采用常規(guī)地面探測(cè)方式探測(cè)地下輸油管道工作量大，需要花費(fèi)大量人力、財(cái)力和時(shí)間等。具有較高溫度的石油在地下管道運(yùn)行時(shí)不斷向周圍擴(kuò)散熱量，可在地表形成溫度明顯高于背景溫度的熱擴(kuò)散異常帶，根據(jù)這一原理，采用紅外熱成像法探測(cè)地下輸油管道，實(shí)現(xiàn)其位置的定位;隨著低空無人機(jī)遙感技術(shù)的發(fā)展，將無人機(jī)和熱紅外遙感技術(shù)結(jié)合，通過數(shù)據(jù)后處理和影像解譯，實(shí)現(xiàn)快速較大面積的輸油管道探測(cè)。選擇天津市大港油田某一區(qū)域作為試驗(yàn)區(qū)，制定完整的技術(shù)流程，共發(fā)現(xiàn)地下輸油管道134條，補(bǔ)充完善了已有管線資料，具有良好的應(yīng)用效果。

　　熱紅外遙感是通過熱紅外探測(cè)器收集、記錄地物輻射出來的人眼看不到的熱紅外輻射信息，并利用這種熱紅外信息來識(shí)別地物和反演地表參數(shù)(如溫度、發(fā)射率、濕度、熱慣量等)。在地下管道運(yùn)行的石油具有較高的溫度并不斷向周圍擴(kuò)散熱量，可在地表形成溫度明顯高于背景溫度的熱擴(kuò)散異常帶。熱紅外遙感通過感受這些溫度異?？梢酝茰y(cè)地下輸油管道的分布狀態(tài)。早在1989年，航空熱紅外遙感分別針對(duì)華北油田、遼河油田的地下輸油管道進(jìn)行調(diào)查，取得一定的試驗(yàn)成果，并從成像季節(jié)、成像時(shí)間、飛行高度和溫度范圍選擇等方面對(duì)最佳成像條件的選擇給出了可行性建議。在1989年研究利用航空遠(yuǎn)紅外遙感探測(cè)地下熱管道的成像機(jī)理，并對(duì)影響地下熱管道遠(yuǎn)紅外成像的主要條件做了細(xì)致的講述。文獻(xiàn)[7]用紅外熱成像法探測(cè)埋地輸油管道,通過圖像處理實(shí)現(xiàn)管道的自動(dòng)識(shí)別和定位,在此基礎(chǔ)完成紅外管道探測(cè)儀的硬件和軟件的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。

　　近年來，隨著低空無人機(jī)遙感技術(shù)的發(fā)展，熱紅外成像儀體積的縮小和溫度靈敏度的提高，能否用無人機(jī)搭載熱紅外成像儀探測(cè)地下輸油管道成為本文關(guān)注的一個(gè)重點(diǎn)。為驗(yàn)證其可行性，本研究采取如圖1所示的工作流程，首先進(jìn)行地面試驗(yàn)，到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地踏勘，選取不同時(shí)間段進(jìn)行熱紅外成像結(jié)果分析;然后進(jìn)行空中試驗(yàn)，選取合適時(shí)間飛行，飛機(jī)同時(shí)搭載可見光和熱紅外成像儀，對(duì)可行性和存在的問題進(jìn)行分析;鑒于已有基礎(chǔ)，選取試驗(yàn)區(qū)并收集已有管線資料，設(shè)計(jì)合理的飛行方案以獲取熱紅外遙感數(shù)據(jù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)的后處理，最后進(jìn)行管道的判別及驗(yàn)證工作，形成完整的技術(shù)流程，完成試生產(chǎn)工作。

　　大港油田位于天津市濱海新區(qū)內(nèi)[10]，20世紀(jì)60年代初投入生產(chǎn)，發(fā)展速度較快，地下輸油管道交織成網(wǎng)。其地表覆蓋以裸露的土地和雜草地為主，并覆蓋有田地、沼澤地、干溝、水溝、河流、水庫(kù)、公路等，背景較為復(fù)雜。在大港油田的實(shí)地踏勘中了解到輸油管道的有關(guān)信息如下：(1)管道直徑大多約為15～20 cm;(2)管道埋深在80～100 cm;(3)正在輸油的管道表面溫度在35℃左右。

