油气管道三维显示方法及系统和地理信息系统及设备

摘要

本发明公开一种油气管道三维显示方法及系统和地理信息系统及设备。该三维显示方法包括：获取待建油气管道的三维坐标；向待建油气管道两侧进行扩展，形成扩展区域；获取扩展区域内已建管道的三维坐标；计算待建油气管道和已建管道在水平面上的投影的交叉点；确定交叉点处待建油气管道相对已建管道的高度差；根据交叉点的坐标相对待建油气管道起始位置的管道长度确定交叉点在待建油气管道上的管道里程值；利用三维生成技术，根据已建管道、高度差和管道里程值生成交叉点处待建油气管道与已建管道的交叉情况的三维效果图。本发明公开的方法、系统及设备，可以实现已建管道和待建油气管道的准确显示。

说明书

技术领域

本发明涉及信息管理技术领域，特别是涉及一种油气管道三维显示方法及系统和地理信息系统及设备。

背景技术

据统计，截至2016年底，我国陆上油气管道总里程已超过12万公里，并仍将进行大规模建设。目前，由于绝大部分油气管道埋设在地下，三维埋设情况无法准确掌握，造成油气管道路由无序交叉、违法占压、管道与敏感目标安全距离不足等问题大量出现，严重威胁油气管道安全运行和人民群众生命财产安全。

目前，为了准确掌握油气管道的埋设情况，出现了大量的油气管道显示系统及方法，然而这些方法仅停留在对已建油气管道的显示。

发明内容

本发明的目的是提供一种油气管道三维显示方法及系统和地理信息系统及设备，可以实现已建管道和待建油气管道的准确显示，可以查询待建油气管道与已建管道的交叉情况，从而预先分析施工过程遇到的管道交叉以及安全距离不足的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种油气管道三维显示方法，包括：

获取待建油气管道的三维坐标；

向所述待建油气管道两侧进行扩展，形成扩展区域；

获取所述扩展区域内已建管道的三维坐标；

计算所述待建油气管道和所述已建管道在水平面上的投影的交叉点；

将所述交叉点在所述待建油气管道上时的高程与所述交叉点在所述已建管道上的高程作差，确定所述交叉点处所述待建油气管道相对所述已建管道的高度差；

根据所述交叉点的坐标相对所述待建油气管道起始位置的管道长度确定所述交叉点在所述待建油气管道上的管道里程值；所述管道里程值为所述交叉点与所述待建油气管道的起始位置之间的所述待建油气管道的长度；

利用三维生成技术，根据所述已建管道、所述高度差和所述管道里程值生成所述交叉点处所述待建油气管道与所述已建管道的交叉情况的三维效果图。

可选的，在所述获取待建油气管道的三维坐标之后，还包括：

获取附近的高风险区域；

获取高风险区域的外轮廓三维坐标；

计算所述高风险区域相对所述待建油气管道的最短距离，生成高风险区域的三维效果图。

本发明公开一种油气管道三维显示系统，包括：

待建管道获取模块，用于获取待建油气管道的三维坐标；

扩展模块，用于向所述待建油气管道两侧进行扩展，形成扩展区域；

已建管道获取模块，用于获取所述扩展区域内已建管道的三维坐标；

交叉点计算模块，用于计算所述待建油气管道和所述已建管道在水平面上的投影的交叉点；

高度差计算模块，用于将所述交叉点在所述待建油气管道上时的高程与所述交叉点在所述已建管道上的高程作差，确定所述交叉点处所述待建油气管道相对所述已建管道的高度差；

里程值计算模块，用于根据所述交叉点的坐标相对所述待建油气管道起始位置的管道长度确定所述交叉点在所述待建油气管道上的管道里程值；所述管道里程值为所述交叉点与所述待建油气管道的起始位置之间的所述待建油气管道的长度；

