浅析数字化管道
时间：2021-03-27 08:04:06 来源：达达文档网 本文已影响 人 
摘 要：随着“数字地球”、“数字城市”的提出和我国管道建设的快速发展，以及信息和遥感数据获取技术的迅猛发展，利用计算机、地理信息系统等技术对管道的信息进行更加高效、实用的信息化管理便显得十分迫切而必要。本文阐述了数字管道的概念，以及数字管道的特点。
关键词：数字管道概念；虚拟仿真；空间特征
中图分类号：TE973 文献标识码：A 文章编号：1005-5312（2014）11-0284-01
1998年1月31日，美国副总统戈尔在加利福尼亚科学中心发表了题为“数字地球：展望21世纪我们这颗行星”的演讲，率先提出了“数字地球”（Digital Earth）的概念。“一石激起千层浪”，戈尔的演讲引起了各国各界的积极反响，“数字地球”一词迅速风靡全球。数字地球，实际上就是信息化的地球，一个完整的地球虚拟对照体。
数字地球将有关地球上每一点的全部信息，按地球的地理坐标加以整理，然后构成一个全球的信息模型。这样，人们就可以快速、形象、完整地了解地球上的任何一点、任何方面的信息，从而实现“信息就在指尖上”的梦想。数字地球的核心思想有两点，一是用数字化手段统一性地处理地球问题，另一点是最大限度地利用信息资源。
数字化的浪潮使得人们能够方便地、快捷地和高效地获取、存储、处理和现实各种现实世界的信息。利用遥感卫星对地面进行拍照，利用大容量存储设备对海量数据进行存储管理，利用高性能计算机对信息进行分析和处理，利用网络对数据进行传递和共享。数字化、信息化已经涉及到社会各个领域。“数字化”是一次新的技术革命，它将改变人们的生产和生活方式，进一步促进科学技术的发展，推动社会经济的进步。
数字管道（或者数字化管道，Digital Pipeline）的概念是随“数字地球（DE，Digital Earth）”而来的。数字地球的核心思想是用数字化手段整体性地解决地球问题并最大限度地利用信息资源。数字地球从数字化、数据构模、系统仿真、决策支持一直到虚拟现实，它是一个开放的复杂的巨系统，是一个全球综合信息的数据系统工程。在“数字地球”概念的深刻影响下，数字城市、数字矿山、数字油田、数字水利、数字管道和数字社区等大批概念都相应提出并予以实施。
与数字化管道相比，数字管道的名称更加专业。有人指出数字管道可以定义为：“数字管道是管道的虚拟表示，能够汇集管道的自然和人文信息，人们可以对该虚拟体进行探查和互动。”具体的说，数字管道是应用遥感（RS）、数据收集系统（DCS）或SCADA 系统、全球定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）、业务管理信息系统、计算机网络和多媒体技术、现代通信等高科技手段，对管道资源、环境、社会、经济等各个复杂系统的数字化、数字整和、仿真等信息集成的应用系统，并在可视化的条件下提供决策支持和服务。
数字管道的特点：
1.数字化管道充分采用国家空间数据基础设施数据，并通过航空摄影测量和卫星遥感影像获得最新的地形、地质、水文、环境数据，与过去传统数据获取方式相比，内容更丰富，更新速度更快，数据描述更加完整，数据表达也更加直观。遥感技术大大缩短了周期，降低了成本，提高了精度。
2.GIS系统提供了地理信息服务（Geo-information Service）。集成管线周围一定范围的地理、人口、环境、植被、经济各类资源数据，利用GIS的空间分析功能进行叠加分析、缓冲区分析、最短路径分析等操作，可以进行线路总体规划和评估，为决策和管理提供重要的依据。还可以采用GIS技术对管道风险进行管理，指导系统编制维修计划，并采取相应的补救措施，当风险指数达到警戒线时，自动启动相应的应急预案，尽可能地降低管道事故发生率。
3.数字化管道采用CAD技术和网络技术，将管道施工设计图纸、施工数据、人员资料、管理文档等全部实现数字化管理，通过局域网或互联网传送到数据库中，将各个专业各个单位不同数据融为一个整体，有效的消除了“信息孤岛”，实现了信息的共享和协同工作。
4.采用大型数据库对数据进行存储。空间数据中心可以管理、存储在数字管道建设和运营中获取的所有数据。在管道建设的每个环节，都建立相应的数据库，并使得每个阶段的数据成果和系统相互衔接。
5.SCADA系统实现了管道的全自动控制。通过主机和微处理器为基础的远程终端装置RTU、PCL或其他输入/输出设备的通信收集数据，实现整个数字管道的监测监控，保证了系统的安全运作和优化控制。
6.数字化管道实现了整个管道的虚拟现实表达，使得数字化管道能够在真实、可视的三维环境下展示到用户面前，用户通过交互方式对管道的公用信息进行查询和操作，对管道的三维虚拟漫游犹如在真实的三维世界中，充分体现了数字管道的空间特征。
