

41、本发明的有益效果是：本发明结合空间计算，实现了对管道高后区的识别和判定，提高了判定的准确性和效率，通过识别地区等级和结构化信息，实现了对高后区的全面评估和分析，为制定风险管控措施提供了有力支持，通过生成报告，提高了工作效率，减少了人工操作的误差和繁琐性，通过对高后区进行风险评估，为制定风险管控措施提供了科学依据，提高了管道的安全性和可靠性。