交叉点三维效果生成模块，用于利用三维生成技术，根据所述已建管道、所述高度差和所述管道里程值生成所述交叉点处所述待建油气管道与所述已建管道的交叉情况的三维效果图。

可选的，所述油气管道显示系统，还包括：

高风险区域获取模块，用于获取附近的高风险区域；

外轮廓获取模块，用于获取高风险区域的外轮廓三维坐标；

高风险区域三维效果生成模块，用于计算所述高风险区域相对所述待建油气管道的最短距离，生成高风险区域的三维效果图。

本发明公开一种油气管道地理信息系统，包括油气管道三维显示系统，还包括：

数据层，用于存储基础地理空间数据信息和管道本体及其附属设施信息；

输入输出层，用于接收输入的数据和实现数据的输出；

用户层，用于实现用户的远程访问。

可选的，所述数据层具体包括：

底图服务器，用于存储所述基础地理空间数据信息；

数据库服务器，用于存储管道本体及其附属设施信息和硬件设备信息，并对所存数据进行管理；

WEB服务器，用于以WEB的形式发布数据和进行数据交互。

可选的，所述用户层具体包括：

物理专用信道，用于查询数据的传输记录；

外网查询平台，用于处理油气管道信息的查询需求；

防火墙，用于对用户访问过程提供加密认证。

本发明公开一种油气管道地理信息设备，包括所述地理信息系统；所述地理信息系统集成在计算机中；

所述地理信息设备还包括：显示装置、音频装置、图形工作站、控制器、安防设备；

所述计算机的输出端与所述图形工作站相连，所述图形工作站的输出端和所述控制器的输出端均与所述显示装置和所述音频装置相连；

所述图形工作站用于将视频信号发送到所述显示装置，将音频信号发送到所述音频装置；

所述控制器用于对所述显示装置和所述音频装置进行控制和调整；

所述安防设备用于控制防盗门以及通过摄像头采集监控信号。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明公开的油气管道三维显示方法及系统和地理信息系统及设备，可以实现已建管道和待建油气管道的准确显示，并且可以查询待建油气管道与已建管道的交叉情况，从而预先分析施工过程遇到的管道交叉以及安全距离不足的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明油气管道显示方法实施例的方法流程图；

图2为本发明油气管道显示系统实施例的系统结构图；

图3为本发明油气管道地理信息系统实施例的系统结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明油气管道三维显示方法实施例的方法流程图。

参见图1，该油气管道三维显示方法包括：

步骤101：获取待建油气管道的三维坐标；所述待建油气管道的三维坐标包括管线端点坐标、管段端点坐标、中线点坐标、管道附属设施坐标；所述管道附属设施包括：三桩一牌、战场、阀室、穿跨越工程等。

该步骤101还包括：获取待建油气管道的附属信息；所述待建油气管道的附属信息包括：管线名称、管线管理单位、管线输送介质、管段名称、管段所述管线名称、管段管理单位、管段输送介质、管段设计压力、管段管道外径、开工日期、投产日期、管道长度、中线点编号、中线点所述管段名称、管道埋深、桩牌名称、桩牌所属管段名称、战场名称、战场所属管段名称、战场类型、阀室名称、阀室所属管段名称、阀室类型、穿跨越工程名称、穿跨越工程所属管段名称、穿跨越类型、穿跨越方式等。

步骤102：向所述待建油气管道两侧进行扩展，形成扩展区域；具体为：

沿水平面向所有待建油气管道的中心轴线的两侧扩展一定距离形成扩展区域。所述距离可以为500米或1000米。

步骤103：获取所述扩展区域内已建管道的三维坐标；具体为：

确定所述扩展区域内需要显示的已建管道的管道类型；所述管道类型包括：油气管道、天然气管道、电气管道、给排水水管道、暖气管道等。

获取所需类型的已建管道的三维坐标。

步骤104：计算所述待建油气管道和所述已建管道在水平面上的投影的交叉点；具体为：

将所述待建油气管道和所述已建油气管道均转换到水平二维坐标系内；

在所述水平二维坐标系内，计算所述待建油气管道和所述已建油气管道的交叉点坐标。

步骤105：将所述交叉点在所述待建油气管道上时的高程与所述交叉点在所述已建管道上的高程作差，确定所述交叉点处所述待建油气管道相对所述已建管道的高度差；

步骤106：根据所述交叉点的坐标相对所述待建油气管道起始位置的管道长度确定所述交叉点在所述待建油气管道上的管道里程值；所述管道里程值为所述交叉点与所述待建油气管道的起始位置之间的所述待建油气管道的长度；

步骤107：利用三维生成技术，根据所述已建管道、所述高度差和所述管道里程值生成所述交叉点处所述待建油气管道与所述已建管道的交叉情况的三维效果图。

在该实施例中，在所述获取待建油气管道的三维坐标之后，还包括：

获取附近的高风险区域；所述高风险区域包括高后果区、居民密集区、自然保护区等；所述高后果区为发生风险之后造成的后果较为严重的区域；

获取高风险区域的外轮廓三维坐标；

计算所述高风险区域相对所述待建油气管道的最短距离，生成高风险区域的三维效果图。

在获取所述高风险区域的三维效果图和所述交叉情况的三维效果图之后，将所述高风险区域的三维效果图和所述交叉情况的三维效果图输出到web页面显示。

图2为本发明油气管道三维显示系统实施例的系统结构图。

参见图2，该油气管道三维显示系统，包括：

待建管道获取模块201，用于获取待建油气管道的三维坐标；

扩展模块202，用于向所述待建油气管道两侧进行扩展，形成扩展区域；

已建管道获取模块203，用于获取所述扩展区域内已建管道的三维坐标；

交叉点计算模块204，用于计算所述待建油气管道和所述已建管道在水平面上的投影的交叉点；

高度差计算模块205，用于将所述交叉点在所述待建油气管道上时的高程与所述交叉点在所述已建管道上的高程作差，确定所述交叉点处所述待建油气管道相对所述已建管道的高度差；

