汶川地震對數字成都震后地下管線高程轉換的影響分析

李云,尚金光,王利華,代佶懿

(成都市勘察測繪研究院,四川成都 610081)

汶川地震對數字成都震后地下管線高程轉換的影響分析

李云?,尚金光,王利華,代佶懿

(成都市勘察測繪研究院,四川成都 610081)

成都市域的測繪系統采用獨立的坐標系和高程系。而地下管線作為數字成都項目的一項基礎地理信息，需要將其高程基準統一為1985國家高程基準。由于5·12汶川地震對成都平原的高程產生了一定的影響，因而在震后地下管線高程轉換之前，應首先計算出汶川地震所引起的成都高程變化，并分析其對管線高程轉換的影響。通過震后的二等水準網復測，并聯測國家一等水準點，分析得出了地下管線高程轉換方案。

地震；數字成都；地下管線；高程轉換；影響分析

1 引 言

2011年6月,國家測繪地理信息局批復同意將成都市列為2011年數字城市地理空間框架建設試點,即在成都市構建多層次、高精度、三維的數字成都地理空間框架,形成可持續、可擴展的、開放的、覆蓋全域的地理信息公共平臺[1]。根據數字成都項目的設計要求,地下管線數據將作為一項基礎地理信息錄入到數據庫中,其高程基準統一為1985國家高程基準。受成都市規劃管理局委托,成都市勘察測繪研究院承擔了數字成都地理空間框架建設地下管線高程轉換項目,對已有的中心城區地下管線數據進行高程轉換,實現高程基準的統一,滿足數字成都項目的需求。成都市中心城區地下管線包含電力、工業、給水、排水、熱力、燃氣、通信共7類[2],總長15 229 km,全部采用成都高程系。2008年汶川地震使地震災區(包括成都地區)的測繪基準遭到破壞,成都高程系框架于2009年復測并恢復。本文通過復測震后成都高程網以及聯測國家高等級水準點,建立地下管線高程和震后地面水準復測高程的轉換關系。

2 震后成都高程網復測與聯測

2.1 水準網的布設與觀測

成都市高程系統建立于1956年。此后,成都市勘察測繪研究院分別于1994、2003、2006年對成都高程框架網進行了改擴建,目前已形成了二等水準網在成都市域的全覆蓋。此前,成都高程系水準網與1985國家高程基準高等級水準點的聯測尚未進行,要確定兩套系統之間的關系,須先在成都高程系框架的基礎上聯測國家等級水準點[3]。因此,可以將成都市高程網災后復測和聯測國家高等級水準點,作為一個水準網整體進行觀測,即由原有水準線路和新增水準線路共同組成,構成一個更大的水準網。

2.2 水準網的平差計算與精度統計

中心城區二等水準網共獲得85個閉合環,環閉合差最大為13.47 mm(限差為±20.62 mm)。將環閉合差與相應的限差的比值作為統計值,其統計結果如圖1所示。

圖1 全網閉合差與限差比值統計表

通過這85個閉合環可計算出每公里水準測量高差中數的全中誤差±0.84 mm,小于限差±2.0 mm。同理,對全網的往返測高差不符值進行統計,可計算出每公里水準測量高差中數的偶然中誤差為±0.57 mm,小于限差±1.0 mm,如圖2所示。

將聯測的10個國家一等水準點作為已知點,可獲得39條附合路線,附合差最大為13.09 mm(路線長65.82 km,限差為±32.45 mm)。通過約束平差,計算出驗后單位權中誤差為±0.95 mm。由此可見,國家水準點的震后高程值是可靠的。

圖2 往返測偶然中誤差統計表

2.3 成都高程系與1985國家高程基準的轉換值

計算△hi的平均值為最優轉換高差值:

通過對68個成都市二等水準點的震后成都高程和國家高程進行統計計算,可計算出兩套系統的高程轉換值為6.533 m。

3 地震前后成都市中心城區高程變化

將水準網中聯測國家高等級水準點的水準路線刪除,即可得到純粹的成都市高程網復測結果。為了較好地分析成都市中心城區的震后高程變化,取城中心的一點為水準網起算點,取其震前高程值為起算數據,則相當于使起算點的沉降量為0,從其余各點沉降量中減去起算點沉降量。地震后的中心城區各處的沉降量不一致,呈現自東南逐步向西北增加的趨勢(越靠近都江堰,沉降越大),其平均沉降量點大致在城中心附近,如圖3所示。

4 地下管線高程轉換

對于同一區域而言,在不考慮起算點誤差的情況下,各點的成都高程成果與1985國家高程成果之差應接近一個定值。根據前幾次的聯測結果比較,在中心城區范圍內,兩者的差值與均值的偏差最大為6.5mm。

圖3 地震前后成都中心城區高程變化示意圖

此前全部管線普查數據及震前測量的管線竣工數據均采用了震前成都高程系。考慮到成都市中心城區屬于平原地貌,市政工程地下管線埋設較淺[5],則管線點高程的變化與成都高程系在地震前后的變化是一致的,即最大值為22.4 mm,平均值為0.69 mm。

將上面兩項相加可知,轉換后的管線高程值最大可偏差2.89 cm。根據《成都市地下管線普查技術規程》的相關規定[6],地下管線點的高程測量中誤差±3 cm；取兩倍中誤差作為限差,可以確定本次管線數據的高程精度應在±6 cm以內。由此可見,轉換偏差遠小于±6 cm的管線點高程測量限差,更小于兩套高程系統的轉換值6.533m。因而,數字成都項目地下管線高程轉換可按統一的轉換值6.533 m,進行整體轉換。

5 結 語

通過復測成都市原有水準網并聯測國家高等級水準點,可計算出成都高程系與國家高程基準的轉換值,并得出成都高程地震前后的變化規律。根據二等水準網的數據計算得出的成都市中心城區沉降差異遠小于地下管線的高程精度,且遠遠小于兩套高程系統的轉換值,因此汶川地震對地下管線高程轉換的影響是可以忽略不計的。數字成都地下管線的高程轉換可采用統一轉換值的整體轉換方案。

[1] 成都市規劃管理局.數字成都地理空間框架建設項目設計書[R].2012，6.

[2] GB50026-2007.工程測量規范[S].

[3] 梁振英，董鴻聞，姬恒煉.精密水準測量的理論和實踐[M].北京：測繪出版社，2004.

[4] GB/T12897-2006.國家一、二等水準測量規范[S].

[5] CJJ61-2003.城市地下管線探測技術規程[S].

[6] 成都市地下管線普查協調小組辦公室.成都市地下管線普查技術規程[S].2012，6.

The Influnce Analysis on Pipes Underground after W enchuan Earthquake of Digital Chengdu

Li Yun,Shang Jinguang,Wang Lihua,Dai Jiyi
(Chengdu Institute of Surveying and Mapping Survey,Chengdu 610081,China)

The surveying andmapping of Chengdu is based on the lonely coordinates and heights.As a basic geomatics,the height of pipes underground is needed to transformed to 1985 national height datum.5·12Wenchuan disaster do influence Chengdu height,so it’s to calculate the height deformation with the earthquake and analyz the influence on height transformation before this work.Through the second level survey after earthquake,the pipe height transformation method is calculated.

esquake；digital Chengdu；pipe underground；influnce analysis

1672-8262(2013)06-120-03

P226+.3

B

2013—03—28

李云(1979—),女,工程師、注冊測繪師,現主要從事工程測量資料審核工作。