基于多源數(shù)據(jù)電力線路平斷面圖的快速獲取方法

溫玉維+鄭晶+王磊

摘要： 隨著測(cè)繪地理信息學(xué)科蓬勃發(fā)展，多源數(shù)據(jù)層出不窮，其柵格或矢量格式數(shù)據(jù)都呈現(xiàn)多樣化。在電力工程投標(biāo)可研階段，如何快捷地、經(jīng)濟(jì)地獲取和利用多源數(shù)據(jù)是電力設(shè)計(jì)專業(yè)最為關(guān)心的。本文結(jié)合多年電力線路勘測(cè)工作經(jīng)驗(yàn)，論述了可用于電力線路設(shè)計(jì)的多源數(shù)據(jù)及獲取電力線路平斷面圖的方法。研究結(jié)果表明，針對(duì)多源數(shù)據(jù)快速獲取電力線路平斷面圖，滿足電力線路設(shè)計(jì)人員需求，在電力線路投標(biāo)可研階段可以發(fā)揮巨大作用。

Abstract： With the development of mapping geography and information science， the multi-source data is endless， and its grid or vector format data are diversified. In the feasibility study stage of power engineering bidding， how to obtain and utilize multi-source data quickly and economically is the most concern of electric power design profession. Based on the experience of multi-year power line survey， this paper discusses the multi-source data available for power line design and the method of obtaining the plane cross section of power line. The results show that the fast access to multi-source data for power lines can meet the needs of power line designers and can play a significant role in the feasibility study of power line bidding.

關(guān)鍵詞： 多源數(shù)據(jù)；平斷面圖；電力線路；谷歌地球；數(shù)字線劃圖

Key words： multi-source data；plane cross section；power lines；Google Earth；digital line drawing

中圖分類號(hào)：P228.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）34-0202-02

0 引言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)測(cè)繪學(xué)已演變?yōu)榘ㄈ驅(qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GPS）、航天航空遙感（RS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）、網(wǎng)絡(luò)與通信等多種科技手段的一門新興綜合學(xué)科。測(cè)繪學(xué)科的發(fā)展延伸生產(chǎn)出多種數(shù)據(jù)源，具體可以用于電力線路工程前期投標(biāo)階段的多源數(shù)據(jù)主要包括，數(shù)字線劃圖（DLG）、航天飛機(jī)雷達(dá)數(shù)據(jù)（SRTM[1]）、谷歌地球（Google Earth[2]）、航空攝影影像、衛(wèi)星遙感影像[3]等。

電力線路工程投標(biāo)可研階段，時(shí)間緊湊，收集地圖資料困難，為電力設(shè)計(jì)提供平斷面圖的準(zhǔn)確性和時(shí)效性將會(huì)影響到電力線路設(shè)計(jì)的參數(shù)，進(jìn)而影響線路工程項(xiàng)目投標(biāo)商務(wù)報(bào)價(jià)、影響線路工程投標(biāo)中標(biāo)。

因此，本文為了快速獲取線路路徑平斷面圖，降低生產(chǎn)成本，最大限度達(dá)到降本增效的要求，結(jié)合相關(guān)理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)了基于多源數(shù)據(jù)快速獲取電力線路平斷面圖的多種方法。

1 常用的多源數(shù)據(jù)

根據(jù)分析調(diào)查結(jié)合實(shí)際線路工程，電力線路設(shè)計(jì)常用多源數(shù)據(jù)主要包括數(shù)字線劃圖（DLG）、谷歌地球（Google Earth）、航天飛機(jī)雷達(dá)地形測(cè)繪（SRTM）、衛(wèi)星遙感影像等數(shù)據(jù)源，目前航天飛機(jī)雷達(dá)地形測(cè)繪（SRTM）和部分衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)可以免費(fèi)獲取，其他幾種數(shù)據(jù)源也可以通過申請(qǐng)購(gòu)買等方式獲取，且成本較低，符合投標(biāo)可研階段需求。