里程值计算模块206，用于根据所述交叉点的坐标相对所述待建油气管道起始位置的管道长度确定所述交叉点在所述待建油气管道上的管道里程值；所述管道里程值为所述交叉点与所述待建油气管道的起始位置之间的所述待建油气管道的长度；

交叉点三维效果生成模块207，用于利用三维生成技术，根据所述已建管道、所述高度差和所述管道里程值生成所述交叉点处所述待建油气管道与所述已建管道的交叉情况的三维效果图。

所述油气管道三维显示系统，还包括：

高风险区域获取模块，用于获取附近的高风险区域；

外轮廓获取模块，用于获取高风险区域的外轮廓三维坐标；

高风险区域三维效果生成模块，用于计算所述高风险区域相对所述待建油气管道的最短距离，生成高风险区域的三维效果图。

图3为本发明油气管道地理信息系统实施例的系统结构图。

参见图3，该油气管道地理信息系统，包括油气管道三维显示系统301，还包括：

数据层302，用于存储基础地理空间数据信息和管道本体及其附属设施信息；所述基础地理空间数据信息包括待建油气管道所处区域的数字正射影像图、数字高程模型、数字线划地图、高风险区域信息；所述管道本体及其附属设施信息包括所述待建油气管道的三维坐标和所述待建油气管道的附属信息。

输入输出层303，用于接收输入的数据和实现数据的输出；

用户层304，用于实现用户的远程访问。

所述数据层302分别与所述油气管道显示系统301、所述输入输出层303和所述用户层304相连。

可选的，所述数据层具体包括：

底图服务器，用于存储所述基础地理空间数据信息；

数据库服务器，用于存储管道本体及其附属设施信息和硬件设备信息，并对所存数据进行管理；所述管道本体及其附属设施信息存储在磁盘阵列中；

WEB服务器，用于以WEB的形式发布数据和进行数据交互。

所述数据层还包括：

集成应用服务器，用于集成所述基础地理空间数据信息的对外可视部分，并保证各用户群之间的数据同步；所述基础地理空间数据信息的对外可视部分为用户可以查看到的属于已经公开的基础地理空间数据信息；所述集成应用服务器还用于计算管道的事故状态信息，比如管道事故的地理位置，可能影响到的区域等。

3D-GIS服务器，用于实现二维数据信息和三维数据之间的转换，并对所述三维数据进行显示、分发、控制、同步等管理工作。

可选的，所述用户层具体包括：

物理专用信道，用于查询数据的传输记录；

外网查询平台，用于处理油气管道信息的查询需求；

防火墙，用于对用户访问过程提供加密认证。

本发明的油气管道地理信息系统可实现以下功能：

(1)本发明的油气管道地理信息系统融合基础地理空间数据信息和油气管道显示方法，实现以位置为中心的数据组织，提供抽象的显示、计算、数据和系统服务，从而能够进行深度业务开发。

(2)在抽象服务的基础上，将三维查询的业务需求封装成专业应用服务，供轻量级调用开发。

(3)针对油气管道的查询需求，形成三维查询模块化组件，实现应用组件的直接部署和实施。

本发明还公开一种油气管道地理信息设备，在该实施例中，所述油气管道地理信息设备包括所述地理信息系统；所述地理信息系统集成在计算机中；

所述地理信息设备还包括：显示装置、音频装置、图形工作站、控制器、安防设备；

所述计算机的输出端与所述图形工作站相连，所述图形工作站的输出端和所述控制器的输出端均与所述显示装置和所述音频装置相连；

所述图形工作站用于将视频信号发送到所述显示装置，将音频信号发送到所述音频装置；

所述控制器用于对所述显示装置和所述音频装置进行控制和调整；比如控制所述显示装置的开关、显示模式、灯光开关及亮度，控制所述音频装置的开关及音频大小等。

所述安防设备用于控制防盗门以及通过摄像头采集监控信号。所述摄像头为多角度摄像头，可以实现无死角监控。所述安防设备用于对所述计算机、所述显示装置、所述音频装置、所述图形工作站和所述控制器的安全进行监控和防护。

本发明公开的油气管道三维显示方法及系统和地理信息系统及设备，可以实现已建管道和待建油气管道的准确显示，并且可以查询待建油气管道与已建管道的交叉情况，从而预先分析施工过程遇到的管道交叉以及安全距离不足的问题。本发明能够解决预埋地油气管道和已埋地油气管道无法在三维状态下准确展示并明确油气管道与建筑物、人员密集场所等目标的空间位置关系的问题，防止油气管道路由无序交叉、违法占压等问题。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。