機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)在電力線路設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

摘 要：機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)就是一種綜合了全球定位技術(shù)、慣性測量技術(shù)以及激光掃描技術(shù)以及高精度控制技術(shù)手段的技術(shù)集合，通過主動發(fā)射激光的方式獲得目標(biāo)的三維信息。此種技術(shù)是近年來攝影以及遙感領(lǐng)域中具有革命性代表的技術(shù)手段，也是現(xiàn)階段最為先進(jìn)的一種三維航空遙感技術(shù)手段。在電力線路設(shè)計(jì)中應(yīng)用機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)具有無可比擬的優(yōu)勢，可以在根本上提升施工質(zhì)量。對此，本文主要對機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)在電力線路上設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行了簡單的探究。

關(guān)鍵詞：機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)；電力線路；設(shè)計(jì)

中圖分類號：TN958.98 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）15-0049-02

機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)可以通過發(fā)射的激光脈沖穿透樹林遮擋物，直接獲得地面中高精度的三維地形信息，可以提升工作質(zhì)量與效率。機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)在電力線路設(shè)計(jì)中，可以在深林地區(qū)中有效應(yīng)用，相對于傳統(tǒng)的技術(shù)手段來說其具有方便、簡單、容易且自動化的特征。

1 機(jī)載激光雷達(dá)的數(shù)據(jù)成果

應(yīng)用機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)技術(shù)采集信息數(shù)據(jù)，可以獲得更為豐富的數(shù)據(jù)成果，通過對點(diǎn)云數(shù)據(jù)的濾波處理控制，可以后的一些高精度的DEM以及DSM。在一些惡劣環(huán)境中可以通過機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)完成各種信息數(shù)據(jù)的測量工作，同時(shí)機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)可以突破傳統(tǒng)技術(shù)的局限性，可以獲得惡劣地區(qū)的地形圖，通過獲得的影響進(jìn)行正射糾正以及鑲嵌處理，進(jìn)而獲得較高的分辨率DOM，在利用DSM技術(shù)與其進(jìn)行融合就可以獲得真實(shí)的三維場景圖。利用點(diǎn)云數(shù)據(jù)對其進(jìn)行分類處理與運(yùn)算，就會獲得三維的樹木以及房屋等地物圖形，也可以獲得樹木等高度分布圖。

2 機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)在電力下路設(shè)計(jì)中應(yīng)用的優(yōu)勢

在我國電力建設(shè)的持續(xù)發(fā)展過程中，建設(shè)的速度也越來越高，超高壓輸電線路是現(xiàn)階段我國主干電網(wǎng)的重要構(gòu)成內(nèi)容，且在現(xiàn)階段的發(fā)展中電網(wǎng)建設(shè)呈現(xiàn)線路距離長且覆蓋范圍大的特點(diǎn)，電網(wǎng)對于安全性以及可靠性要求較為嚴(yán)格，建筑工期也逐漸縮短，線路通道在選擇過程中也相對較為困難，對此要求在進(jìn)行電力線路設(shè)計(jì)過程中必須要滿足在短期中獲得高精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，同時(shí)必須要獲得大面積的三維地表信息數(shù)據(jù)，進(jìn)而保障通道狹窄地區(qū)中地物分辨清晰有效。

而機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)在實(shí)踐中可以有效的滿足電網(wǎng)建設(shè)中對于數(shù)據(jù)信息的各項(xiàng)要求，相對于傳統(tǒng)的測量技術(shù)來說，其具有較為顯著的技術(shù)優(yōu)勢，其具體表現(xiàn)如下：

（1）機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)可以直接通過數(shù)字高程模型、數(shù)字地面模型以及數(shù)字正射影像等相關(guān)信息數(shù)據(jù)構(gòu)建形成具有高精度特的三維立體全景圖，實(shí)現(xiàn)對電路線路的快速設(shè)計(jì)，可以為線路路徑的確定、空間測量、風(fēng)景帶以及一些農(nóng)田建筑物的繞行設(shè)計(jì)，可以對開挖數(shù)量進(jìn)行系統(tǒng)的計(jì)算、計(jì)算拆遷信息等，也可以實(shí)現(xiàn)對選線區(qū)域中的拆遷數(shù)量、工程量等信息進(jìn)行精準(zhǔn)的、快速的分析，實(shí)現(xiàn)智能化的評估，進(jìn)而對其進(jìn)行科學(xué)的計(jì)算與分析，為最優(yōu)決策的制定奠定基礎(chǔ)。

（2）機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)獲得的信息數(shù)據(jù)是三維狀態(tài)的，可以在信息圖上精準(zhǔn)快速的進(jìn)行三維量測，進(jìn)而滿足在電力線路設(shè)計(jì)中對于距離的要求，可以實(shí)現(xiàn)樹高、房屋以及一些安全距離的測量分析。

（3）機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)可以獲得DEM、DSM、DOM數(shù)據(jù)，通過對選線區(qū)域截面圖的獲取就可以對其進(jìn)行三維空間的量測分析，進(jìn)而有效的減少野外實(shí)地勘察工作量，可以通過三維場景圖以及野外勘測等方式精準(zhǔn)確定選線定位，進(jìn)而提升了工作效率與質(zhì)量。

