数字摄影测量技术在油气田地面建设中的研究与应用

摘要

随着航空、航天技术和计算机数字图像处理技术的发展，摄影测量设备成本大幅度降低，数字摄影测量已经成为大规模、大区域测量的主要手段，经过相关数据处理之后能够提供丰富的地理空间信息资料。目前，该技术已被广泛地应用于国民经济的各个行业，在国民经济的建设发展中发挥着重要作用。 随着“数字油田”在石油行业中兴起，数字摄影测量技术的研究应用在石油天然气行业中也备受关注。 然而目前，数字摄影测量技术只是在一些大型重点工程中得到了应用，就应用方式而言，也还只是替代传统测量手段的简单应用，其丰富的三维地理信息和影像信息没有得到充分利用，其多元的数字产品只是简单的替代了传统的测量图纸，数字摄影测量技术潜力也没有很好地发掘，没有形成一套完整的技术体系。 为此，本文针对石油行业的勘察设计特点和需要，研究以数字摄影测量技术为主体的野外勘察、内业成图和设计一体化的集成技术，以解决了石油行业地面建设勘察设计中亟待解决的相关关键技术，为形成了适合石油行业勘察设计的技术方法提供支持。 在管线勘察设计中，以航空和卫星遥感影像数据为基础，以三维漫游技术进行线路初选和优化更为直观，能够提高选线的质量和选线效率。 通过数字影像解译，可以获取沿线相关地质条件的初步信息，如区域地质、断裂带、水文地质、岩性分布及不良地质条件等，大大减少了野外工作量。 在提高线路GPS控制网精度的方面，研究了适合于线路工程GPS高程拟合的方法-拉格朗日插值拟合方法及GPS技术在像控测量中的应用。以野外数字化采集、航空摄影与遥感为主要的勘察测量数据采集为基础，研究了设计石油天然气管道线路勘察设计一体化的数据生产软件体系。 实现了地理空间数据中管线空间信息的自动提取，能够大规模快速地向线路设计系统提供三维地形基础信息数据。 实现了线路中线成果、断面数据的自动提取，在数字产品上自动标记转角和桩号。施工图图面采用正射影像平面图、数字高程模型、数字线划图与纵断面图分层叠加，图面信息丰富直观，设计人员可以同步进行纵断面和平面设计，更加方便施工和管理。 利用的3S技术，生产出的4D产品具有现实性强，信息量丰富，成果多样性等特点，可以制作和生成多用途的数字化勘察测绘资料和产品，也为数字管道奠定坚实的空间数据基础。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1研究背景和意义

1.2数字摄影测量技术及在油气田行业应用研究现状

1.3论文研究内容

第二章数字摄影测量

2.1摄影测量的基本原理

2.1.1共线条件方程

2.1.2数字摄影测量作业流程

2.2数字摄影测量的特点

第三章技术体系

3.1 GPS技术在数字摄影测量基础控制中的应用

3.2 GPS技术在像控测量中的应用

3.2.1 GPS静态相对定位和实时动态差分的原理

3.2.2 GPS静态相对定位和实时动态差分的应用

3.2.3小结与建议

3.3数字摄影测量中的自动空三技术

3.4管线断面点数据的自动提取技术

3.4.1算法设计

3.4.2程序实现

3.4.3小结

3.5数字化选线和布站

3.6地表属性提取与地质解译

3.6.1遥感地质解译标志的建立

3.6.2地质解译

3.7空间虚拟三维技术

3.7.1技术方法

3.7.2技术应用

3.8管道线路勘察设计一体化

3.8.1油气管道勘察测绘系统

3.8.2油气管道设计系统

3.9小结

第四章数字化产品生产

4.1地表属性DSM产品

4.2线划图DLG产品

4.2.1立体模型建立

4.2.2向量测图

4.2.3数据编辑及接边

4.2.4数字线化图的检查

4.3数字高程模型(DEM)产品

4.3.1数字高程模型(DEM)产品的主要应用

4.3.2数字高程DEM产品的精度及其采集

4.3.3数字高程模型DEM的内业数据检查

4.4正射影像DOM产品

4.4.1正射影像DOM产品的精度

4.4.2正射影像DOM产品的镶嵌拼接和裁切

4.4.3正射影像DOM产品的检查

4.4.4正射影像DOM产品的作用

4.5数字化断面图

4.6三维景观的制作

4.6.1影像获取

4.6.2数据采集

4.6.3生成DEM

4.6.4正射影像图制作

4.6.5数据编辑

4.6.6三维景观的建模

4.6.7场景渲染

4.7小结

第五章应用实践

5.1长-呼管道工程摄影测量

5.2苏里格气田30*108m3/a骨架系统摄影测量

5.3子洲气田25*108m3／a产能建设工程摄影测量

5.4长庆-蒙西输气管道工程摄影测量

5.5霍金斯延安科林姚店新区天然气综合利用工程

结论与展望

参考文献

附录

致谢