魏宇

西南管道贵阳输油气分公司

摘要：针对山区管道地质灾害频发的现状，紧密结合地灾防治工作实际需要，研发管道沿线地质灾害管理信息系统，通过数据整合、在线更新、可视化展示及智能分析决策等实现管道沿线地质灾害的全周期管理，并为管道数字化孪生体建设奠定基础。

关键词：山区管道；地质灾害；管理信息系统；数据收集；可视化

西南管道贵阳输油气分公司在总结提炼管道地质灾害管理经验的基础上，研发山区管道地质灾害管理信息系统，以在线遥感影像和服务为基础，通过应用坐标算法转换实现GIS空间数据（管道路由、站场阀室、风险区及地质灾害点等）及常规数据的脱密可视化展示，并提供常规的地图操作功能，能够灵活浏览及更新地质灾害及防治相关数据。同时，通过多方数据整合，实现智能统计分析，后期可结合管道数字孪生体建设，实现管道地质灾害防控的智能分析决策。

1  必要性

1.1  特殊的地质条件

贵阳输油气分公司所处贵州境内山脉众多，重峦叠嶂，绵延纵横，山高谷深[1]。运营管道沿线地形起伏大，所辖管道90%以上在山区，管道最大相对高差约1100 m，最大坡度达到79.8°，地质环境异常复杂。同时，贵州属于亚热带高原季风气候，常年雨量充沛，具有降水集中、强度大、降水时间分布不均匀、局部小气候明显的特征，汛期暴雨、大暴雨等极端天气多发，滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷[2]、水毁等地质灾害时有发生，地质灾害防控压力巨大。

1.2  迫切的管理需求

长输油气管道可靠性设计、风险分析及安全评估大多应用概率论与数理统计方法来分析判断事故发生的可能性[3]，需要大量的数据及样本分析。公司每年投入大量资金及人力用于汛前地质灾害专业排查、地质专家驻站、日常排查、地质灾害监测、工程治理、汛后地质风险点复核、水工项目效果评估、汛后排查等项工作，形成的信息数据往往分散保存，存储方式落后，存在更新不及时、展示不直观、统计不方便等问题，影响深入分析研究。

2  管理目标

以综合应用为导向，以动态更新为支撑，实现管道沿线地质灾害及防治相关数据的深度共享与应用服务，实现未来新增业务系统的构建和接入，规范生产业务、提升管道沿线数据价值、节约管理成本。现阶段重点是充分收集、整合现有地质灾害及防治相关数据，结合地理学、测绘遥感学、空间科学、通信科学等实现可视化展示，并运用计算机科学、管理学，实现定制化智能统计和分析。

2.1  数据收集及更新

收集基础信息数据包括：点状分布的地质灾害及其类型、分布、风险等级、危害程度等基本信息，段状划分的地质灾害风险段、地质灾害易发区，段状分布的特殊敷设段。补充高后果区、焊缝排查、管段附属设施等基础数据。

后续更新数据包括：新增地灾点、地灾点变化情况及工程治理情况、地灾点销项等。驻站地质专家可作为技术支持，负责指导并审核相关数据更新及上传。

2.2  可视化展示

以在线地图和影像服务为基础，通过应用坐标算法转换实现GIS空间数据及常规数据的脱密可视化展示，并提供常规的地图操作功能。利用图层控制及多样的图例实现地灾点、风险段、易发区、典型地质段、高后果区、隧道河流、站场阀室等数据在影像图、市政图、地形图多种底图上的综合展示及查询。通过无人机航拍实现单一地灾点的全景展示，清晰掌握地地质灾害的发育、规模、周边依托、道路交通情况等。

2.3  智能分析和决策

以地理、地质数据为基础，结合管道本体和高后果区数据，实现空间查询和分析，以及快速、准确进行空间定位和叠加分析。根据实时更新的隐患信息，辅助地质灾害风险预判，指导地质灾害防治决策。后期可根据不断完善的标准化数据，进行大数据分析、处理，实现管道地质灾害智能风险评价与应急处置方案相匹配等功能。

3  功能展示

3.1  二维地图漫游

在二维遥感影像地图（图 1）、地形图（图 2）、交通位置图等视图背景下对数据进行查询和分析，同时可支持地质灾害数据、高后果区数据或在线监测数据等接入其他系统。实现包括管道沿线高清影像地图显示、地图缩放、漫游等常用功能，可以对地图窗口进行动态无级缩放，对数据进行分类、分组展示。

图 1 遥感影像视图背景界面

图 2 地形图视图背景界面

3.2  数据上传查询

提供数据上传下载标准模板，完成数据入库和发布、浏览查看、数据下载等功能，实现数据精准及时更新，保证管线相关空间数据和属性数据的时效性。涵盖灾害点、风险分段、易发分区、测试桩、站场阀室、隧道、河流穿越、销号点、特殊敷设段、高后果区等图层。设置不同图例，可以在影像图、市政图、地形图三种底图上综合显示和查询（图 3）。通过点击任一数据元素，可显示该数据相关信息，如点击地灾点则会显示其编号、管道名称、里程桩号、管理站场、地理位置、治理规划分期、灾害类型、经纬度、巡线工姓名、巡检重点、灾害点描述、现场图片、风险等级等内容。

图 3 数据综合查询及展示界面

3.3  全景展示

单一地质灾害点的全景展示可清晰明了该地灾点的类型、规模、周边依托、道路交通情况等，涵盖管道走向、地灾范围、细节标注。通过点击全景图中的道路开裂、道路垮塌、房屋裂缝等细节标注，可查看具体的细节信息和现场照片（图 4）。

图 4 全景影像展示界面

3.4  数据更新

日常排查、地质灾害监测、工程治理、汛后地质风险点复核、水工项目效果评估、汛后排查工作所获得的地灾点变化可通过此功能导入，实现地灾点数据更新及销项。涵盖基本信息、灾害特征描述、危害方式及程度、风险消减措施、现场调查照片等数据的更新（图 5）。

图 5 数据更新界面

3.5  统计分析

现阶段可对地质灾害入库数据进行智能统计分析，涵盖地灾类型、风险等级、特殊敷设段、销号点、易发分区、巡检更新等统计分析（图 6）。

图 6 数据统计分析界面

4  结论

山区管道地质灾害管理信息系统自投入运行以来，在数据上传、查询、展示、更新、统计分析等多个运用场景取得了显著效果，有效提升了管道地质灾害管理水平。该系统目前仍然有不断优化完善的空间，可进一步将水工治理、应急响应、焊口排查等基础数据录入，以此加强对管道地质灾害的综合分析和管理，同时与目前已投用的地灾监测系统、高后果区视频监控系统、气象预警系统、声光预警系统等进行联动，数据共享，实现管道地质灾害智能风险评价与应急处置方案相匹配等功能，最终实现管道沿线地质灾害的全周期管理。

参考文献：

[1]贵州省水利厅水土保持监测站.做好水土保持，促进贵州生态文明建设[J].人民珠江，2016，037(003)：99-100.

[2]杨森林，陈革平，裴永炜.贵州地质灾害发育分区[J]. 贵州地质，2011， 28(2)：5.

[3]张艳梅，黄锋，钟静，等.贵州主汛期极端降水事件及其环流特征分析[C].中国气象学会年会.2010.

作者简介：魏宇，1993年生，工学硕士，助理工程师，主要从事管道地质灾害防治相关工作。联系方式：13385116592，weiyu@pipechina.com.cn。