黄罡
镇江市勘察测绘研究院 212004
摘要：地下管线属于城市基础设施，按功能可分为电力、通信、给水、排水、热力、燃气和工业等。由于现有的管线资料缺失，权属单位无法提准确的管线图纸，导致施工中可能发生误伤管线的事故。为保证城市建设顺利进行，需通后期探测手段获得地下管线的准确位置。鉴于此，文章结合笔者多年工作经验，对地下管线探测中利用Excel处理测地数据提出了一些建议，以供参考。
关键词：地下管线；探测；利用Excel；处理测地数据
引言
将Excel处理技术应用至地下管线探测工作中，可将地下管线信息全面完整地展现出来，从而进一步推进地管线的探测管理工作。
1、地下管线探测工作开展的意义
地下管线又被誉为城市的生命线，这是因为城市的地下管线是对城市所有管线的有效连接。地下管线不仅为城市用水、天然气以及电力能源提供了输送条件，其高效率运行还能够保障城市居民在城市内的正常活动。我国许多城市仍旧存在对地下管线的分布趋势以及分布数量并不了解的问题，再加上对于地下管线的档案资料管理并不规范，导致城市地下管线即便出现管线损坏问题，也不能及时了解并处理，给企业发展以及城市建设带来了一定的负面影响。对地下管线的不当使用及维护，将会使城市发生大规模的停水停电事件，甚至还会引发重大的人员伤亡事故。为了避免上述情况的出现，需要在市政工程项目施工前借助地下管线探测技术对地下管线的具体位置以及运行情况进行探测，避免在进行市政项目工程施工时对地下管线造成破坏。同时地下管线维护人员也可借助地下管线探测技术及时发现存在问题的地下管线并对其进行更换，避免受到损害的地下管线威胁市政工程的施工安全。
2、常规探测方法与技术手段
（1）电磁感应法。电磁感应法，通常用于埋深小于5m的金属管线。该方法最大的优点是能在地面上直接搜索、追踪并定位地下管线。理论依据：电磁感应法是以金属管线与周围土质的导电性差异为主要理论基础，使用“磁生电、电生磁”的原理，在管线地表上方施加交变电磁场，该管线便有电流通过，电流在管线周围形成二次交变电磁场，在地面追踪二次磁场，达到探测管线的目的。探查方法：电磁感应探查的激发技术最为关键，能够对目标管线激发出最大的电流信号，并压制干扰信号，就能顺利追踪到目标管线的位置。常用的激发技术分为直接法、耦合法和感应法。管线探测仪的使用较为灵活，为避免信号干扰，努力利用一切有利条件，优先采用直连法和耦合法，以克服信号干扰。应严格采用先定向、再定位、最后再测深的作业原则，保证探测精度。（2）示踪法。理论依据：对于有工作井、有空腔的导管，在没有干扰屏蔽的情况下，可采用导向仪示踪法进行探测。接收机在地面接收管线内信标示踪器所发射的电磁信号。探查方法：导向仪使用前，应进行单点校准，满足精度要求才可探测。具体探查方法为：1)打开目标管线的工作井，把装有信标示踪器的软杆贯入待测的空孔中穿行。2)在地面上，使用导向仪，接收地下信标示踪器发出的信号，实现对信标示踪器的定位。3)通过软杆逐步推进信标示踪器，逐点探查信标所经过的位置，实现对信标的连续追踪，并标注管线的平面位置，直接读取埋深。（3）地质雷达法是在浅地表的探测中精度最高的一种方法，利用地下管线与周边介质之间存在的物性不同，发射高频电磁波，电磁波遇到电性界面，会发生反射现象。如果周边介质与管材之间存在的电性差异越大，反射回的波能量也越大。随着发射接收天线的移动，地质雷达不断接收来自地下的电磁波反射信息，记录包括波长、振幅、相位与时间等信息，分析地下介质的电性剖面，获取地下管应的分布状态与位置。
3、地下管线探测中利用Excel处理测地数据
3.1管线探测数据处理
根据外业绘制的草图，使用软件将各类管线绘制成矢量图形，并将各种管线属性录入到属性栏中，结合外业采集的管线点坐标数据完成管线图的绘制，实现了内外业一体化作业。软件能实现管线数据自动成图及横断面图等多种图件的自动生成，具备数据的查询、统计等功能，基本实城市管网的计算机管理。根据外业探测草图及外业探测记录表，使用软件绘制电子草图，电子草图包括管线点、管线及管线属性，管线点按照规程以不同的符号化块表示，管线段采用直线连接，相关属性存储在CAD实体对象的属性中。之后根据电子草图和测量文件，使用“坐标匹配”功能，自动匹配草图上无坐标的管点和管线至正确位置;输入命令“ZBPP”，输入测区号和小组号，选择测量坐标文件(*．dat格式)进行坐标匹配。最后使用“软件”的管线数据质检功能，对成果数据进行检查，包括结构检查、空间检查、属性检查、逻辑检查、三维表达检查、分幅图检查等，主要保证成果在内容格式求上是完全符合数据标准要求的，之后导出符合要求的管线成果表。
3.2利用Excel处理测地数据
RTK获取数据，经CORS网上解算后即为实际坐标，而全站仪所测数据则为相对坐标，需要将相对坐标统一到实际坐标系中。利用Excel将全站仪数据转换为实际坐标，其理论依据与常规的图件套合原理相同，需要两个已知点的实际坐标和全站仪坐标，依据两套坐标的公共边段进行套合，通过Excel表格将全站仪数据计算出实际坐标数据。基本思路是确定标准边段(目标边段)，对待转边段(全站仪数据)进行比例缩放、平移、旋转，直至计算出实际坐标(见图1、图2所示)。
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这一过程可以通过三角函数公式得到，以下不再赘述计算公式，只介绍利用Excel表格计算的基本过程。图3为Excel表格截图，将目标边段、待转边段起止点坐标分别填入表格，用Excel表格自带公式分别计算边段长度、方位角;目标边段长度E4=((B5－B4)^2+(C5－C4)^2)^0．5，方位角E5=IF(B5＞B4，DEGREES(ATAN((C5－C4)/(B5－B4)))，IF(B5=B4，90，DEGREES(ATAN((C5－C4)/(B5－B4)))+180))，待转边段计算公式与之相同。比例因子B10=E4/E6，目的是将待转边段缩放到目标边段相同长度，目标基准点即目标边段起点，待转基准点则为待转边段起点坐标乘以比例因子。
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完成以上基本参数计算后，就可以计算全站仪观测数据了，按照缩放、平移、旋转将各个数据转换成实际坐标值。这里没有对高程进行平差处理，需要对比已知点的坐标和对应全站仪计算坐标后，根据高程误差大小作相应的平差处理，亦可以根据全站仪搬站情况分段计算和平差处理，高精度。总而言之，采用Excel表格计算比较实用、快捷，且精度更高。
结束语
在当前的城市规划建设中，地下管线工程的规划与管理具有重要意义。因此进行城市道路地下管线探测研究，可以更好地促进城市规划与建设。以某城区为例，采用实地调查结合管线探测仪，对道路范围内的管线进行探测，结合道路数字化带状地形图，通过编辑整理，得到研究区综合地下管线图，研究结果将为博爱县城市规划与建设提供数据支撑。
参考文献
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