GlobalMapper在新建油气管道项目前期选线中的应用

GlobalMapper在新建油气管道项目前期选线中的应用

王创立

中国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司王创立

摘要：新建的油气管道项目前期选线过程中，需要真实直观的三维地形来展示线路方案、并进行线路方案比选、选择最优方案。

本文介绍了如何利用GlobalMapper软件将大量收集的资料及采集的数据叠加分析，通过实际工程应用来实现这一过程，解决工程中的实际问题。

关键词：管道选线；三维地形；DEM；GlobalMapper1引言一般来说新建油气管道项目的选线方式是利用已有的地形图、交通图、遥感影像等确定线路的走向，线路沿线的地形起伏情况只能参考二维地形图，不是非常直观。此外在近年我们所从事的海外项目中，无法收集到项目所在区域国家的1：5万及更大比例尺的地形图，只能投入更多的人力现场踏勘，严重的影响项目进展情况。

GlobalMapper软件具备三维地形可视化和海量数据（如DEM、DOM）快速处理两大优势，不仅可以大范围显示出项目方案所在区域内的三维地形、还可以利用项目方案区域内的免费卫星数据、建立相应的DEM，为方案的深入研究提供基础高程数据及三维地形，极大的方便了新建油气项目的前期选线。

此外GlobalMapper能够将生成的等高线及高程数据输出多种格式的数据，供其它软件如（AutoCAD）等使用，方便其它不同专业不同软件使用。

2GlobalMapper软件介绍[2]GlobalMapper是一款功能强大的小型化GIS栅格影像、矢量数据处理、加工软件，其本身具备了GIS软件产品的几乎所有特性，做到了将复杂的问题简单化。简单直观的功能设计能够完成加工数据成品的任务：如影像数据镶嵌、智能栅格影像切割、专题图绘制、矢量信息绘制，标注、正射影像生成、GPS定位、坐标转换、投影转换、卫星地图纠正、地形（DEM）高程数据处理、行业主流文件格式的相互转换如：KML格式转换SHP格式转换、IMG格式转换、PIX格式转换、TIFF格式转换等。GlobalMapper软件突出的兼容性和可操作性使得其在海洋勘探、石油物探、线路选线等领域得到了广泛的应用。

3GlobalMapper在新建油气管道前期选线中的应用3.1项目区域内的数字高程模型（DEM）获取及处理油气管道线路的选择主要是平面位置的确定及纵断面的设计，利用项目区域内的DEM可以及时的查看线路纵断面，为线路选择提供极大便利，在数字化选线过程中尤为重要。GlobalMapper利用全球SRTM免费的DEM数据在线路选择中具有明显的优势。

（1）SRTM免费DEM数据获取SRTM数据每经纬度方格提供一个文件，精度有1arc-second和3arc-seconds两种，称作SRTM1和SRTM3，或者称作30M和90M数据，SRTM1的文件里面包含3601*3601个采样点的高度数据，SRTM3的文件里面包含1201*1201个采样点的高度数据。SRTM数据目前能够免费下载获得，GlobalMapper对下载的数据能够进行批处理。

（2）项目所在国区域投影基准设置下载的免费DEM数据格式是基于WGS84基准的经纬度坐标及椭球高，因此需要将数据的椭球基准和投影方式转化为项目所在国区域内所需的格式。GlobalMapper提供多种大地坐标系和投影方式的选择，也可以通过外部文件加载基准和投影方式，如没有基准，可根据项目所在国的资料参数新建相应的基准。

（3）依照项目区域边界生成等高线并输出DWG文件利用设置好投影基准的DEM文件根据项目区域边界线叠加，在边界线范围内生成合适等高距的等高线，并将该矢量化的等高线按DWG格式输出，该文件在厂站的选择上就能够作为参考，进行粗略的土石方平衡，避免厂址选择在起伏较大的区域而浪费投资。图1为GlobalMapper输出的DWG矢量化等高线。

图1矢量化等高线

3.2利用GlobalMapper进行三维可视化选线[3]一般情况下利用小比例尺地形图进行纸上选线时，地形图的等高线只能反映局部区域内的地形变化情况，不是非常的直观。而GlobalMapper利用DEM能够非常直观的以三维方式显示项目区域的地形起伏情况，对线路的宏观走向和具体方案比选非常有利。

（1）管道线路走向方案展示在GlobalMapper中设置好DEM的投影基准，将AutoCAD中线路走向转换成与DEM相同的投影基准，并叠加在GlobalMapper中打开，并在其中展示。

图2项目区域线路走向展示

图2是某海外油气管道项目一段线路的三维地形，通过不同的方案比选，从图中可以直观的看出目前方案跨越山岭时利用中间的缺口，合理的避开了高差较大的区域。

（2）局部复杂段方案三维可视化比选管道穿越河流、山区等复杂地段时，可将各方案的线路走向叠加在GlobalMapper中的DEM上，为穿越位置及线路山区走向的选择提供直观的三维效果，避免大量的野外踏勘工作节省人力物力。

（3）线路沿线纵断面图展示针对不同的方案，GlobalMapper都可利用DEM生成管道方案的纵断面，并能导出所需的里程高程数据，图4为线路纵断面。

图4线路走向纵断面通过对纵断面图的对比也能很容易的分辨线路走向方案的起伏情况，优化设计线路走向节约投资。

3.3GlobalMapper在线路选线中的其它应用GlobalMapper在线路选线中不仅能利用DEM生成等高线、对线路进行三维比选，同时能够将一些其余设备（如手持GPS、全站仪等）采集的数据叠加覆盖到三维地形图上，形成信息量丰富的三维地形图文件。此外GlobalMapper还能进行图像矫正、数据转换等应用。

4结束语GlobalMapper是一款功能强大的软件，在新建油气管道前期的线路选线中，特别是海外无地形图区域能够很好的利用互联网的免费资源，并将采集和收集到的资料辅助叠加分析，进行线路方案的比选和优化，节省大量的人力投入，加快后续设计工作的进程。

参考文献：[1]李红兵、喻威等.GlobalMapper参与测绘数据的管理[C]中国测绘学会海洋测绘专业委员会第二十一届海洋测绘综合性学术研讨会论文集.北京：2009[2]美国GlobalMapper公司.GlobalMapper软件操作手册，2007[3]王俊冬.GlobalMapper在新建铁路前期选线中的应用[B].铁道勘测，2012（6）：58-60