采用常规地面探测方式探测地下输油管道工作量大，需要花费大量人力、财力和时间等。具有较高温度的石油在地下管道运行时不断向周围扩散热量，可在地表形成温度明显高于背景温度的热扩散异常带，根据这一原理，采用红外热成像法探测地下输油管道，实现其位置的定位;随着低空无人机遥感技术的发展，将无人机和热红外遥感技术结合，通过数据后处理和影像解译，实现快速较大面积的输油管道探测。选择天津市大港油田某一区域作为试验区，制定完整的技术流程，共发现地下输油管道134条，补充完善了已有管线资料，具有良好的应用效果。

　　热红外遥感是通过热红外探测器收集、记录地物辐射出来的人眼看不到的热红外辐射信息，并利用这种热红外信息来识别地物和反演地表参数(如温度、发射率、湿度、热惯量等)。在地下管道运行的石油具有较高的温度并不断向周围扩散热量，可在地表形成温度明显高于背景温度的热扩散异常带。热红外遥感通过感受这些温度异常可以推测地下输油管道的分布状态。早在1989年，航空热红外遥感分别针对华北油田、辽河油田的地下输油管道进行调查，取得一定的试验成果，并从成像季节、成像时间、飞行高度和温度范围选择等方面对最佳成像条件的选择给出了可行性建议。在1989年研究利用航空远红外遥感探测地下热管道的成像机理，并对影响地下热管道远红外成像的主要条件做了细致的讲述。文献[7]用红外热成像法探测埋地输油管道,通过图像处理实现管道的自动识别和定位,在此基础完成红外管道探测仪的硬件和软件的设计实现。

　　近年来，随着低空无人机遥感技术的发展，热红外成像仪体积的缩小和温度灵敏度的提高，能否用无人机搭载热红外成像仪探测地下输油管道成为本文关注的一个重点。为验证其可行性，本研究采取如图1所示的工作流程，首先进行地面试验，到现场进行实地踏勘，选取不同时间段进行热红外成像结果分析;然后进行空中试验，选取合适时间飞行，飞机同时搭载可见光和热红外成像仪，对可行性和存在的问题进行分析;鉴于已有基础，选取试验区并收集已有管线资料，设计合理的飞行方案以获取热红外遥感数据并进行数据的后处理，最后进行管道的判别及验证工作，形成完整的技术流程，完成试生产工作。

　　大港油田位于天津市滨海新区内[10]，20世纪60年代初投入生产，发展速度较快，地下输油管道交织成网。其地表覆盖以裸露的土地和杂草地为主，并覆盖有田地、沼泽地、干沟、水沟、河流、水库、公路等，背景较为复杂。在大港油田的实地踏勘中了解到输油管道的有关信息如下：(1)管道直径大多约为15～20 cm;(2)管道埋深在80～100 cm;(3)正在输油的管道表面温度在35℃左右。

　　鉴于无人机的飞行成本及安全性[10]，空中试验之前于2012年3月14日下午选取大港油田油井较为密集的区域进事先进行一次地面试验，选取4个时间段，分别为下午17：00、晚上21：00、凌晨5：00、上午7：00。在选取的4个时间段中，地下输油管道在热红外遥感成像中均有所反映，无明显差异。此次试验结果拓宽了后续的无人机飞行时间段，保证了无人机飞行的安全性。

　　为探索低空热红外遥感探测地下输油管道的可行性，同时为保证无人机飞行的安全性，首先进行地面试验，选取不同时间段进行成像对比分析，在冬季上午7:00左右仍能清晰探测到地下输油管道，拓宽了无人机飞行的时间段;然后进行空中试验，同时搭载可见光相机和热红外成像仪，此次试验初步验证了利用无人机搭载热红外成像仪探测地下输油管道是可行的;针对空中试验存在的问题，进一步对可行性进行分析，完成了试生产工作，包括完整的航线设计、数据获取及数据处理、管道的判别、与试验区已有管线资料的对比验证和野外验证。通过对热红外遥感影像的解译，对照可见光影像，共发现134条输油管道，补充完善了已有管线资料。

　　北京光博会认为在实际工程应用中，可以结合低空热红外遥感和常规地面探测方式，利用前者的相对宏观探测对后续的探测起到一定的指导作用，避免了盲目的地面探测，节省一定的劳动力和时间。

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　　文章来源：测绘科学

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