亞米級GPS手持機(jī)帶圖作業(yè)在農(nóng)網(wǎng)改造升級工程勘測設(shè)計中的應(yīng)用

于潤華 張運祥 賀洪錄

引言：為提高農(nóng)網(wǎng)升級改造工程勘測設(shè)計的質(zhì)量，本文提出“亞米級GPS手持機(jī)帶圖作業(yè)”方案，即將國家電網(wǎng)公司GIS平臺中10kV數(shù)據(jù)底圖和衛(wèi)星圖像導(dǎo)入GPS手持機(jī)，外業(yè)勘測實現(xiàn)GPS手持機(jī)帶圖作業(yè)；也可將手持機(jī)的測量數(shù)據(jù)導(dǎo)入GIS平臺，從而完善農(nóng)村電網(wǎng)地理信息，實現(xiàn)對農(nóng)網(wǎng)的電子化管理。

前言

農(nóng)村房屋道路錯綜復(fù)雜、樹障繁多，勘測人員置身陌生的環(huán)境，很難做到全面兼顧、精確判斷，甚至?xí)`判。此外，目前農(nóng)網(wǎng)改造升級工程的勘測設(shè)計中使用的測量方式（如皮尺、手推車等）受諸多因素制約，普遍存在最佳線路走徑方案難以確定、數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確、耗時耗力等難題。這必將嚴(yán)重影響農(nóng)網(wǎng)升級改造工程的勘測設(shè)計的質(zhì)量和效率。GPS測量技術(shù)（如RTK、CORS）精度高，在電力線路勘測中已經(jīng)獲得廣泛應(yīng)用。但在房屋道路錯綜復(fù)雜、樹障繁多的農(nóng)村地區(qū)勘測時，由于受到設(shè)備體積大、信號不穩(wěn)定等因素制約，導(dǎo)致使用效果不理想。

為提高農(nóng)村地區(qū)勘測設(shè)計的質(zhì)量，進(jìn)一步深化農(nóng)網(wǎng)改造標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)水平，在遵循“小容量，短半徑，密布點”的設(shè)計原則下，我們提出“亞米級GPS手持機(jī)帶圖作業(yè)”的勘測設(shè)計方案。新方案可以幫助設(shè)計人員迅速掌握農(nóng)村現(xiàn)狀、確定最優(yōu)線路走徑，極大提高了工作效率；根據(jù)新方案設(shè)計出的規(guī)劃圖精度高，線路走徑準(zhǔn)確直觀，對后期施工有重大指導(dǎo)作用； 此外，必要時可以把采集的數(shù)據(jù)導(dǎo)入GIS系統(tǒng)，實現(xiàn)農(nóng)村電網(wǎng)的電子化管理。

一、設(shè)備及軟件介紹

1、根據(jù)農(nóng)網(wǎng)改造升級工程的實際情況和經(jīng)濟(jì)性原則，我們選擇具備抗干擾能力極強(qiáng)、兼容性好、“三防”、電池續(xù)航時間長等能力的亞米級GPS手持機(jī)。（二）國家電網(wǎng)公司電網(wǎng)GIS地理信息服務(wù)平臺（提供10kV線路數(shù)據(jù)），MapCloud（GIS數(shù)據(jù)采集軟件），Real Map Office（配圖工具）以及AUTOCAD作圖軟件。

二、工作步驟介紹

1、制作背景底圖。將GIS系統(tǒng)提供的10kV線路底圖與本地衛(wèi)星圖像經(jīng)過矢量渲染、影響疊加、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、屬性匹配等處理后，導(dǎo)入GPS手持機(jī)。（2）實地測量。關(guān)鍵位置采點，包括：10kVT接桿位置、變壓器位置、終端桿位置、十字桿位置、分支桿位置、轉(zhuǎn)角桿位置等，使用文字備注。（3）數(shù)據(jù)傳輸。將GPS手持機(jī)中的數(shù)據(jù)上傳到電腦，經(jīng)過格式轉(zhuǎn)換后變?yōu)锳UTOCAD可以使用的DXF文件。（4）CAD制作規(guī)劃圖。（5）將經(jīng)過處理后的數(shù)據(jù)上傳到GIS平臺。

三、應(yīng)用實例

朱集鎮(zhèn)馬鐵匠村位于樂陵市東北部，交通便利，農(nóng)業(yè)、村辦企業(yè)比較發(fā)達(dá)，該村約有居民370戶，占地面積約450畝。該村的狀況具有有一定代表性，以此為例詳細(xì)介紹整個工作步驟。

