无人机遥感技术在长输油气管道管理中的应用

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天然气长输管线无人机智慧巡检应用

天然气长输管线无人机智慧巡检应用

天然气长输管线无人机智慧巡检应用摘要:在石油化工和天然气的发展中,油气管道起到了运输和保存介质的作用,随着科学技术的快速发展和能源消费的不断增长,油气管道的应用和研发得到了广泛的提高。

但随着油气管道使用寿命的延长,容易出现污染、腐蚀、堵塞等问题,且管道大多深埋地下、铺设在海底、悬浮在空中、穿梭于建筑物中,对检测和维护的要求更高,一旦隐患未被发现,就会造成经济损失、人员伤亡甚至导致整个系统的崩溃。

目前最常见的是人工检测管道,需要携带大量的设备,配备大量的人员,而且效率不高,检测的结果和准确性得不到保证,而且存在危害检测人员安全的危险。

随着无人机科技的迅速发展以及对油气管道安全问题的特别重视,衍生了以油气管道检测的无人机代替人力进行全面检测油气管道。

关键词:天然气;长输管线;无人机智慧巡检;应用引言天然气长输管道承担着油气资源长距离输送的重要任务,其检测质量将直接影响油气资源的输送效率和管道运行的安全可靠性。

近年来,中国天然气管道总里程呈现出持续增长的趋势,对社会经济的可持续发展起到了显著的促进作用。

但是,由于在天然气长输管道的检查中影响因素很多,一些操作人员不能掌握技术要点,从而产生各种各样的问题。

针对这种情况,有必要结合长输管道工程的检测目标,选择科学先进的检测技术,提高天然气长输管道的输送质量。

接下来文章将对机器人在天然气长输管道巡检方面的总体方案设计和无人机长输燃气管道巡检系统的应用作对比,凸显无人机的使用优势。

1.无人机技术的应用特点无人机是通过无线电遥控设备或机载计算机控制系统操作的无人驾驶飞行器,具有以下特点。

(1)灵活、小型无人机体积小、重量轻,可以在不需要使用其他工具的前提下进行携带,此外该无人机对起飞地形没有严格要求,起飞条件简单。

(2)视野全面,无人机可以利用无线技术实现超视距控制,根据场景需要,从不同角度、不同距离在不同光照条件下完成操作,既可以完成高空目标的全局射击,也可以根据需要完成关键细节的射击。

无人机在油气管道管理中的应用及风险

无人机在油气管道管理中的应用及风险
飞机 平 台 、地 面控 制和 信息 采集是 无人 机 的主要构 成 。动 力系统 、机 身状 态传 感器等 一 系列控制 系统 是飞机 平 台的主 要 组 成单 元 ;计算 机 、数 据 处理 等控 制 系统 是地 面 控制 主要 组 成 单 元 ;目前 油气 管 线用 无人 机 主要 有 固定 翼无 人机 、无人 直 升 机 和 多旋 翼无 人机 ,不 同 的无 人机 适合 于 不 同的场 合 ,可 根 据 巡 检管道 的具体情 况选择 合适的 无人机类 型 。
关 键词 :无人机 ;油气管道 ;应 用 ;风 险 由于 管输 的 经济性 ,我 国的石 油 、天 然 气介 质一 般利 用 管 道输送 。有毒 、易燃 、易爆 的特性使 管道 一旦发 生泄 漏爆 炸 ,可 能 引发人 员伤亡 和环境 污染 等灾难 性事 故 ,油 气管道 的安全 性 显 得 尤 为 重 要 。 油 气管 道距 离长 、范 围广 ,经常 穿越 沼泽 、沙 漠 、山岭 、森 林 等人 员难 以进入 的复 杂区域 ,若 能将 无人机 应用 于油 气管道 巡 检 、应 急抢险 过程 中 ,则能够 有效减 少工 作人 员的 工作量 ,提 升 工作效 率 。
无人 机在 低 空飞 行 时不 可预 知 因素 太 多 ,危险 性很 大 ,会 受许 多外部 环境 的影 响 ,例 如突 然 出现 的风 雨 雷 电等 ,同时 低 空地 形复 杂 ,导致 气流 紊乱 ,产 生风切 变 ,也 可能 出现难 以察 觉 的障 碍物或其 它飞行物 ,加 大 了操 控难度 。
无人机在 油气 管道管 理 中的应 用及风 险
徐 梦潆 (辽 河 石油 勘 探局 油气 工程 技 术处 ,辽 宁 盘 锦 124010)
摘 要 :油气管道 分布 广 ,沿线地形 和天 气条件 复 杂 ,若能 将 无人 机 应 用 于 油 气管 道 管理 ,则 能 够 分担 工作 人 员 的 工作 量 ,提升 工作 效 率。本 文介绍 了无人机 的 系统组 成 、特 点、常用 类 型 、优 缺 点和适 用场合 、作 业流程 等 内容 ,论述 了无人 机在 管 道 管理 过程 中存在 的风 险。

无人机在油气管道监测中的应用技术研究

无人机在油气管道监测中的应用技术研究

无人机在油气管道监测中的应用技术研究随着我国能源消费的不断增长,油气管道扮演了越来越重要的角色。

而对于油气管道的监测,便是一项十分重要的任务。

传统的监测方式需要人工巡检,不仅费时费力,而且还可能会产生危险。

如今,无人机在油气管道监测中的应用技术也越来越受到人们的关注和重视。

无人机技术的优势在进行油气管道监测时,人工巡检不仅费时费力,而且人工巡检的效率也很低下。

而利用无人机进行巡检,可以大大提高监测的效率。

与传统的人工巡检相比,无人机不需要人工上下难行的地形与危险区域,不仅增强了巡检的安全性,同时也能缩短监测的周期,提高工作效率。

此外,由于无人机具有高清晰度相机的优势,无人机可以进行高清图像拍摄,实时地传输至监测中心。

监测员可以直接使用电脑或移动设备查看图像,准确地了解管道中的具体情况,及时发现管道的破损或漏点等问题。

无人机在管道监测中的应用无人机在管道监测中的应用范围非常广泛。

对于新建的管道设计和建设,无人机可以进行航拍,提供详尽的地形数据,能够进行三维地形图的构建,确保管道按照要求、规范地建设。

而对于现有的管道,无人机应用于对管道、油田的安全运行监测和维护。

1. 管道安全监测利用无人机进行管道安全监测,主要是用于检测管道的腐蚀、外表面损坏、损伤等缺陷。

无人机搭载红外热成像技术可以探测到管道表面的不均匀温度分布,发现管道破裂等问题,及时得到处理。

2. 油田监测无人机的使用不限于对管道的监测,也可用于辅助油田的勘测、生产与治理。

无人机可以实时拍摄油井附近的植被情况、水源情况等,为油田的管理者提供重要的信息。

同时,无人机最大的优势就是可靠实用,减少了大量的人工巡视时间。

3. 监测影响管线在建设期间所导致的生态破坏给当地生态系统造成了一定的负面效应。

无人机卫星等监测手段可以在一定程度上缓解开发对生态环境带来的影响。

未来展望无人机监测技术正不断的完善,其丰富的监测功能使其在油气管道监测中越来越得到重视。

浅析油气长输管道应用无人机巡检技术的优势

浅析油气长输管道应用无人机巡检技术的优势

浅析油气长输管道应用无人机巡检技术的优势摘要:油气管道作为国家经济发展的能源大动脉,肩负着保障国民正常生产生活的重要职责,传统的依靠人工沿管道巡检存在相应的问题。

