地下管網(wǎng)是現(xiàn)代化城市運行與發(fā)展中必不可少的重要部分,作為重要的基礎(chǔ)設(shè)施,地下管網(wǎng)不僅為城市中居民提供重要的生活物資,更承擔著為城市的生產(chǎn)與發(fā)展提供基礎(chǔ)資源和能量的責任。完善、發(fā)達的地下管網(wǎng)系統(tǒng)及其安全、穩(wěn)健的運行是現(xiàn)代化城市運轉(zhuǎn)的重要保障和基礎(chǔ)。然而部分地下管線的鋪設(shè)年限較久,且缺乏必要的管理與維護,管線資料缺失的情況較為嚴重。在城市建設(shè)或施工過程中,由于缺乏施工區(qū)域地下管線的實時管線圖,且沒有快速、精準的管線探測手段,所以可能無法獲得實時的地下管線分布情況,導致施工過程中無法有效避開管線,進而導致管線被破壞,影響城市居民的正常生活與城市的健康運行,甚至造成一系列事故發(fā)生。如何準確、快速地探測地下管線并且獲得探測區(qū)域地下管線的分布情況,是一個值得研究的課題。本論文在深入研究和分析了現(xiàn)有地下管線探測技術(shù)和相關(guān)成果的基礎(chǔ)上,以高效、自動探測地下管道并繪制探測區(qū)域地下管道圖為目標,在探測地下管道這一課題中的探地雷達圖像分析、土壤中的絕緣管道探測,和根據(jù)帶有噪音的管道數(shù)據(jù)和位置數(shù)據(jù)繪制探測區(qū)域地下管道圖這三個方面展開了研究工作。首先,探地雷達作為一種非接觸式的地下介質(zhì)探測手段,由于其快速、準確... 

【文章來源】：中國科學技術(shù)大學安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：116 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖２．１探地雷達Ｂ－ｓｃａｎ圖像示意圖??

?（ｂ）雙曲線模型??圖２．２探地雷達的使用與雙曲線模型??圖２．２展示了探地雷達探測管道的場景和雙曲線的模型，圖２．２（ａ）中黑色箭頭??指示探地雷達探測方向，紅色箭頭指示管道方向。圖２．２（ｂ）顯示了探地雷達圖像??中的雙曲線模型，其中ｆ是電磁波發(fā)射接收雙向行程的時間，Ｋ是管道半徑，Ｘ??是水平位置，電磁波在介質(zhì)中的傳播速度由〃表示。和＾表示探地雷達位于??管道正上方時的位置和電磁波發(fā)射接收雙向行程的時間。由勾股定理可得：??＋?Ｒ）２?－（Ｘ－?Ｘ０）２?＝?（￣?＋?？）２?（２－１）??式２．１兩邊同時除以（ｉｆ＋尺）２，可得：??（，＋竽）（Ｘ－Ｘ０）２??－—￣＾?＝?１?（２．２）??〇〇?＋?Ｔ）?｛ｔ?＋?Ｒ）??結(jié)合雙曲線標準方程：??ｙ－凡??１?＾￣?＝?１?（２．３）??可得探地雷達探測管道時的圖像特征為一個雙曲線的下部，其中??２Ｒ??Ｇ?＝?／〇?＋??Ａ、Ｖ?（２‘４）??ｂ?＝?－｛ｔ，?＋?—）．??地下管道的深度即管道頂部到地表的距離和半徑尺信息以及電磁波??的傳播速度可以通過識別和擬合圖中的雙曲線來獲得［２３］

?Ｚｇ??圖２．３電容親合電場傳感技術(shù)的電路示意圖??（：２和＜＾之間電位差的變化趨勢，為上升，下降，再次上升并再次下降，呈現(xiàn)出??“雙峰”趨勢。使用電容耦合電場傳感技術(shù)的探測深度與使用插入式電極方法類??似，主要取決于發(fā)射極板之間的距離［４２］。在［６６］中，Ｎｉｕ等推導并測試了極板??與土壤之間不同距離（即極板高度）與測量誤差之間的關(guān)系，并得出結(jié)論：在極??板與土壤間隙小于０．０２ｍ的情況下，電容耦合電場傳感技術(shù)的測量效果不會受??到間隙效應(yīng)的影響。這也驗證了在平坦的土地上使用電容耦合電場傳感技術(shù)的??有效性。??為了解釋在探測管道時Ｃ２和Ｃ３之間電位差變化的趨勢，圖２．４顯示了當四??塊銅板垂直經(jīng)過管道上方時候的五個位置（從１到５）。??ＡＣ???？???－■？－??＿?＿?斗－一地＾??＾?〇＝＞〇？＝＞〇＾〇＾〇??位置：１?２?３?４?５??圖２．４銅板與管道的五個相對位置??當管道位于位置１和位置５時，它不進入電場，此時的電路圖如圖２．５（ａ）。??在土壤介質(zhì)均勻且ｑ?￣?Ｃ４之間的距離保持相同的情況下，Ｚ，?＝?Ｚ２?＝?Ｚ３。隨??著ｑ?￣?Ｃ４四塊銅板的移動

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3537968