（4）成果數(shù)字化移交。通過機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)獲得信息數(shù)據(jù)可以構(gòu)建完善的三維電網(wǎng)GIS系統(tǒng)，利用三維電網(wǎng)系統(tǒng)就可以精準(zhǔn)的掌握線路走廊以及線路之間的空間關(guān)系與特征；對各種植被的基本生長參數(shù)進(jìn)行合理設(shè)置，模擬線路走廊中的植被作物的實(shí)際生長狀況，對于存在的各種風(fēng)險(xiǎn)問題進(jìn)行模擬分析，也可以對線路中的磁場干擾以及安全范圍進(jìn)行系統(tǒng)的分析，進(jìn)而保障不同電壓等級的電網(wǎng)管理的科學(xué)化，為電力線路設(shè)計(jì)等工作的開展提供有效的信息數(shù)據(jù)支持。

（5）機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)與傳統(tǒng)的攝影測量技術(shù)相對對比來說，其作業(yè)周期相對較短，因?yàn)闄C(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)在操作中無需在野外搭建塔基點(diǎn)，這樣在根本上減少了野外控制測量以及野外調(diào)繪的工作量；機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)在實(shí)踐中可以直接的獲得目標(biāo)的三維坐標(biāo)，可以在數(shù)據(jù)儲層個中對其進(jìn)行直接的三維測量，進(jìn)而在根本上豐富電路線路優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)產(chǎn)品，提升其精準(zhǔn)度；可以在根本上優(yōu)化線路路徑，精準(zhǔn)控制各項(xiàng)信息內(nèi)容，這樣就可以有效的避免房屋跨越數(shù)量，進(jìn)而為電力線路實(shí)施作業(yè)奠定基礎(chǔ)。

3 機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)在電力線路優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.1 激光測量系統(tǒng)檢校

在實(shí)踐中將機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)安裝到飛行器之上，然后對其進(jìn)行系統(tǒng)檢校處理，進(jìn)而獲得各項(xiàng)信息參數(shù)，保障信息數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度。主要就是對激光掃描儀器設(shè)備以及數(shù)碼相機(jī)的檢查以及校正，在實(shí)踐中要基于既定的技術(shù)手冊有效開展。

3.2 地面GPS設(shè)基準(zhǔn)站

機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)在應(yīng)用中，其激光飛行要在地面布設(shè)GPS基準(zhǔn)站，主要就是為了獲得航攝期間中持續(xù)獲得的觀測數(shù)據(jù)信息，在通過事后聯(lián)合差分解算機(jī)載的GPS軌跡。在操作中要保障臨近的基站之間的距離小于60km。

3.3 進(jìn)行航空攝影分型

基于機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)的激光車輛系統(tǒng)獲得的檢校參數(shù)信息，綜合工程設(shè)計(jì)的各項(xiàng)信息，確定作業(yè)飛機(jī)在飛行過程中的各項(xiàng)信息參數(shù)以及測量參數(shù)信息，選擇合適的地面采樣率，確定帶寬以及不同激光點(diǎn)間距等信息參數(shù)，在進(jìn)行航飛作業(yè)。

3.4 數(shù)據(jù)信息處理

3.4.1 構(gòu)建數(shù)字化立體作業(yè)平臺

通過激光掃描系統(tǒng)獲得數(shù)據(jù)信息，恢復(fù)測區(qū)立體模型，對線路進(jìn)行優(yōu)化處理。通過對其進(jìn)行系統(tǒng)觀察分析，構(gòu)建立體模型，將其作為選線平臺，進(jìn)而提升選線結(jié)果的精準(zhǔn)度。

3.4.2 制作DEM、DSM以及DOM

將激光點(diǎn)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行導(dǎo)入專業(yè)的軟件中，在設(shè)置合理的信息參數(shù)，對其進(jìn)行自動的分類對比，有效的區(qū)分地面、房屋以及植被等物體，對其進(jìn)行分析。在通過人工干預(yù)以及影像處理方式對其進(jìn)行精準(zhǔn)分類，獲得較為精準(zhǔn)的數(shù)字高程模型以及數(shù)字表面模型等信息內(nèi)容。通過數(shù)碼影像以及高精度的激光數(shù)據(jù)信息，對其進(jìn)行處理，就可以獲得較為精準(zhǔn)的正射影像圖。

3.4.3 平斷面圖的制作

平斷面圖是電力線路測量的重要成果。通過立體作業(yè)平臺就會獲得平面圖。在對其進(jìn)行繪制過程中，可以在DEM中自動提取中線以及邊線斷面等信息內(nèi)容。因?yàn)榧す鈷呙铚y量系統(tǒng)中采集點(diǎn)的密度相對較大，其精準(zhǔn)度也相對較高，其含有較為豐富的信息，進(jìn)而可以同時(shí)獲得DEM以及DSM兩種信息數(shù)據(jù)，且其與真實(shí)的地表更為貼近，這樣才可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的自動優(yōu)化排位。然后基于平斷面圖進(jìn)行塔基地形圖的繪制。

4 結(jié)束語

機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)在實(shí)踐中可以實(shí)現(xiàn)全天候的工作，主要通過機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)進(jìn)行主動的探測，且其不受光照等因素的影響，可以穿透植被，形成多次的回波，其獲得信息數(shù)據(jù)更為豐富；同時(shí)機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)可以探測一些細(xì)小的目標(biāo)物體，因?yàn)榧す獾牟ㄩL相對較短，可以探測到電力線等細(xì)小的目標(biāo)，進(jìn)而為工作的開展奠定基礎(chǔ)。同時(shí)機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)獲得數(shù)據(jù)的速度也相對較快，相對于傳統(tǒng)的攝影測量來說，機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)可以直接獲得目標(biāo)的三維坐標(biāo)，進(jìn)而提升了數(shù)據(jù)獲得速度與質(zhì)量，其獲得數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)的也要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他航測技術(shù)手段。

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收稿日期：2018-4-23