随着人工智能在各技术领域的应用,油气长输管道应用无人机巡检也在不断发展,本文浅析油气长输管道应用无人机巡检技术所展现的优势。

关键词:油气长输管道无人机巡检工作原理优势分析一、引言根据管道事故不完全统计,社会危险已成为油气管道泄漏的主要原因之一,如:打孔漏油、第三方施工损伤、管道占压等。

为了保证石油管道安全正常运作,必须对管道进行定期巡检和安全排查。

传统的石油管道巡检方法以人工巡检为主,人工巡检存在较多弊端,比如:巡检效率较低、工作量大、安全风险高等,而且难以对山区、沼泽等环境比较恶劣的地区的油气管道进行巡检,不能满足现代化油气管道管理的需求。

如今,随着无人机技术和人工智能技术发展越来越成熟,我们利用无人机监测范围广、巡检效率高的特点,结合人工智能对无人机拍摄图像的智能识别,可以及时发现并检测出油气管道周边对其存在危害的目标并报警,使工作人员及时做出应对措施,减少不必要的危险和灾难。

二、油气长输管道巡检管理的重要意义首先,油气管道本身具有距离长、范围广以及沿途地貌环境比较复杂等特点,巡检期间需要耗费大量的人力、物力成本,即使是定期进行巡检与管理,也需要消耗大量的时间。

当遭遇自然灾害,发现治理不及时会对周边的群众生命健康、财产安全、自然生态造成威胁;其次,巡检管理需要突破的困境与问题较多。

人工巡线期间可能会遭遇雨雪等各种恶劣环境、交通不便、土地纠纷引发的社会矛盾等不利因素影响巡检管理效果,导致部分区域无法到达。

一旦未及时发现管道安全隐患将会造成危险事故。

目前,我国石油天然气运输更多的采用管道输送方式完成运输任务,为了确保管道运输的安全稳定性,加强管道巡检能够在及时发现管道安全隐患问题的同时,减少国家、社会以及相关企业的经济损失,因此,油气长输管道巡检管理的重要性不言而喻。

无人机遥感在油气管道巡检中的应用初探

无人机遥感在油气管道巡检中的应用初探


等二维 、 三维 可视化 数据 , 便 于进 行各类 环境 下应 用 系统 的 开 发和应用 。而无人 机巡 检 , 是 利用无 人机 机动 灵活 , 对 环境 适应 能力强的特点 , 以及 无 人机 系统搭 载 的各种 传感 器 , 对油 气管线 进行巡检 , 特别 是对 人员 难 以到达 的地形 复杂 区域 , 以 及地质 灾害多发性 区域 , 进 行有 效 的预 警 , 防止 各种 不安 全 因 素对 油气管道产生破坏 。在无人 机巡检 的机型选择 方便 , 有 固 定翼无 人机 、 多旋翼无人 机 等 , 其 中 固定翼 无人 机 主要进 行常 规性巡 检 , 如监 测管道 周 围有无施 工或 者地 质灾 害 ; 而多 旋翼 无人机 常用 在应 急 性巡 检 , 如 突 发性 事 故 等。在操 作 使用 方 面, 多旋翼无人 机可 以在经 过培训 后单 人操 作 即可 , 对 于突发
可见光相机搭载到无 人机 上 , 并且 设置好 拍摄 航线 , 之 后无人 机就会按照所设定 的航线进行 自动飞行拍 照。在拍 照完 毕后 , 可 以对获得 的影像和数据进行 处理 , 生成 D O M, 之后对 测 区进 行全景影像拼接 。通过不 同期 的影 像对 比 , 可 以发 现管线是否 存在开挖 、 占压 、 滑坡 、 塌陷等情 况。
7 1 0 0 0 0 西 安 煤 航 遥 感 信 息 有 限公 司 陕西 西 安
摘 要: 由于我 国国土面积较 大 , 地形复 杂, 在进行 油气管道铺设 时线路较 长 , 并且经 常需要 穿越 森林、 沼泽、 沙漠等地质 条件 复杂的 区域 , 这些复杂 的区域人 类很 难进 入并且进行 准确 的勘探 , 这 时无人机 系统就 派上 了很 大用场 。本文将对 无人 机遥感技 术 原理和 图像 处理进行 分析 , 并且 对于无人 机遥感在 油气管道 中的应用加 以 阐述。 ‘

无人机巡检在油气管道安全管理中的作用

无人机巡检在油气管道安全管理中的作用

无人机巡检在油气管道安全管理中的作用无人机巡检技术作为一种新兴的高科技手段,正在越来越多地应用于油气管道的安全管理领域。

它以其高效、精准、安全的特点,为油气管道安全管理带来了革命性的改变。

本文将探讨无人机巡检在油气管道安全管理中的作用,从巡检效率提升、安全风险识别和应急响应三个方面进行阐述。

一、巡检效率提升传统的油气管道巡检方式往往依赖于人工巡检,这不仅耗时耗力,而且存在安全隐患。

而无人机巡检技术的应用,极大地提高了巡检效率。

无人机可以利用其搭载的各种传感器和高清摄像机,对油气管道进行全方位的精准巡检。

无人机的飞行速度快,可以快速覆盖较大范围,大幅压缩巡检时间。

此外,无人机巡检还可以利用机载红外相机,实时监测油气管道的温度变化,及时发现温度异常,有效防范安全风险。

二、安全风险识别油气管道安全风险是很大的,包括泄漏、腐蚀、破损等问题。

传统巡检方式存在着无法及时发现这些潜在隐患的问题。

通过无人机巡检,可以利用高清摄像机对油气管道进行全方位、高分辨率的拍摄,一旦出现泄漏、腐蚀等问题,可以通过无人机实时传回的图像和视频资料进行及时发现和修复,避免了事故的发生。