數(shù)字線劃圖（DLG）是以點(diǎn)、線、面形式或地圖特定圖形符號(hào)形式，表達(dá)地形要素的地理信息矢量數(shù)據(jù)集。點(diǎn)要素在矢量數(shù)據(jù)中表示為一組坐標(biāo)及相應(yīng)的屬性值；線要素表示為一串坐標(biāo)組及相應(yīng)的屬性值；面要素表示為首尾點(diǎn)重合的一串坐標(biāo)組及相應(yīng)的屬性值。數(shù)字線劃圖是我國(guó)基礎(chǔ)地理信息數(shù)字成果的主要組成部分。

谷歌地球（Google Earth，GE）是一款谷歌公司開發(fā)的虛擬地球軟件，它把衛(wèi)星影像、航空影像和相關(guān)地理信息布置在一個(gè)地球的三維模型上。

SRTM（Shuttle Radar Topography Mission）即航天飛機(jī)雷達(dá)地形測(cè)繪。航天地形測(cè)繪是指以人造地球衛(wèi)星、宇宙飛船、航天飛機(jī)等航天器為工作平臺(tái)，對(duì)地球表面所進(jìn)行的遙感測(cè)量。

資源三號(hào)衛(wèi)星是我國(guó)首顆民用中高分辨率立體測(cè)繪衛(wèi)星，其搭載的前、后、正視相機(jī)可以獲取同一地區(qū)三個(gè)不同觀測(cè)角度立體像對(duì)，提供豐富的三維幾何信息，尤其是其影像價(jià)格低，獲取周期短，為國(guó)內(nèi)衛(wèi)星數(shù)據(jù)使用單位提供良好的技術(shù)支持[4]。

2 基于多源數(shù)據(jù)獲取電力線路斷面圖的方法

2.1 基于數(shù)字線劃圖（DLG）獲取電力線路斷面圖

基于VBA For AutoCAD二次開發(fā)[5]一款軟件（TLCADVBA），自動(dòng)識(shí)別等高線，依據(jù)等高線剖電力線路平斷面圖。程序操作流程主要包括：①設(shè)計(jì)線路路徑；②提取線路路徑坐標(biāo)；③線路坐標(biāo)導(dǎo)入或者拾取，軟件自動(dòng)依據(jù)圖層信息剖電力線路平斷面圖；④依據(jù)斷面圖和數(shù)字線劃圖搜索風(fēng)偏位置；⑤成果輸出到道亨軟件。

2.2 基于谷歌地球（Google Earth）二次開發(fā)獲取電力線路斷面圖

谷歌地球（Google Earth）獲取電力線路平斷面圖[6]，具體操作步驟：①在谷歌地球上設(shè)計(jì)線路路徑KML文件；②KML文件導(dǎo)入到處理軟件中，轉(zhuǎn)角坐標(biāo)高斯投影計(jì)算出直角坐標(biāo)，如有轉(zhuǎn)換參數(shù)，轉(zhuǎn)為當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)；③啟動(dòng)Google Earth，采用API接口獲取坐標(biāo)值，制作電力線路平斷面圖；④輸出到道亨軟件中。軟件界面如圖2所示。endprint

2.3 開發(fā)軟件引入多種航空數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)空三成果

當(dāng)今市場(chǎng)上主流的航測(cè)處理軟件主要有：inpho、JX4、海拉瓦、VirtuoZo、DPGrid等。不同航測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)格式相差迥異，依托軟件開發(fā)商開發(fā)接口軟件轉(zhuǎn)換上述航測(cè)系統(tǒng)空三成果為自主開發(fā)的維邁航測(cè)優(yōu)化選線系統(tǒng)。維邁航測(cè)系統(tǒng)可以使用三維立體眼鏡立體選線，選線后立體采集平斷面圖，輸出到道亨軟件中。

