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遥感与GIS在油气管道线路选择中的应用研究

作　者: 余志光
导　师: 赵红蕊; 王瑞萍
学　校: 清华大学
专　业: 建筑与土木工程
关键词: 油气管道遥感 GIS 线路选择
分类号: TE973
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

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。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-9
第1章引言  9-19
  1.1 选题的背景及意义  9-14
    1.1.1 我国油气管道发展趋势  9-10
    1.1.2 线路选择的基本原则  10-11
    1.1.3 线路选择的主要内容  11-12
    1.1.4 线路选择的传统方法  12-13
    1.1.5 利用遥感和 GIS 选择线路  13-14
  1.2 国内外研究情况  14-17
    1.2.1 国内研究情况  15-16
    1.2.2 国外研究情况  16-17
  1.3 内容及章节安排  17-19
第2章油气管道线路选择模型  19-28
  2.1 影响油气管道线路选择的因素  19-21
    2.1.1 线路长度  19
    2.1.2 地形地貌  19-20
    2.1.3 地表覆盖物  20
    2.1.4 地质条件  20
    2.1.5 穿跨越工程  20-21
    2.1.6 特殊限制区  21
  2.2 油气管道线路选择模型  21-23
    2.2.1 模型构建  21-22
    2.2.2 模型实现的步骤  22-23
  2.3 利用遥感和 GIS 选择管道线路  23-28
    2.3.1 获取线路影响因素  23-24
    2.3.2 影响因素的费用表示  24-26
    2.3.3 费用累加  26-27
    2.3.4 最优线路选择  27-28
第3章遥感和 GIS 数据需求与实现  28-46
  3.1 坡度  28-31
    3.1.1 水平长度  29
    3.1.2 坡度  29-30
    3.1.3 长度费用  30-31
  3.2 地表覆盖物  31-37
    3.2.1 遥感数据源  31-32
    3.2.2 ETM+ 遥感数据辐射定标  32-35
    3.2.3 地表覆盖物光谱特征分析  35-37
    3.2.4 征地赔补偿面积  37
  3.3 地貌类型  37-40
    3.3.1 地形起伏度  37-38
    3.3.2 不同地貌类型区分  38-40
    3.3.3 地貌类型长度  40
  3.4 土方和石方  40-43
    3.4.1 管沟的型式  41-42
    3.4.2 土石方量的确定  42-43
  3.5 穿跨越工程  43-46
    3.5.1 河流  43-45
    3.5.2 公路和铁路  45-46
第4章应用实例  46-62
  4.1 手工在纸质地图上选线情况  46-47
  4.2 通过遥感和 GIS 自动选线  47-60
    4.2.1 基础数据  47
    4.2.2 技术流程  47-48
    4.2.3 坡度提取  48-49
    4.2.4 起伏度提取  49-50
    4.2.5 地表覆盖物提取  50-53
    4.2.6 穿跨越工程  53-54
    4.2.7 费用指标  54-55
    4.2.8 费用计算  55-58
    4.2.9 费用最小的路径选择  58-60
  4.3 人工选线与计算机自动选线的比较  60-62
第5章结论  62-64
  5.1 本文所做的工作  62
  5.2 有待完善的问题  62-64
参考文献  64-67
致谢  67-68
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果  68

遥感与GIS在油气管道线路选择中的应用研究

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