此外,无人机还可以利用搭载的气体传感器,对管道周围气体进行检测,一旦检测到有害气体浓度超标,无人机可以迅速发出警告信号,保障人员的生命安全。

三、应急响应一旦油气管道发生事故,无人机巡检技术可以快速响应,提供急需的支持。

无人机可以利用其高空俯瞰的视角,对事故现场进行全方位的监测和勘查,为疏散和救援提供重要信息。

此外,无人机还可以通过自身携带的遥感设备,对火灾、泄漏等事故情况进行实时监测,并快速传回相关数据,为事故处理提供科学依据。

无人机还可以搭载救援物品,通过空投的方式向事故现场投放急需的救援物资,提高事故应急处理的效率和安全性。

综上所述,无人机巡检在油气管道安全管理中具有巨大的作用。

它可以大幅提升巡检效率,实时识别安全风险,并提供应急响应支持。

随着无人机技术的不断发展和应用的进一步深入,相信无人机巡检将成为油气管道安全管理的重要手段,为保障油气管道的运行安全贡献力量。

关于无人机遥感技术在长输油气管道管理中的应用研究

关于无人机遥感技术在长输油气管道管理中的应用研究

关于无人机遥感技术在长输油气管道管理中的应用研究摘要:对于我国的经济以及社会发展来说,石油以及天然气等发挥着重要的作用,是国家工业发展的重要血脉之一,伴随着我国石油天然气产量的不断增加,我国对长输油气管道的需求量也得到了较大的增长。

虽然长输石油管道得到了较大的发展,但是伴随着我国各方面的发展,也在一定程度上增加了长输管道的管理难度,而伴随着我国科学技术的不断发展,长输管道的管理工作也开始使用无人机遥感技术。

本文在此基础上对现阶段的无人机遥感技术的工作原理进行了分析,并探讨了其在长输油气管道的应用状况,希望能够促进长输油气管道管理技术的提升。

关键词:无人机遥感技术;长输油气管道管理;应用一、现阶段无人机遥感技术的工作原理伴随着我国科学技术的不断发展以及进步,无人机遥感技术得到了较快的发展以及进步,在现阶段的发展中无人机遥感技术是一种较为先进的技术,其在实际的发展中将多种先进的技术融合在了一起,其中主要包括了遥测遥控技术、无人机驾驶技术以及遥感传感器技术等。

在实际的使用过程中,无人机遥感技术能够对检测地区的环境、土地以及地面情况等进行实时、清晰的监控,从而保障其能够对相应的信息实现智能化、专题话以及自动化的读取、处理,从而将工作人员所需要的信息传递到屏幕上。

除此以外,无人机遥感技术还可以在此基础上对遥感传回来的数据进行一定的处理,建立相应的模型并进行应用,可以说无人机遥感技术可以满足现阶段长输油气管道管理工作的各方面要求,具有较强的全面性。

为了能够较好地提升油气的运输质量,满足相应的油气需求,在近几年的发展中我国开始大力的建设以及发展长输油气管道,但是在实际的建设过程中,长输油气管道的管理工作却较为棘手。

而相关工作人员在对长输油气管道进行管理的过程中,使用无人机遥感技术,能够较好地为管道管理水平的提升提供较好的保障,从而在极大程度上提升整个管道的管理水平以及质量。

无人机遥感技术在实际的建设过程中具有一定的优势,其中主要包括了能耗量较低、成本低以及风险小等,而无人机遥感技术在实际的使用过程中,主要分为三种情况:分别是空中部分、地面部分以及数据后处理部分,其中空中部分又包含了三方面的内容,分别是:遥感空中控制、无人机平台以及遥感传感器,而地面部分也包含了三部分,分别是:无人机地面控制、数据接收显示以及航迹规划等。

无人机在长距离油气管道管理中的应用

无人机在长距离油气管道管理中的应用

无人机在长距离油气管道管理中的应用本文档格式为WORD,感谢你的阅读。

摘要:油气管道作为国家的能源动脉,确保其安全运行是企业的一项重要责任。

管道管理中一直面临着复杂地段管线巡查、抢险应急、管道保卫等难题。

本文详述了无人机在管道管理中应用的原理,总结国内外无人机在油气管道管理中的应用现状,论述无人机在管道管理中的作用,展望了今后无人机在该领域更广泛、更深层次的应用前景。

关键词:长距离油气管道无人机管道管理管线巡查一、引言国民经济的迅速发展使得国家对能源的需求越来越大。

油气管道作为国家的能源动脉,其快速发展为解决我国能源运输紧张、保障能源供应安全发挥着十分重要的作用。

确保油气管道安全平稳运行已成为相关企业一项重要的责任。

长距离油气管道线路长、分布广、途经复杂地貌多,在管理工作中,往往会面临以下难题:(1)管线巡查。

传统的人工巡线方法费时费力、条件艰苦、人力成本高,许多埋设于险要地段的管道,由于环境险要、交通不便而造成徒步巡线无法到达,导致不能及时发现安全隐患;(2)应急抢险。

如何及时定位、定性管道突发事件,快速准确到达现场,为应急抢险提供一手信息,缩短事故处理时间,减小次生事故发生,一直是管道应急抢险的难题;(3)管道保卫。

防止打孔盗油、盗气的现象,加强管道保卫工作。

无人机作为一项融合多个专业于一身的高新技术,可快速获取地貌的空间遥感信息,结合长距离油气管道管理特点,在总结吸收其他行业经验的基础上,可应用于长距离油气管道定期巡检、抢险应急巡查、漏油和盗油(盗气)点现场定位等,可成为保障管道安全运行的一种可行的新手段。

二、无人机在长距离油气管道管理中的应用原理1.无人机系统的组成无人驾驶飞机(简称无人机)是当今航空科技发展的热点之一,发展至今已近80年历史,其融合了无人驾驶飞行器、遥感传感器、遥测遥控、通讯、GPS差分定位、影像处理等前沿技术,可实现土地资源、环境、植被等空间遥感信息快速获取、处理、建模及应用分析的自动化、智能化、专题化。