2.4 利用資源三號(hào)衛(wèi)星影像獲取電力線路斷面圖

資源三號(hào)衛(wèi)星是集測(cè)繪和資源調(diào)查于一體的我國(guó)第一顆民用高分辨率立體測(cè)繪衛(wèi)星，其影像的設(shè)計(jì)精度定位于滿足測(cè)制1∶50000 地理信息基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和1∶25000測(cè)繪成果的修測(cè)與更新。

利用資源三號(hào)衛(wèi)星影像獲取電力線路斷面圖主要技術(shù)流程如下：①采購(gòu)衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)；②野外布設(shè)測(cè)量外控點(diǎn)；③利用VirtuoZoSat軟件設(shè)置轉(zhuǎn)換7參數(shù)后引入衛(wèi)星遙感影像；④利用VirtuoZoSat軟件進(jìn)行空三絕對(duì)定向、解算RPC參數(shù)；⑤制作立體模型和DEM、DOM；⑥利用VirtuoELE中加載立體模型，導(dǎo)入轉(zhuǎn)角坐標(biāo)，設(shè)置線路參數(shù)后采集平斷面，輸出到道亨軟件中。

2.5 基于多源數(shù)字高程模型（DEM）獲取電力線路斷面圖

2.5.1 轉(zhuǎn)換數(shù)字高程模型

登錄相關(guān)網(wǎng)站，根據(jù)設(shè)計(jì)提供的線路經(jīng)緯度范圍，下載tif格式的SRTM數(shù)據(jù)；用Global Mapper軟件導(dǎo)入SRTM數(shù)據(jù)，輸出通用格式的數(shù)字高程模型（ASC，Arc ASCII Grid Files）；或者收集其他多種多源數(shù)字高程模型（DEM）使用Global Mapper轉(zhuǎn)換為通用格式的數(shù)字高程模型（ASC）。

2.5.2 針對(duì)通用格式的數(shù)字高程模型自主開發(fā)軟件

針對(duì)通用格式數(shù)字高程模型自主開發(fā)DEM2ORG軟件，主要操作流程：①引入數(shù)字高程模型；②引入線路轉(zhuǎn)角坐標(biāo)；③輸出到道亨格式電力線路斷面圖。

3 應(yīng)用前景

隨著測(cè)繪科技的日益進(jìn)步，各類數(shù)據(jù)源將不斷涌現(xiàn)，迅速地搜集有效數(shù)據(jù)源將會(huì)快速應(yīng)用到電力線路勘測(cè)設(shè)計(jì)中，提高工作效率和經(jīng)濟(jì)效益。針對(duì)不同的多種數(shù)據(jù)源在不同軟件中分別進(jìn)行處理，采用不同技術(shù)流程處理，快速獲取電力線路平斷面圖，滿足電力線路設(shè)計(jì)人員需求，在電力線路投標(biāo)可研階段可以發(fā)揮巨大作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]張宇，張華，歐海慶.SRTM數(shù)據(jù)在山地風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)資源評(píng)估中的應(yīng)用[J].中國(guó)電力，2015，48（3）：122-126.

[2]王棋.關(guān)于Google Earth在測(cè)量工作中的應(yīng)用[J].測(cè)繪與空間地理信息，2017（1）：113-114.

[3]費(fèi)文波，張過，唐新明，等.基于有理多項(xiàng)式模型的星載InSAR影像制作數(shù)字高程模型的研究[J].測(cè)繪學(xué)報(bào)，2014，43（1）：83-88.

[4]江峻毅，胡守超，呂東東.資源三號(hào)衛(wèi)星影像在電力工程勘測(cè)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用測(cè)試[J].測(cè)繪與空間地理信息，2015（1）：163-165.

[5]張帆.AutoCADVBA 二次開發(fā)教程[M].北京：清華大學(xué)出版社，2006.

[6]黃琪，張宗毅.基于Google軟件的農(nóng)地區(qū)高程獲取及精度評(píng)價(jià)[J].測(cè)繪通報(bào)，2015（2）：51-54.endprint