地下管網(wǎng)是現(xiàn)代化城市運(yùn)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(dān)著為城市的生產(chǎn)與發(fā)展提供基礎(chǔ)資源和能量的責(zé)任。完善、發(fā)達(dá)的地下管網(wǎng)系統(tǒng)及其安全、穩(wěn)健的運(yùn)行是現(xiàn)代化城市運(yùn)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(hù),管線資料缺失的情況較為嚴(yán)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(shí)時(shí)管線圖,且沒有快速、精準(zhǔn)的管線探測(cè)手段,所以可能無法獲得實(shí)時(shí)的地下管線分布情況,導(dǎo)致施工過程中無法有效避開管線,進(jìn)而導(dǎo)致管線被破壞,影響城市居民的正常生活與城市的健康運(yùn)行,甚至造成一系列事故發(fā)生。如何準(zhǔn)確、快速地探測(cè)地下管線并且獲得探測(cè)區(qū)域地下管線的分布情況,是一個(gè)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(cè)技術(shù)和相關(guān)成果的基礎(chǔ)上,以高效、自動(dòng)探測(cè)地下管道并繪制探測(cè)區(qū)域地下管道圖為目標(biāo),在探測(cè)地下管道這一課題中的探地雷達(dá)圖像分析、土壤中的絕緣管道探測(cè),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(cè)區(qū)域地下管道圖這三個(gè)方面展開了研究工作。首先,探地雷達(dá)作為一種非接觸式的地下介質(zhì)探測(cè)手段,由于其快速、準(zhǔn)確... 

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

【文章頁數(shù)】：116 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖２．１探地雷達(dá)Ｂ－ｓｃａｎ圖像示意圖??

?（ｂ）雙曲線模型??圖２．２探地雷達(dá)的使用與雙曲線模型??圖２．２展示了探地雷達(dá)探測(cè)管道的場(chǎng)景和雙曲線的模型，圖２．２（ａ）中黑色箭頭??指示探地雷達(dá)探測(cè)方向，紅色箭頭指示管道方向。圖２．２（ｂ）顯示了探地雷達(dá)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(shí)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(dá)位于??管道正上方時(shí)的位置和電磁波發(fā)射接收雙向行程的時(shí)間。由勾股定理可得：??＋?Ｒ）２?－（Ｘ－?Ｘ０）２?＝?（￣?＋?？）２?（２－１）??式２．１兩邊同時(shí)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(biāo)準(zhǔn)方程：??ｙ－凡??１?＾￣?＝?１?（２．３）??可得探地雷達(dá)探測(cè)管道時(shí)的圖像特征為一個(gè)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(shí)別和擬合圖中的雙曲線來獲得［２３］

?Ｚｇ??圖２．３電容親合電場(chǎng)傳感技術(shù)的電路示意圖??（：２和＜＾之間電位差的變化趨勢(shì)，為上升，下降，再次上升并再次下降，呈現(xiàn)出??“雙峰”趨勢(shì)。使用電容耦合電場(chǎng)傳感技術(shù)的探測(cè)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(dǎo)并測(cè)試了極板??與土壤之間不同距離（即極板高度）與測(cè)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(chǎng)傳感技術(shù)的測(cè)量效果不會(huì)受??到間隙效應(yīng)的影響。這也驗(yàn)證了在平坦的土地上使用電容耦合電場(chǎng)傳感技術(shù)的??有效性。??為了解釋在探測(cè)管道時(shí)Ｃ２和Ｃ３之間電位差變化的趨勢(shì)，圖２．４顯示了當(dāng)四??塊銅板垂直經(jīng)過管道上方時(shí)候的五個(gè)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(gè)相對(duì)位置??當(dāng)管道位于位置１和位置５時(shí)，它不進(jìn)入電場(chǎng)，此時(shí)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(dòng)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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