无人机遥感技术在长输油气管道管理中的应用

无人机遥感技术在长输油气管道管理中的应用
摘 要: 长输 油气管道 距离长 , 分布 广, 管道 险要地段 的巡线 、 管道保 卫等一直 是管道 管理 面临的难题 。 无人机遥 感技 术是一 门多学科 的 综合技术 , 通过 获取 高精度影像数据 , 帮助管道运 营公 司进行 管道 E常维 护 , l 为管道 的安全 管理提 供支持 。 文详述 了无人机遥 感技 术原 本 理, 并结合 在 兰成 渝 管道 中的 首次应 用 , 论述 了无人机 在管道 管理 中的作 用 。 关 键词 : 无人机遥 感技 术 管道 邂线 管道保卫 次生 灾害评价 中图分 类号 : 6 P 4 9 文 献标 识 码 : A 文 章编号 : 6 4 0 8 ( 0 10 () O 7 -0 I 7 - 9 X 2 1 ) 5c- O 7 2
应 用 于 管 道 巡 线 , 充 了 传 统 人 工 巡 线 方 补 空 中部 分 的 主要 功 能 是 : 划 航 线并 上 规 飞 式 , 过 对 获 取 的 影 像 进 行 处 理 , 快 速 定 传 到 飞 机 上 的 控 制 器 , 行 中 监 控 飞 机 状 通 能 位 到管 道 位 置 , 及 通 过 视 频 拍 摄 技 术 , 以 能 态 , 在控 制 半径 范 围 内能 根据 实际 需要 更 改 为 管 道 保 卫 提 供 支持 。 部 分 控 制 参 数 , 进 行 航 空 拍 摄 。 面部 分 并 地 的 主要 功 能为 设 计 和规 划航 道 轨 迹 , 载 入 并 2无人机遥感技术原理 无 人机 航线 控 制 模块 , 无人 机 可 以根 据 预 使 无 人 机 遥 感 技 术 是 融 合 了 无 人 驾 驶 飞 定航 线 进行 遥 感 影 像数 据采 集 工 作 , 及 无 以 行 器 、 感 传感 器 、 测 遥 控 、 讯 、 S 遥 遥 通 GP 差 人机 的 实时 控 制 与 飞 行姿 态数 据 的 实时 接 分 定 位 和 遥 感 的综 合技 术 , 以 自动化 、 可 智 收 和 遥 感影 像 的 显示 。 像 后 处 理 部分 , 影 是 能 化 、 题 化 快 速 获 取 土 地 资 源 和 环 境 等 无人 机 遥感 技 术的 一 个 关键 环节 , 系 到影 专 关 的 空 间 遥 感信 息 , 成 遥 感 数 据 处 理 、 模 像 的精 度 和 分 析 的 准 确性 。 完 建 】 和 应 用 分 析 , 有 低 成 本 、 损 耗 、 重 复 具 低 可 使 用 且 风 险 小 等 诸 多 优 势 。 括 起 来 , 】 概 无 3无人机遥感 图像处 理 人 机 遥 感技 术 是 由空 中 部 分 、 面 部 分 和 地 1 几 何 校 正 无 人 机 在 进 行 拍 摄 时 倾 角 ) 数 据 后 处 理 部 分 组 成 , 图 1 示 。 中空 较 大 并 且 无 规 律 , 如 所 其 图像 中 必 然 引 入 了 无 规 中 部 分 由 遥感 传 感 器 、 感 空 中控 制 、 人 律 的 几 何 变 形 , 以 对 无 人 机 遥 感 影 像 进 遥 无 所 机 平 台组 成 ; 面 部 分 由航 迹 规 划 、 人 机 行 几 何 校 正 是 必 须 的 。 过理 论 分 析 , 者 地 无 通 作 地面控制以及数据 接收显示部 分组成 。 采 用 多 项 式 法 对 无 人 机 遥 感 影 像进 行 几 何

无人机遥感技术在长输油气管道管理中的主要应用

无人机遥感技术在长输油气管道管理中的主要应用

2018年06月无人机遥感技术在长输油气管道管理中的主要应用李晶晶(辽河油田油气集输公司,辽宁盘锦124010)摘要:石油和天然气乃是国家工业的血脉,随着我国油气产量的逐年增加,对长输油气管道的建设也不断加快了脚步。

虽然长输油气管道大大方便了油气运输,但同时也增加了管道管理难度。

长输油气管道不但距离长、范围光,且途径的地域环境十分复杂,若想有效对其进行管理,需要借助一定的先进科学技术,例如无人机遥感技术。

本文主要针对无人机遥感技术在长输油气管道管理中的主要应用进行了简要介绍,希望对长输油气管道管理工作的发展有所助益。

关键词:无人机遥感技术;长输油气管道;管道管理当今时代,在社会发展中,最离不开的就是能源,而石油和天然气则是现代社会发展中最重要的两种能源,因此近年来我国与油气相关的行业发展都正越来越迅速。

随着我国油气田开发规模的不断扩大,油气产量可谓是逐年升高,相应的油气运输需求也在不断提高。

为了满足油气运输需求,近年来我国建设了许多长输油气管道,而长输油气管道的管理却是一项棘手问题。

无人机遥感技术在长输油气管道管理中的应用,为管道安全管理提供了有力的保障,大大提高了管道管理效率。

以下笔者就联系实际来谈谈无人机遥感技术在长输油气管道管理中的主要应用,仅供参考。

1无人机遥感技术的原理无人机遥感技术是一种先进技术,其融合了多种其他先进技术,包括:遥感传感器技术、无人驾驶飞行器技术、遥测遥控技术、遥感技术、通讯技术以及GPS 差分定位技术等。

无人机遥感技术可以对土地、环境等的空间遥感信息实现自动化、智能化以及专题化地获取,同时实现对遥感数据的处理、建模、应用及分析,可谓功能十分全面。

并且,该技术本身成本低、损耗低、风险小以及可重复使用,这些都是其具备的优势。

无人机遥感技术主要是由三部分组成的,这三部分分别是:空中部分(又包括遥感传感器、遥感空中控制以及无人机平台)、地面部分(又包括航迹规划、无人机地面控制以及数据接收显示)、数据后处理部分。

基于视觉的无人机在油气管道安全管理中的应用

基于视觉的无人机在油气管道安全管理中的应用

Electronic Technology •电子技术Electronic Technology & Software Engineering 电子技术与软件工程• 99【关键词】无人机 油气管道安全管理 分布式粒子滤波 PID 控制随着计算机视觉技术的飞速发展,无人机在工业与民用上发挥了重要作用。

特别是受到广泛关注的无人机智能化控制,已经成为近几年来的研究热点。

最早的测绘无人机与航拍无人机已经可以搭载摄像装置或者遥感监测装置,实时提供遥感监测数据,传输到地面站,这两种无人机具有机动性强、灵活方便的优点,被广泛应用于海域动态监管、航拍建模等领域。

随着多旋翼无人机的发展不断朝着智能化,集成化发展,更多形式的无人机将用于社会的不同领域。

目前,我国的油气输送方式主要依靠管道运输,我国油气管道距离长、分布广、环境复杂,传统管道人工巡检人力耗费大,对于一些恶劣地形或天气条件,巡线人员难以到达,此外还可能出现漏检等问题,给油气管道安全管理带来了隐患和不便。

因此,利用无人机系统进行油气管道智能巡线具有重很大的实用价值和发展前景。

无人机系统的核心模块由两部分组成:图像处理模块、飞行控制模块。

无人机系统的控制任务分配给上下两层控制器进行控制,其中上层控制器位于地面端,负责图像处理、信息收集及路径规划,下层控制器直接与电机相连,属于DJI 内置的控制器,其输入为来自上层控制器的期望速度及姿态,其输出为电机控制信号。

1 硬件选型该无人机系统硬件主要包括:四旋翼飞行器、数传电台、HDMI 视频采集卡、A V-USB 转接器、地面PC 端。

四旋翼飞行器选择DJI M100无人机,该基于视觉的无人机在油气管道安全管理中的应用文/张颖龙 赵有乐型无人机由大疆公司研发,稳定性好,自身配备GPS 定位功能、Lightbridge 高清图传,具有良好的二次开发性。