　　鑒于無人機(jī)的飛行成本及安全性[10]，空中試驗(yàn)之前于2012年3月14日下午選取大港油田油井較為密集的區(qū)域進(jìn)事先進(jìn)行一次地面試驗(yàn)，選取4個(gè)時(shí)間段，分別為下午17：00、晚上21：00、凌晨5：00、上午7：00。在選取的4個(gè)時(shí)間段中，地下輸油管道在熱紅外遙感成像中均有所反映，無明顯差異。此次試驗(yàn)結(jié)果拓寬了后續(xù)的無人機(jī)飛行時(shí)間段，保證了無人機(jī)飛行的安全性。

　　為探索低空熱紅外遙感探測(cè)地下輸油管道的可行性，同時(shí)為保證無人機(jī)飛行的安全性，首先進(jìn)行地面試驗(yàn)，選取不同時(shí)間段進(jìn)行成像對(duì)比分析，在冬季上午7:00左右仍能清晰探測(cè)到地下輸油管道，拓寬了無人機(jī)飛行的時(shí)間段;然后進(jìn)行空中試驗(yàn)，同時(shí)搭載可見光相機(jī)和熱紅外成像儀，此次試驗(yàn)初步驗(yàn)證了利用無人機(jī)搭載熱紅外成像儀探測(cè)地下輸油管道是可行的;針對(duì)空中試驗(yàn)存在的問題，進(jìn)一步對(duì)可行性進(jìn)行分析，完成了試生產(chǎn)工作，包括完整的航線設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)獲取及數(shù)據(jù)處理、管道的判別、與試驗(yàn)區(qū)已有管線資料的對(duì)比驗(yàn)證和野外驗(yàn)證。通過對(duì)熱紅外遙感影像的解譯，對(duì)照可見光影像，共發(fā)現(xiàn)134條輸油管道，補(bǔ)充完善了已有管線資料。

　　北京光博會(huì)認(rèn)為在實(shí)際工程應(yīng)用中，可以結(jié)合低空熱紅外遙感和常規(guī)地面探測(cè)方式，利用前者的相對(duì)宏觀探測(cè)對(duì)后續(xù)的探測(cè)起到一定的指導(dǎo)作用，避免了盲目的地面探測(cè)，節(jié)省一定的勞動(dòng)力和時(shí)間。

　　如果你對(duì)此感興趣，那你一定要來我們北京光博會(huì)，在這里有最新的新聞資訊，科研成果，還有最專業(yè)的行業(yè)人員。展會(huì)匯聚國(guó)內(nèi)外領(lǐng)先光電廠商，集中展示紅外微光及相關(guān)行業(yè)應(yīng)用的最新產(chǎn)品與技術(shù)，促進(jìn)貿(mào)易合作、市場(chǎng)開發(fā)，引領(lǐng)行業(yè)趨勢(shì)，加強(qiáng)生產(chǎn)、研發(fā)、銷售互動(dòng)，洞悉國(guó)內(nèi)外紅外市場(chǎng)未來發(fā)展新風(fēng)向，以發(fā)展的眼光挖掘未來紅外微光市場(chǎng)的新需求，為參展企業(yè)和參會(huì)客商提供了一個(gè)技術(shù)交流、產(chǎn)品展示和貿(mào)易洽談的最佳平臺(tái)。同期將召開“紅外微光光電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展與合作論壇”“軍民融合對(duì)接會(huì)”等多場(chǎng)技術(shù)論壇及活動(dòng)，邀請(qǐng)國(guó)內(nèi)外專家與參會(huì)代表前來互動(dòng)交流，探討行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，分享各自取得的經(jīng)驗(yàn)成果，屆時(shí)，熱忱歡迎國(guó)內(nèi)外的紅外企業(yè)及其相關(guān)行業(yè)人士前來參觀與交流。

　　本屆光博會(huì)參展/參觀登記已全面上線，歡迎登陸展會(huì)官網(wǎng)或官方微信預(yù)約登記。

　　聯(lián)系方式

　　光電子● 中國(guó)博覽會(huì)組委會(huì)

　　服務(wù)熱線：022-58168878、010-83739883

　　展會(huì)網(wǎng)址：http://01088889999.cn/

　　宣傳合作：許曉潔010-83739885

　　聯(lián)系郵箱：zhanjiahe@csoe.org.cn

　　更多展會(huì)資訊，請(qǐng)關(guān)注光電子博覽會(huì)微信公眾號(hào)，掃描下方二維碼免費(fèi)閱讀。

　　文章來源：測(cè)繪科學(xué)

　　圖片來自網(wǎng)絡(luò)