第一步衛(wèi)星地圖制作。事先將GIS平臺提供的10kV線路數(shù)據(jù)與樂陵市衛(wèi)星地圖進(jìn)行配準(zhǔn)獲得背景底圖，然后導(dǎo)入GPS手持機(jī)。這一步比較復(fù)雜，對配準(zhǔn)的精準(zhǔn)度要求很高，一般由GPS廠家的專業(yè)技術(shù)人員制作。圖3.2所示為馬鐵匠村具體位置。

第二步衛(wèi)星圖分析。正如圖3.3所示，該村街道布局錯綜復(fù)雜，房屋集中在村中北部，周圍10kV線路只有村東邊的大徐農(nóng)業(yè)線一條，且原馬鐵匠支線跨河后至現(xiàn)有變壓器，目前變壓器所在位置已嚴(yán)重偏離用電負(fù)荷中心，且供電半徑過大。經(jīng)過分析后，我們將變壓器位置暫定在用電負(fù)荷集中的中部和北部，進(jìn)村高壓線只能跨河后由大徐農(nóng)業(yè)線T接。黃線代表當(dāng)前10kV大徐農(nóng)業(yè)線走徑。

第三步現(xiàn)場勘測。到現(xiàn)場后，將預(yù)定方案與熟悉該村狀況的人員溝通，重新確定了10kV馬鐵匠支線的走徑、變壓器位置（北街和南街各一臺）以及最優(yōu)線路走徑。然后使用GPS手持機(jī)對10kVT接桿、變壓器、終端桿、十字桿、分支桿等位置進(jìn)行采點，并備注。同時在測量的過程中，對我們預(yù)定的線路走徑方案進(jìn)行因地制宜的調(diào)整。在手持機(jī)上可以對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行一些處理，如用直線段連接采集的特殊點，畫出線路走徑。如圖3.4所示，藍(lán)點為大徐農(nóng)業(yè)線桿位，紅點為新測量的馬鐵匠村桿位，用綠色線連接，并標(biāo)注出變壓器和T接點位置。

第四步數(shù)據(jù)導(dǎo)出。將測量數(shù)據(jù)上傳到電腦，轉(zhuǎn)換為CAD格式，并用CAD對原始數(shù)據(jù)做一些處理，

第五步設(shè)計出規(guī)劃圖。根據(jù)“小容量、短半徑、密布點”的原則，合理分布桿位，添加變壓器、電桿、拉線、頂桿、跨河等標(biāo)識，再對一些細(xì)節(jié)經(jīng)行修正，注意檔距一般不大于50米。

第六步對數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后導(dǎo)入GIS平臺。

整個外業(yè)勘測大約用時2個小時。在馬鐵匠這種街道布局復(fù)雜、樹障嚴(yán)重的村莊，使用以往的方式測量不會有如此高的效率。在GPS手持機(jī)的輔助下，外業(yè)勘測時間大大縮短。再經(jīng)過約1個小時的內(nèi)業(yè)工作后，就可以完成馬鐵匠村準(zhǔn)確詳細(xì)的規(guī)劃圖。

四、需注意的問題及解決辦法

新方案在應(yīng)用過程中，會遇到清晰衛(wèi)星圖不易獲取、底圖難制作、GIS平臺不兼容等很多問題。我們在測量之前，請專業(yè)技術(shù)人員對底圖數(shù)據(jù)配置后導(dǎo)入GPS手持機(jī)，在使用的時候，只需調(diào)用出衛(wèi)星圖像和相應(yīng)的線路底圖數(shù)據(jù)即可。新方法的操作比較復(fù)雜，需要練習(xí)以熟練使用。

五、結(jié)語

將“亞米級GPS手持機(jī)帶圖作業(yè)”方案應(yīng)用到農(nóng)網(wǎng)改造升級工程中未有先例。通過對比可以發(fā)現(xiàn)，在房屋道路錯綜復(fù)雜的農(nóng)村，新方案的優(yōu)勢更加明顯。采用新方案，能直觀掌握農(nóng)村狀況，方便確定最優(yōu)線路走徑，提高測量精度，節(jié)省人力物力，而且對后期施工具有很大的指導(dǎo)作用，大大提高勘測設(shè)計工作的質(zhì)量和效率。此外，該方案對其他類型工程的勘測設(shè)計具有一定的指導(dǎo)作用。

參考文獻(xiàn)

[1]陳功，遙感圖像的制作及其在電力勘測設(shè)計中的應(yīng)用[J].電力勘測設(shè)計.2008（04）22-24.

[2]王漢汀，地理信息系統(tǒng)及其在電力勘測中的應(yīng)用[J].電力勘測設(shè)計.2008（04）10-12.

（作者單位：1.國網(wǎng)山東樂陵市供電公司；2.國網(wǎng)山東單縣供電公司）