DJI M100通过高清图传将采集到的视频传输到遥控器,遥控器可提供HDMI 视频输出。

无人机720度全景影像巡检在长输油气管道高后果区管理中的应用

无人机720度全景影像巡检在长输油气管道高后果区管理中的应用

—105—《装备维修技术》2021年第3期1 720度全景影像概述利用全景技术,制作长输管道高后果区沿线的重点穿跨越和高风险地方的720度全景图像及全景一张图,并与长输管道的具体位置关联起来,可以在重点穿跨越和高风险地方的位置,直接真实的看到穿跨越和高风险地方的高清景象,获取如临其境的多角度、立体的查看体验的电子地图。

2 无人机全景影像功能特点利用720°全景图像,具有“全视角、真实景、可互动、成本低、实现快”的特点。

全景技术利用照片建立虚拟环境,按照实景照片拍摄、数字化、图像拼接、生成场景、关联热点设置、全景影像发布的模式来完成虚拟现实的创建,它并不是真正意义上的3D 图形技术,具有以下几个特点:1)高清相机实景拍摄,是真实场景的三维展现。

用户可以通过鼠标任意放大和缩小,选择环视、俯瞰和仰视视角,足不出户就能身临其境的感受到现场的环境。

2)全景影像作为独立影像文件,可根据GPS 空间位置关系与二维地图实现无缝结合,也可通过指定关联实现灵活调用。

3)全景影像内部可设置关联热点,可链接各类属性信息数据库,加入语音解说、视频、图片等交互应用,导览性、交互操作性较强。

4)拍摄制作比三维模型制作速度快,开发周期短,开发成本低,数据维护与更新简单。

5)全景图片文件采用先进的图像压缩与还原算法,数据量小,对计算机及网络环境要求低,非常适合网络式应用。

6)对管道周围的地貌进行实景查看而且是连续不间断。

3 全景影像制作与发布全景影像拍摄方式包括地前期拍摄、后期合成、分享发布。

按系统应用管理需求选定目标对象,根据对象特点选择合适的全景影像拍摄方式,拍摄过程中同步采集全景点的空间及属性信息。

3.1全景拍摄流程720度全景三部曲①前期拍摄↓②后期合成↓③分享发布3.2数据处理与发布地面和空中的全景照片拍摄采集完成后,专业人员对这些照片进行拼接、发布等处理,设置与数据库关联的内部热点,并根据GPS 信息把每张全景影像定位到地图上,最终实现全景影像展示。

无人机在油气管道安全领域中的应用探讨

无人机在油气管道安全领域中的应用探讨

2841 概述油气管道大多具有长距离、跨地区等特点,一旦发生泄露就容易造成极其严重的事故,给社会和国家带来难以控制和弥补的损失,加强油气管道安全管理工作尤为重要。

随着自动控制技术、计算机技术和无线通信等技术的飞速发展,无人机在农业、电力、石油、检灾、林业、气象、国土资源、警用、海洋水利、测绘、城市规划、影视拍摄等多个行业得到了广泛的应用[1]。

无人机易于起降,机动灵活等特点,对油气管道安全管理中安全巡检、隐患排除、应急救援等工作都具有较高的应用价值。

2 无人机概况2.1 概念 无人驾驶飞机简称“无人机”,是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞行器。

无人机系统一般由飞行设备(包括飞行平台、飞控设备、GPS、地面监控站等)、遥感设备(包括随机携带的数码摄像机、红外扫描仪、光谱成像仪等)、软件系统(包括飞行任务规划系统、地面监控系统、数据后处理系统、GIS系统等)、通讯系统(卫星通讯系统、无线网络通讯系统等)等模块组成[2]。

2.2 政策法规 目前各国对无人机的监管标准不一,执行尺度也不尽相同。

譬如在无人机重量限制及操作监控方面,欧洲航空安全局技术意见为所有无人机均需小于130kg,允许符合风险缓解规程的超视线操作;美国联邦航空安全局建议小型无人机需小于25kg,只允许视线内操作;中国民航部门和空军的监管制度对重量无限制,允许超视线操作。

我国已在无人机任务审批、飞行管理、空域管理等方面逐步规范化。

2.3 发展现状 无人机市场已从最初的军用领域逐渐扩展到民用领域,在农业、石油、电力、检灾、林业、气象、警用、国土资源、测绘、城市规划、影视拍摄、海洋水利等行业得到了广泛应用。

预计到2020年,中国民用无人机产品销售市场规模将达到265亿元。

3 在安全领域中的应用3.1 管道巡检国内的石油管道存在线路长、范围广的特点,一般石油管道途径区域内地形、地貌复杂多变,管道巡护主要采用人工巡检、光纤或电子感应巡检、无人机巡检三种方式。

无人机技术在天然气长输管道巡护管理的应用分析

无人机技术在天然气长输管道巡护管理的应用分析

1951 天然气长输管道巡护管理的重要意义目前,我国天然气运输基本采用管道输送方式实现运输任务,为了确保管道运输的安全稳定性,加强运输管理期间的巡护,能够在及时发现管道安全隐患问题的同时,减少国家、社会以及相关企业的经济损失,因此,天然气长输管道巡护管理的重要性不言而喻。

期间,天然气管道本身具有距离长、范围广以及沿途地貌环境比较复杂等特点,巡护期间需要耗费大量的人力、物力成本,即使是定期进行巡护与管理,也需要消耗大量的时间。

一旦遭遇自然意外灾害,防护治理不及时也会引发众多安全隐患;其次,巡护管理需要突破的困境与问题较多。

很多时候,人工巡线期间可能会遭遇各种环境恶劣、交通不便等不利因素影响巡护管理效果,一旦人工巡护期间未发现管道安全隐患,具有高压、易燃、易爆特性的天然气就极有可能引发燃气泄漏、森林火灾等危险事故;最后,随着近年来无人机等先进自动化技术的应用,天然气管道巡护工作方式发生了众多变革,先进技术的应用与推广有效提升了天然气管道巡护管理的有效性,无人机技术不仅在数据信息获取方面具有较强的工作优势,简单、轻便、易操作等优势也使得无人机技术在一些人工巡线比较不方便的地理环境中大放异彩。

另外,传统人工巡护管理也存在较多管理不足,无人机技术不仅能够有效提升巡护管理工作效率,也能够在实现管道巡检、灾后评价以及泄漏点现场定位等管理目标的同时,缓解巡护管理人员以及技术操作人员的工作压力[1]。

2 天然气长输管道巡护期间遇到的困难2.1 巡护环境恶劣,管理难度大一般来说,管道沿线的地貌基本以平原、丘陵为主,其中山区等地质结构在巡护管理期间的难度较高,不仅需要巡护队伍翻山越岭,也需要根据当时的气候变化以及地质结构特性做好相应的维护准备工作,沉重的机械设备在一些地质灾害多发省份往往需要经受众多波折。

尤其是一些地形地貌起伏变化较大的地区,在降雨气候阶段,山体组织结构松散、水分含量较高,极易发生山体滑坡、泥石流等地质灾害,不仅直接导致长输管道巡护管理的经费与时间成本不断提升,也会直接或者间接影响到巡护期间的管理效果[2]。

