遥感与GIS在油气管道线路选择中的应用研究

论文摘要

目前，我国油气管道进入了建设高峰期，项目多、任务重、时间紧。油气管道线路方案，对工程的设计难度、建造成本、营运维护都有着直接的影响。管道线路选择的合理性在很大程度上决定着整个项目的成败。过去，管道线路选择主要是采取手工在纸质地图作业并结合现场踏勘方式。这种方式具有数据来源单一、数据时效性差、数据处理工作量大、作业周期长、成果准确度不高、不利于共享、文档制作繁琐等缺点，已不能适应当前快速建设管道的需要。为加快管道前期决策进度、节省投资以及提高设计水平，本文对利用遥感和GIS选择长距离油气管道最优线路进行了研究，为油气管道可行性研究阶段的线路选择提供指导。首先，调研和咨询了国内外遥感和GIS技术在油气管道项目上的应用情况，针对我国的油气管道建设水平和建设程序，提出遥感和GIS应用于项目前期阶段管道线路选择。第二，分析了影响管道线路选择的主要因素，包括长度、地形地貌、地表覆盖物、地质条件、穿跨越工程等5个主要方面，并对每个方面影响的原因和类型进行了进一步细分。第三，根据管道工程实际情况，将各类影响因素最终归结为管道建设费用，建立了管道最优线路选择的数学模型；把基础数据划分为多尺度的网格单元，利用不同遥感和GIS数据的特性，来提取相应信息并折合为费用，最终将各类基础数叠加，得到总费用。第四，通过DEM数据、Landsat ETM+数据等，详细分析了长度、地形地貌、地表覆盖物、土石方、穿跨越工程的信息提取方法，研究了数学模型、计算程序和算法，并对每种方法进行了实例分析。最后，在国家重点工程西气东输二线项目的线路选择方案中，应用上述方法进行了实例分析和论证，取得了较好成效。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
• 1.1 选题的背景及意义
• 1.1.1 我国油气管道发展趋势
• 1.1.2 线路选择的基本原则
• 1.1.3 线路选择的主要内容
• 1.1.4 线路选择的传统方法
• 1.1.5 利用遥感和 GIS 选择线路
• 1.2 国内外研究情况
• 1.2.1 国内研究情况
• 1.2.2 国外研究情况
• 1.3 内容及章节安排
• 第2章 油气管道线路选择模型
• 2.1 影响油气管道线路选择的因素
• 2.1.1 线路长度
• 2.1.2 地形地貌
• 2.1.3 地表覆盖物
• 2.1.4 地质条件
• 2.1.5 穿跨越工程
• 2.1.6 特殊限制区
• 2.2 油气管道线路选择模型
• 2.2.1 模型构建
• 2.2.2 模型实现的步骤
• 2.3 利用遥感和 GIS 选择管道线路
• 2.3.1 获取线路影响因素
• 2.3.2 影响因素的费用表示
• 2.3.3 费用累加
• 2.3.4 最优线路选择
• 第3章 遥感和 GIS 数据需求与实现
• 3.1 坡度
• 3.1.1 水平长度
• 3.1.2 坡度
• 3.1.3 长度费用
• 3.2 地表覆盖物
• 3.2.1 遥感数据源
• 3.2.2 ETM+ 遥感数据辐射定标
• 3.2.3 地表覆盖物光谱特征分析
• 3.2.4 征地赔补偿面积
• 3.3 地貌类型
• 3.3.1 地形起伏度
• 3.3.2 不同地貌类型区分
• 3.3.3 地貌类型长度
• 3.4 土方和石方
• 3.4.1 管沟的型式
• 3.4.2 土石方量的确定
• 3.5 穿跨越工程
• 3.5.1 河流
• 3.5.2 公路和铁路
• 第4章 应用实例
• 4.1 手工在纸质地图上选线情况
• 4.2 通过遥感和 GIS 自动选线
• 4.2.1 基础数据
• 4.2.2 技术流程
• 4.2.3 坡度提取
• 4.2.4 起伏度提取
• 4.2.5 地表覆盖物提取
• 4.2.6 穿跨越工程
• 4.2.7 费用指标
• 4.2.8 费用计算
• 4.2.9 费用最小的路径选择
• 4.3 人工选线与计算机自动选线的比较
• 第5章 结论
• 5.1 本文所做的工作
• 5.2 有待完善的问题
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果