淺析數字化管道

郝勝楠

（青島海業油碼頭有限公司，山東 青島 266003）

淺析數字化管道

郝勝楠

（青島海業油碼頭有限公司，山東 青島 266003）

隨著“數字地球”、“數字城市”的提出和我國管道建設的快速發展，以及信息和遙感數據獲取技術的迅猛發展，利用計算機、地理信息系統等技術對管道的信息進行更加高效、實用的信息化管理便顯得十分迫切而必要。本文闡述了數字管道的概念，以及數字管道的特點。

數字管道概念；虛擬仿真；空間特征

1998年1月31日，美國副總統戈爾在加利福尼亞科學中心發表了題為“數字地球：展望21世紀我們這顆行星”的演講，率先提出了“數字地球”（Digital Earth）的概念。“一石激起千層浪”，戈爾的演講引起了各國各界的積極反響，“數字地球”一詞迅速風靡全球。數字地球，實際上就是信息化的地球，一個完整的地球虛擬對照體。

數字地球將有關地球上每一點的全部信息，按地球的地理坐標加以整理，然后構成一個全球的信息模型。這樣，人們就可以快速、形象、完整地了解地球上的任何一點、任何方面的信息，從而實現“信息就在指尖上”的夢想。數字地球的核心思想有兩點，一是用數字化手段統一性地處理地球問題，另一點是最大限度地利用信息資源。

數字化的浪潮使得人們能夠方便地、快捷地和高效地獲取、存儲、處理和現實各種現實世界的信息。利用遙感衛星對地面進行拍照，利用大容量存儲設備對海量數據進行存儲管理，利用高性能計算機對信息進行分析和處理，利用網絡對數據進行傳遞和共享。數字化、信息化已經涉及到社會各個領域。“數字化”是一次新的技術革命，它將改變人們的生產和生活方式，進一步促進科學技術的發展，推動社會經濟的進步。

數字管道（或者數字化管道，Digital Pipeline）的概念是隨“數字地球（DE，Digital Earth）”而來的。數字地球的核心思想是用數字化手段整體性地解決地球問題并最大限度地利用信息資源。數字地球從數字化、數據構模、系統仿真、決策支持一直到虛擬現實，它是一個開放的復雜的巨系統，是一個全球綜合信息的數據系統工程。在“數字地球”概念的深刻影響下，數字城市、數字礦山、數字油田、數字水利、數字管道和數字社區等大批概念都相應提出并予以實施。

與數字化管道相比，數字管道的名稱更加專業。有人指出數字管道可以定義為：“數字管道是管道的虛擬表示，能夠匯集管道的自然和人文信息，人們可以對該虛擬體進行探查和互動。”具體的說，數字管道是應用遙感（RS）、數據收集系統（DCS）或SCADA系統、全球定位系統（GPS）、地理信息系統（GIS）、業務管理信息系統、計算機網絡和多媒體技術、現代通信等高科技手段，對管道資源、環境、社會、經濟等各個復雜系統的數字化、數字整和、仿真等信息集成的應用系統，并在可視化的條件下提供決策支持和服務。

數字管道的特點：

1.數字化管道充分采用國家空間數據基礎設施數據，并通過航空攝影測量和衛星遙感影像獲得最新的地形、地質、水文、環境數據，與過去傳統數據獲取方式相比，內容更豐富，更新速度更快，數據描述更加完整，數據表達也更加直觀。遙感技術大大縮短了周期，降低了成本，提高了精度。

2.GIS系統提供了地理信息服務（Geo-information Service）。集成管線周圍一定范圍的地理、人口、環境、植被、經濟各類資源數據，利用GIS的空間分析功能進行疊加分析、緩沖區分析、最短路徑分析等操作，可以進行線路總體規劃和評估，為決策和管理提供重要的依據。還可以采用GIS技術對管道風險進行管理，指導系統編制維修計劃，并采取相應的補救措施，當風險指數達到警戒線時，自動啟動相應的應急預案，盡可能地降低管道事故發生率。

3.數字化管道采用CAD技術和網絡技術，將管道施工設計圖紙、施工數據、人員資料、管理文檔等全部實現數字化管理，通過局域網或互聯網傳送到數據庫中，將各個專業各個單位不同數據融為一個整體，有效的消除了“信息孤島”，實現了信息的共享和協同工作。

4.采用大型數據庫對數據進行存儲。空間數據中心可以管理、存儲在數字管道建設和運營中獲取的所有數據。在管道建設的每個環節，都建立相應的數據庫，并使得每個階段的數據成果和系統相互銜接。

5.SCADA系統實現了管道的全自動控制。通過主機和微處理器為基礎的遠程終端裝置RTU、PCL或其他輸入/輸出設備的通信收集數據，實現整個數字管道的監測監控，保證了系統的安全運作和優化控制。

6.數字化管道實現了整個管道的虛擬現實表達，使得數字化管道能夠在真實、可視的三維環境下展示到用戶面前，用戶通過交互方式對管道的公用信息進行查詢和操作，對管道的三維虛擬漫游猶如在真實的三維世界中，充分體現了數字管道的空間特征。

TE973

A

1005-5312（2014）11-0284-01