西南成品油管道自然灾害监测系统开发研究

论文摘要

石油天然气管道建设是国家能源战略的重要组成部分,关系到国家安全和国计民生。管道安全管理是十复杂的问题,不仅涉及到管道沿线自然环境、地理状况、设施配置、管理水平等因索,而且还涉及到政治、经济、文化、教育和人的行为方式等方面。在实施长输管道安全管理时,由自然灾害引起的管道安全隐患的识别与控制更是管理者所不能忽视的问题。数字化管道集管道及其周边空间信息为一体,是一种具有多种服务功能的虚拟管道,其关注点在于管道的建设、运营和维护过程全部采用数字化、可视化的方式,可形象地反映管道的面貌,实现管道地理资源、地质资源、管道资源、周边环境等资源的数字化、网络化。数字化管道可以辅助及优化管道建设、运营、维护、管理,并为决策提供依据。同时,数字化管道也是一个集管道建设、运营和维护等信息为一体的综合技术平台。数字管道是实现安全、经济、高效输送目标的重要手段,是管道建设技术发展的必然趋势。西南成品油管道工程是中国石油化工股份有限公司按照国家能源战略规划和保证国家能源安全需要而投资建设的战略性国家重点工程,是粤、桂、黔、滇四省的输油大动脉。西南成品油管道自西向东横跨云南、贵州、广西、广东四省,沿线地质结构复杂,自然环境恶劣,水毁、塌方、滑坡等自然灾害发生频繁,管道防洪防汛和隐患治理任务艰巨。本文通过研究西南成品油管道自然灾害监控体系和管理办法,利用地表位移、降雨量监测装置和地理信息系统技术,通过动态监控手段获取管道沿线山体滑坡位移数据,并对监测数据进行传输、显示、分析和预警。以Oracle lOg为数据库,ArcGIS APDM为平台建立起西南成品油管道自然灾害监测系统数据库,对国家基础地理数据、管道专业数据、遥感影像数据、管道监测数据和自然灾害数据的管理和组织。搭建管道走向沿途地形、地貌、人文交通、自然灾害等基础信息数据库平台,提供管道沿线设施和自然灾害的快速查询定位,提高安全隐患与事故应急处理的能力,方便指挥抢险队伍迅速到达事故点,最大程度减少油品管道破坏的损失。以ArcGIS Engine 9.2结合Microsoft Visual Studio 2005和ArcGIS APDM开发出西南成品油管道自然灾害监测系统。最后对研究成果和存在的问题进行了总结,对后续研究重点和前景进行了分析。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 前言
• 1.1 选题的背景和意义
• 1.1.1 选题背景
• 1.1.2 选题意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 地理信息系统的研究现状
• 1.2.2 数字管道的研究现状
• 1.2.3 地理信息系统在数字管道中的应用研究现状
• 1.2.4 地理信息系统在数字管道中的发展趋势
• 1.3 本文的研究内容
• 第2章 西南成品油管道贵州段沿线自然及社会经济概况
• 2.1 地形地貌
• 2.2 植被土壤
• 2.3 水文、地质
• 2.3.1 水文
• 2.3.2 地质构造
• 2.4 气候特点
• 2.5 社会经济概况
• 第3章 西南成品油管道自然灾害监测系统的技术体系
• 3.1 地表位移及降雨量实时监测实验
• 3.1.1 KLA地表位移及降雨量实时监测集成系统简介
• 3.1.1.1 KLA地表位移及降雨量实时监测集成系统的技术优势
• 3.1.1.2 KLA地表位移实时监测系统工作原理
• 3.1.1.3 KLA降雨量实时监测系统工作原理
• 3.2 ArcGIS Engine开发技术
• 3.2.1 ArcGIS Engine的组成
• 3.2.2 ArcGIS Engine的功能结构
• 3.2.3 ArcGIS Engine的关键特征
• 3.3 ArcGIS管道数据模型
• 3.3.1 设计的基本原理
• 3.3.1.1 核心元素
• 3.3.1.2 定站和站列方程
• 3.3.1.3 中心线（路径、测量与事件）
• 3.3.1.4 层级
• 3.3.1.5 几何一致性
• 3.3.1.6 事件与要素
• 3.3.2 APDM概念模型
• 3.3.3 APDM元数据
• 第4章 西南成品油管道自然灾害监测系统设计
• 4.1 系统需求分析
• 4.1.1 系统功能需求
• 4.1.2 系统数据需求
• 4.2 系统总体设计
• 4.2.1 设计原则
• 4.3 系统功能详细设计
• 4.3.1 自然灾害基础GIS子系统功能设计
• 4.3.2 制图输出子系统
• 4.3.3 日常管理子系统功能设计
• 4.3.4 自然灾害信息管理子系统功能设计
• 4.3.5 自然灾害监测子系统功能设计
• 4.3.6 报表管理子系统
• 第5章 西南成品油管道自然灾害监测系统开发实现
• 5.1 数据库建立
• 5.2 自然灾害基础GIS子系统
• 5.2.1 地图基本操作
• 5.2.2 书签
• 5.2.3 选择查询
• 5.3 制图输出
• 5.3.1 制图模板管理
• 5.3.2 按坐标输出
• 5.3.3 按坐标输出
• 5.4 日常管理
• 5.4.1 里程查询
• 5.4.2 管道三维
• 5.4.2.1 三维浏览模块
• 5.4.2.2 二维地图
• 5.4.2.3 场景管理
• 5.4.2.4 动画操作
• 5.4.2.5 三维分析
• 5.4.3 管道剖面图
• 5.5 自然灾害信息管理
• 5.5.1 综合查询
• 5.5.2 天气预报
• 5.5.3 地质灾害预警
• 5.6 地表位移与降雨量监测实验
• 5.6.1 监测点的布置原则
• 5.6.2 地表位移与降雨量监测安装工艺
• 5.6.3 数据通讯
• 5.6.4 监测数据分析及显示
• 5.7 报表管理
• 5.7.1 外管线工作周报统计表
• 第6章 总结和展望
• 6.1 总结
• 6.2 存在问题及展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录:攻读硕士学位期间发表论文及科研情况