5g无人机在油气长输管道中的应用分析

5g无人机在油气长输管道中的应用分析

TECHNOLOGY AND INFORMATION信息化技术应用科学与信息化2019年12月下 335G无人机在油气长输管道中的应用分析贺志胤 中国石化销售股份有限公司华南分公司 云南 昆明 650200摘 要 随着通信技术的发展,5G通信技术已经逐步在社会中加以应用,提高了社会的生产效率和信息化水平,将5G通信技术应用在无人机领域中,可以使得无人机技术得以快速发展。

5G无人机在油气长输管道中具有重要的应用,本文对具体的应用情况和实现原理等进行了分析。

关键词 5G通信;无人机;油气;长输管道引言油气长输管道是进行油气输送的基础设施,同时油气长输管道的运行环境较为复杂,采用无人机技术对油气长输管道进行维护,可保证油气长输管道的运行安全,提高油气长输管道的运维效率和质量。

随着5G 通信技术的发展,通过5G 网络,可以使得网络性能的指数提升。

不同于传统的移动通信服务模式,5G 网络相比于4G 网络,极大地扩展了传输的带宽与能够负载的信息量级。

本文主要分析了5G 无人机在油气长输管道中的应用情况,并分析了5G 无人机的具体应用功能和实现原理。

1 5G无人机概述1.1 5G通信技术随着通信需求量的增加,传统的移动数据传输已经无法满足用户的需求,而需求促使更为高效的通信运营模式的出现,5G 网络的研发与调试的速度相比于前几代通信模式更为快速,通过最新的5G 通信技术研究成果可以窥见5G 通信模式未来的发展趋势。

最近,5G NR 独立规范制定完毕,这将支持5G NR 网络的独立部署[1]。

虽然频谱选择因地区而异,但预计到2020年,5G 商业部署将会启动,届时消费者有望体验5G 技术的先期优势。

我们预计,随着技术逐渐成熟,在许多地区,5G 将利用中频段,接着是毫米波部署,可见5G 无线通信技术将具有较为广阔的应用空间。

1.2 无人机产业概述及发展的趋势当前无人机在各个行业的应用发展迅速,在油气长输管道领域中可以构建无人机信息化服务平台。

关于使用无人机为燃气管道巡线的技术及应用

关于使用无人机为燃气管道巡线的技术及应用

0引言燃气和居民生活息息相关,保证运输燃气的管道安全性是社会和企业一项重要的责任。

燃气管道具有距离长、分布广的特点,多铺设于城市地下,沿途经过很多河流、沟壑、铁路、公路,地形复杂。

由于地形与距离等因素的现实,制约了人工巡线的进行,给管道的定期检查带来不便,暗藏诸多安全隐患问题。

无人机遥感技术则利用自动导航或者人工控制的方式,可以自动高效根据采集的图像、视频等数据信息对管道进行监测,节约大量人力物力。

在国外,无人机遥感技术被广泛的用在能源研究领域,山区管道巡检、漏油与盗油点定位、灾后次生灾害的评价等工作都在无人机的帮助下提高了工作效率与准确度。

1无人机燃气管道巡线技术原理1.1线路视觉跟踪技术无人机在巡线时的路径导航主要依靠于对路标、指示物、杆塔等物体的视觉追踪技术,这项技术虽然在理论和试验中获得了成功,但是在实际操作过程中还是存在一定量的偏差。

由于飞机在飞行的过程中会产生振动,势必影———————————————————————作者简介:喆袁(1991-),男,天津人,毕业于天津大学仁爱学院,机械设计制造及自动化专业,研究方向是燃烧安全。

关于使用无人机为燃气管道巡线的技术及应用On the Technology and Application of Unmanned Aerial Vehicles for Gas Pipeline Inspection袁喆YUAN Zhe(天津滨海燃气集团有限公司,天津300450)(Tianjin Binhai Gas Group Co.,Ltd.,Tianjin 300450,China )摘要:中国的燃气管道具有着分布广、距离长等特点,因此其险要地段的巡线、保卫一直都是管道管理工作中所面临的难题。

而无人机遥感技术的兴起和发展,帮助人们更高效地获取高精度影像数据,为燃气管道巡线的安全管理提供了技术支持。

本文详细介绍了无人机在燃气管道巡线方面所使用的关键技术,并结合笔者所在公司的实际情况对其实际应用进行了分析。

无人机在长输管道巡护管理上的应用

无人机在长输管道巡护管理上的应用

无人机在长输管道巡护管理上的应用作者:李超来源:《科学与财富》2020年第30期摘要:长输管道作为解决油气资源输送工具,具有输送量大、使用周期长等优点。

但是长距离管道沿线必然会穿越许多地质灾害风险区,会受到滑坡、洪水、泥石流和危岩崩塌的威胁。

滑坡、洪水等地灾对长输管道造成的危害往往还会引发更得损失的次生灾害。

通过介绍无人机在长输管道地灾预警方面的应用,得出无人机可以用于管道巡检、灾害监测、滑坡、泥石流预警中;并针对无人机应用于长输管道地灾预警中的特点、优点进行了分析。

关键词:无人机;长输管道;巡护;应用长输管道在我国大量使用,为国家经济发展提供了强劲动力,但是长距离输送管道沿线必然会穿越许多地质灾害风险区,会受到滑坡、洪水、等地灾危害事件的威胁。

无人机是目前发展比较快的一个高新技术产品,它可以在应对长距离管道地质灾害中发挥重要作用。

飞行灵活、飞行费用低、较小体积、使用方便是无人机的部分优点。

可以应用于长输管道巡检、地形勘测、选线优化、地灾监测、施工安全、泥石流预警等众多工程实际问题。

将无人机及其集成系统应用于长输管道的安全风险监控将能很好的解决人工巡检监测过程中人员不足、线路巡检耗时较多、发现问题滞后、预警时间短等问题。

1.无人机在长输管道地灾预警中的原理及优势1.1应用原理飞机控制系统平台、数据自动收集系统和地面管控系统组成无人机整个系统。

地面控制系统利用无线电控制,通过GPS导航或北斗卫星导航控制无人机飞行的全过程;飞机平台系统可以搭载避障系统,气体检测系统等对长输管道的进行实时画面和相关数据采集并上传到信息收集系统进行分析处理,由相关人员对长输管道的各项指标数据进行进一步的纠错、辨识、后期处理等,从而完成对长输管道的风险监控工作。

1.2优势随着目前地理空间技术取得的飞速发展,给无人机航拍测量技术提供了较好的定位技术支持。

低空无人机遥感系统能够获得高质量的遥感影像,可以在长输管道地质灾害的勘测中应用广泛,通过多层信息控制与处理技术应用,实现监控、预警及处理,其主要优势如下:①无人机用于长输管道监控可以大大提高巡查效率,利用模块化设置的仪器吊舱,甚至可以完成恶劣天气以及黑夜的巡查,尤其在事故、灾害等紧急情况下的巡查。

无人机在长距离油气管道管理中的应用

无人机在长距离油气管道管理中的应用
般 来说 , 无 人机 由空 中部 分 、地 面部 分和数 据后 处理 部分组 成 。 ( 1 ) 空 中部分 。 由遥 感 传感器 、遥 感 空 中控制 、无 人机 平 台组成 。其

三桩 、水 工保 护 设施 、场 站 以及 阀室安 全监 测 ,管道 沿 线地 表地质 变 化情 况 、杂 散 电流排 流 系统监 测等 管道 本体 、周 边情 况 以及 管道 附 属 设施 监测 ,能够有 效提 高巡检效 率和质 量 。 目前 ,已有多 家公 司可 以提 供无 人机 管 道巡 线等 技术 ,比如 中 国 石油 管道学 院 、桂 林鑫 鹰公司 等 ,可提供 管道 巡线解 决方案 。

飞 ,采用定 高飞行 的方式 ,确保无 人机和 地面被 检测物 的安全 ; 2 . 3 数 字图像传 输 电台实时传 送巡检 中的视频 录像 ; 2 . 4 地 面检 查人 员格 局 实 时视 频 判断 线路 情 况 ,并根 据 G P S 定 位 判断位 置并 记录 ,当发 现 问题 区域 后开 启机 载 的 C C D相机 进行 拍摄 , 利用 高分辨率 航拍照 片对 问题 区域 进行准 确判读 ; 2 . 5 完 成一次飞行 后 ,无人机 可根据 现场 作业情 况 ,选择 滑跑 、开 伞等方 式进行 回收 。
作 为国 家的 能源 动脉 ,其 快速 发展 为解 决我 国能 源运 输紧 张 、保障 能 源供 应安 全发 挥着 十分 重要 的 作用 。确保 油气 管道 安 全平 稳运 行 已成 为相 关企 业一项重 要 的责 任 。 长 距 离油 气管 道线 路长 、分 布广 、途 经复 杂地 貌 多 ,在 管 理工 作 中 ,往 往会 面 临 以下 难题 : ( 1 ) 管 线 巡查 。传 统 的人 工 巡线 方 法 费时 费 力 、条件 艰苦 、人 力 成本 高 ,许 多 埋设 于 险要地 段 的管道 ,由于环 境 险要 、交 通不 便而 造成 徒 步巡 线无 法到 达 ,导致不 能 及 时发现 安全 隐 患 ;( 2 ) 应急抢 险 。如何及 时定 位 、定性管 道突 发事件 ,快 速准 确到 达 现场 ,为应 急抢 险提供 一 手信 息 ,缩 短 事故处 理 时 间 ,减 小次 生事 故 发 生 ,一直是 管道 应急 抢 险的难 题 ; ( 3 )管 道保 卫 。防止 打孔 盗 油 、 盗气 的现 象 ,加强 管道保 卫工作 。 无 人 机作 为一 项融 合 多个专 业于 一 身的 高新技 术 ,可快 速 获取 地 貌 的空 间遥感 信 息 ,结 合 长距 离油 气管道 管理 特 点 ,在总 结吸 收其 他 行 业经验 的基 础上 ,可应 用于 长距 离油 气管 道定 期巡 检 、抢险 应急 巡 查 、漏 油和 盗油 ( 盗气 ) 点现场 定位 等 ,可 成 为保障 管道 安全 运行 的 种 可行 的新手段 。

无人机在长距离油气管道管理中的应用

无人机在长距离油气管道管理中的应用

无人机在长距离油气管道管理中的应用摘要:油气管道作为国家的能源动脉,确保其安全运行是企业的一项重要责任。

管道管理中一直面临着复杂地段管线巡查、抢险应急、管道保卫等难题。

本文详述了无人机在管道管理中应用的原理,总结国内外无人机在油气管道管理中的应用现状,论述无人机在管道管理中的作用,展望了今后无人机在该领域更广泛、更深层次的应用前景。

关键词:长距离油气管道无人机管道管理管线巡查一、引言国民经济的迅速发展使得国家对能源的需求越来越大。

油气管道作为国家的能源动脉,其快速发展为解决我国能源运输紧张、保障能源供应安全发挥着十分重要的作用。

确保油气管道安全平稳运行已成为相关企业一项重要的责任。

长距离油气管道线路长、分布广、途经复杂地貌多,在管理工作中,往往会面临以下难题:(1)管线巡查。

传统的人工巡线方法费时费力、条件艰苦、人力成本高,许多埋设于险要地段的管道,由于环境险要、交通不便而造成徒步巡线无法到达,导致不能及时发现安全隐患;(2)应急抢险。

如何及时定位、定性管道突发事件,快速准确到达现场,为应急抢险提供一手信息,缩短事故处理时间,减小次生事故发生,一直是管道应急抢险的难题;(3)管道保卫。

防止打孔盗油、盗气的现象,加强管道保卫工作。

无人机作为一项融合多个专业于一身的高新技术,可快速获取地貌的空间遥感信息,结合长距离油气管道管理特点,在总结吸收其他行业经验的基础上,可应用于长距离油气管道定期巡检、抢险应急巡查、漏油和盗油(盗气)点现场定位等,可成为保障管道安全运行的一种可行的新手段。

二、无人机在长距离油气管道管理中的应用原理1.无人机系统的组成无人驾驶飞机(简称无人机)是当今航空科技发展的热点之一,发展至今已近80年历史,其融合了无人驾驶飞行器、遥感传感器、遥测遥控、通讯、GPS 差分定位、影像处理等前沿技术,可实现土地资源、环境、植被等空间遥感信息快速获取、处理、建模及应用分析的自动化、智能化、专题化。

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无人机遥感技术在长输油气管道管理中的应用
作者:欧新伟周利剑冯庆善李祎李振宇
来源:《科技创新导报》2011年第15期
摘要:长输油气管道距离长,分布广,管道险要地段的巡线、管道保卫等一直是管道管理面临的难题。

无人机遥感技术是一门多学科的综合技术,通过获取高精度影像数据,帮助管道运营公司进行管道日常维护,为管道的安全管理提供支持。

本文详述了无人机遥感技术原理,并结合在兰成渝管道中的首次应用,论述了无人机在管道管理中的作用。

关键词:无人机遥感技术管道巡线管道保卫次生灾害评价
中图分类号:P694 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)05(c)-0077-02
1 引言
石油、天然气管道是国家的能源动脉,保证输油气管道的安全是社会和企业的一项重要责任。

长输油气管道距离长、范围广、途经复杂地貌多,许多埋设于险要地段的管道,由于受环境险要、交通不便、徒步巡线无法到达等不利因素影响,制约了人工巡线的进行,给管道定期巡检带来困难,导致许多隐患不能及时发现,进而发展成事故的后果[1]。

再者,目前打孔盗油现象较为频繁,并且其活动隐蔽,给管道安全保卫带来了重大的风险隐患。

无人机遥感技术综合了无人机和遥感技术的特点,可以自动快速获取地貌的空间遥感信息,在国外无人机遥感技术在管道行业应用非常广泛,山区管道巡检、近海油气管道监视、灾后次生灾害评价,漏油和盗油点现场定位等。

在兰成渝管道中,无人机遥感技术首次应用于管道巡线,补充了传统人工巡线方式,通过对获取的影像进行处理,能快速定位到管道位置,以及通过视频拍摄技术,能为管道保卫提供支持。

2 无人机遥感技术原理
无人机遥感技术是融合了无人驾驶飞行器、遥感传感器、遥测遥控、通讯、GPS差分定位和遥感的综合技术,可以自动化、智能化、专题化快速获取土地资源和环境等的空间遥感信息,完成遥感数据处理、建模和应用分析,具有低成本、低损耗、可重复使用且风险小等诸多优势[2]。

概括起来,无人机遥感技术是由空中部分、地面部分和数据后处理部分组成,如图1所示。

其中空中部分由遥感传感器、遥感空中控制、无人机平台组成;地面部分由航迹规划、无人机地面控制以及数据接收显示部分组成。

空中部分的主要功能是:规划航线并上传到飞机上的控制器,飞行中监控飞机状态,在控制半径范围内能根据实际需要更改部分控制参数,并进行航空拍摄。

地面部分的主要功能为设计和规划航道轨迹,并载入无人机航线控制模块,使无人机可以根据预定航线进行遥感影像数据采集工作,以及无人机的实时控制与飞行姿态数据的实时接收和遥感影像的显示。

影像后处理部分,是无人机遥感技术的一个关键环节,关系到影像的精度和分析的准确性[3]。

3 无人机遥感图像处理
1)几何校正无人机在进行拍摄时倾角较大并且无规律,图像中必然引入了无规律的几何变形,所以对无人机遥感影像进行几何校正是必须的。

通过理论分析,作者采用多项式法对无人机遥感影像进行几何校正。

多项式校正法不考虑成像过程中的空间几何关系,而直接对图像变形的本身进行数学模拟,以达到校正的目的。

它把影像的总体变形看作是平移、缩放、旋转、仿射、偏扭、弯曲,以及更高层次基本变形的综合效果,因而校正前、后影像相应点之间的坐标关系,可以用一个适当的多项式进行描述。

在多项式校正法中包括一次、二次、三次多项式几何校正,三次多项式几何校正虽然计算复杂,但是其精度较高,在定位精度要求较高的管道行业,使用三次多项式几何校正,能更好地满足需要。

三次多项式几何校正法的变换方程为:
式中,x,y为某像元的原始图像坐标;X,Y为校正后同名点的地面(或地图)坐标;ai,bi为多项式系统。

为了求得多项式的系数,需要使用控制点进行求解,一般选择控制点的最少数量为:(n+1)(n+2)/2,n为多项式次数。

当多项式系数求出后,就可以根据公式求解原始图像任一像元的坐标,同时还需要对变换后的像素亮度值进行重采样,以实现2个空间的灰度转换。

2)灰度插值对于求得坐标的像素,如果求得的位置为整数,则该位置处的像元灰度就是新图像的灰度值;如图不是整数,则通过对周围的像元值进行内插来求出新的像元值。

灰度插值的方法很多,常用的如最邻近插值、双线性插值、双三次插值等。

本文采用双线性插值。

它的插值效果好于最邻近插值,产生的图像没有灰度不连续的缺点,同时运算量又极大地少于双三次插值。

其缺点为双线性插值具有图像的平滑作用,会导致轻微的图像细节退化。

假定插值点位置的坐标为(x*,y*),灰度值为f(x*,y*),其落在(x,y),(x+1,y),(x,y+1),(x+1,y+1)之间,则灰度值为:
(2)
式(2)中:。

处理后的影像数据都具有坐标信息,目前处理后的坐标都是WGS84坐标,导入到浏览软件(比如ArcGIS)中,再加载管道中心线数据,能清楚地看到管道在影像上的走向和管道位置,以及管道附近的环境状况,能帮助进行管道巡线。

图2即为处理前、后影像。

4 应用成果
兰成渝输油管道是我国最长的成品油输送管道,管道沿线地貌复杂多变,大部分地段地质、交通条件恶劣,不利于常规管道巡线工作的进行。

通过现场应用,无人机在管道管理中发挥的作用主要有:
1)传统巡线方式的补充巡线作为管道管理的重要内容,需要巡线工周期性地进行现场巡线,是管道安全输送的保证。

但是由于管道线路长,分布范围广等特性,每个输油站所管理的管段长、管道工数量少,难以满足正常巡线的需要。

将无人机用于管道巡线,能代替人工进行巡线,尤其在一些险要地段,可以避免巡线漏洞。

同时,与传统人工巡线相比,无人机一个起降所巡查的管道路线可以代替几十个巡线工的工作时,节省了巡线时间,提高了巡线效率。

并且无人机巡线受自然气候、地形条件限制小,保证了使用的可能性。

对于高海拔受地灾影响较大的地区,人员不方便到达现场进行巡线,并且人工徒步巡线风险较大,通过使用无人机代替巡线人员进行巡线,能帮助获取管线周边的信息,如图3所示。

2)管道保卫打孔盗油导致原油泄漏、环境受到污染、管道材质遭到破坏、降低管道使用寿命、危及管道安全运行。

同时,打孔盗油具有隐蔽性,随着反侦察能力的加强,一些打孔盗油现象很难被发现,尤其在巡线工不方便到达的区域。

无人机的体积和声音都很小,在进行巡线时很难被盗油人员发现。

通过现场测试无人机视频拍摄技术,从实时传回的视频中,能动态地看清现场的实际情况,并且当发现可疑人员时,可做定点盘旋跟踪,。

通过无人机在管道打孔盗油高发地段巡检,可以及时有效警示不法盗油分子,保障管道运营安全。

5 结论与展望
无人机在管道作业中效率高,机动灵活,使用方便,可以承担高风险的飞行任务,为管道管理提供了一种新的选择。

无人机遥感技术在管道巡线中,可获得管道沿线险要地段的数据,避免由于人工巡线无法到达造成数据遗漏,可补充传统人工巡线方式的不足;在管道保卫中,利用无人机实时传回的视频图像,能清晰地辨识现场情况,并能做到定点跟踪,第一时间掌握潜在危险地点,为防止险情发生节约时间。

此外,无人机遥感技术在高后果区识别、灾害识别和次生灾害评估中也发挥着显著的作用。

随着无人机技术的改进与发展,无人机管道管理系统将在管道管理中发挥越来越重要的
参考文献
[1] 孙泽民,王建宏.长输管道管理现状分析及其对策[J].储运安全,2007(7):37~38.
[2] 金伟,葛宏立,杜华强,等.无人机遥感发展与应用概括[J].遥感信息,2009(1):88~92.
[3] 吕厚谊.无人机发展与无人机技术[J].世界科技研究与发展,1998(6):113~116.。

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