基于傾斜攝影技術(shù)的智能輸電線路三維實(shí)景設(shè)計(jì)

蔡冰冰 王紳陽 呂嚴(yán)兵

摘要：傾斜攝影技術(shù)為智能輸電線路設(shè)計(jì)工作提供良好支持，主要是因?yàn)槠淇梢苑e極構(gòu)建起完善合理的三維實(shí)景模型。本文主要是從當(dāng)前智能輸電線路設(shè)計(jì)的方法分析入手，重點(diǎn)介紹了無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)在智能線路三維實(shí)景設(shè)計(jì)中的積極作用，提出了一些具體可行的模型構(gòu)建和優(yōu)化策略，闡明了這一設(shè)計(jì)手段的應(yīng)用效益，為后續(xù)設(shè)計(jì)智能輸電線路，提供良好借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：傾斜攝影技術(shù);智能輸電線路;三維實(shí)景設(shè)計(jì)

前言

智能電網(wǎng)概念的提出，有效推進(jìn)了輸電線路的優(yōu)化設(shè)計(jì)，奠定了電網(wǎng)建設(shè)工作的重要基礎(chǔ)。在實(shí)際輸送電力能源的過程中，架空輸電線路發(fā)揮著重要作用。當(dāng)前設(shè)計(jì)輸電線路的過程中，通過傾斜攝影機(jī)技術(shù)，可以積極開展三維實(shí)景設(shè)計(jì)工作，從而提升輸電線路的總體水平。

1.當(dāng)前智能輸電線路設(shè)計(jì)的方法

設(shè)計(jì)智能輸電線路，是我們電力行業(yè)運(yùn)行過程中的重要工作內(nèi)容，現(xiàn)階段具體設(shè)計(jì)工作中，主要是采用了以下兩種方法：（1）發(fā)揮數(shù)字航空攝影測量工作站的作用，構(gòu)建起專門的立體影像模型，從而良好收集各項(xiàng)數(shù)據(jù)，獲取到數(shù)字影像信息，在此基礎(chǔ)上將其輸出并轉(zhuǎn)化為輸電線路的斷面圖、平面圖，從而可以積極構(gòu)建起輸電線路優(yōu)化設(shè)計(jì)平臺，其是加以開展二維、三維交互使用的。這種方式應(yīng)用中也有不足，表現(xiàn)在對于房屋高度、樓層、材質(zhì)以及樹木等方面的準(zhǔn)確信息獲取環(huán)節(jié)難度較大，無法有效支持特高壓輸電線路工程的設(shè)計(jì)工作。（2）積極構(gòu)建起科學(xué)有效的輸電線路三維場景，其中需要充分發(fā)揮DOM（數(shù)字正射影像模型）和DEM（數(shù)字高程模型）的作用，并將其所獲取到的信息加以良好疊加。這種方式同樣無法獲取到樹木和房屋的準(zhǔn)確信息，多數(shù)用于設(shè)計(jì)人員的輔助決策工作。

2.無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)對智能線路三維實(shí)景設(shè)計(jì)的作用

相較于以上兩種測量技術(shù)，無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)表現(xiàn)出了明顯的優(yōu)勢。以往無人機(jī)航空攝影測量工作進(jìn)行中，僅僅可以使用單獨(dú)的高分辨率相機(jī)，這就導(dǎo)致其只能夠采用垂直角度加以拍攝，無法達(dá)到多角度拍攝的目的，而目前使用的無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)，則有效解決了這一問題，通過將多臺高分辨率相機(jī)、傳感器應(yīng)用在同一無人機(jī)飛行平臺上，從而可以在不同方向和角度加以拍攝，進(jìn)而將能夠獲取到地面上較為完整的、準(zhǔn)確的地理信息。

無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)可以為智能線路的設(shè)計(jì)工作提供良好支持，主要是表現(xiàn)在了其首先可以將地表三維環(huán)境加以充分全面的展現(xiàn)，有效采用計(jì)算機(jī)專業(yè)軟件，切實(shí)實(shí)施空三加密測量工作，由此，可以獲取到真實(shí)準(zhǔn)確的三維立體影像。其次，將各項(xiàng)三維立體影像進(jìn)行準(zhǔn)確的對比和匹配，將能夠逐漸生成為一定的三維實(shí)景。再者，借助于三維模型重建技術(shù)，將能夠有效生成三維模型，這類模型具有著良好的可視化和立體化，且有效量測出成果影像的多個(gè)屬性，包含角度、長度、高度、坡度、體積以及面積[1]。

3.基于傾斜攝影技術(shù)的智能輸電線路三維實(shí)景設(shè)計(jì)

3.1科學(xué)構(gòu)建智能輸電線路三維立體模型

為有效設(shè)計(jì)智能輸電線路，需要全面采集各項(xiàng)信息，構(gòu)建出完善有效的三維立體模型。我單位測繪人員充分借助于裸眼3D觀測方式，發(fā)揮稠密匹配戶技術(shù)的作用，建立起專門的TIN（不規(guī)則三角網(wǎng)），合理建模，真實(shí)準(zhǔn)確的模擬出具體場景。從三維模型位置和形態(tài)入手，合理選擇出最優(yōu)化的紋理，將紋理進(jìn)行有效調(diào)整，做好色調(diào)的拼接工作，使其保持著良好的運(yùn)行狀態(tài)，獲取到具有真實(shí)感、立體感的三維模型[2]。

3.2持續(xù)優(yōu)化設(shè)計(jì)輸電架空線路方案

3.2.1選擇出合適的三維實(shí)景

借助于無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)，積極開展輸電線路的設(shè)計(jì)工作，其中需要良好構(gòu)建出三維實(shí)景立體模型，并將其和施工現(xiàn)場實(shí)際情況加以對比，持續(xù)開展優(yōu)化工作，提升其整體的作用。在三維實(shí)景立體模型之中，可以將地表中的各項(xiàng)信息加以表示，包含坐標(biāo)、點(diǎn)之間的距離與高差、高程等信息。實(shí)際選擇合適線路的過程中，我單位設(shè)計(jì)人員針對線路沿線的各方面情況加以細(xì)致分析和研究，重點(diǎn)把握地質(zhì)信息、交通條件、路徑條件以及跨越情況，開展綜合性的地區(qū)規(guī)劃工作，將線路沿線的各項(xiàng)重要設(shè)施都考量在內(nèi)，比較并選擇出最為合適的線路設(shè)計(jì)方案[3]。

3.2.2測繪輸電線路平面和斷面

我單位測繪人員具備較高的綜合素養(yǎng)，充分利用多種航空攝影測圖設(shè)備，如SD眼鏡、手輪以及腳盤等，發(fā)揮傾斜攝影技術(shù)的優(yōu)勢和作用，針對輸電線路布置現(xiàn)場情況進(jìn)行綜合分析，全面收集真實(shí)數(shù)據(jù)，憑借耐張塔坐標(biāo)數(shù)據(jù)，將三維實(shí)景模型之中的各項(xiàng)重點(diǎn)位置信息加以整理，如危險(xiǎn)點(diǎn)、左右邊線、線路中線以及風(fēng)偏點(diǎn)，有效總結(jié)這些高程數(shù)據(jù)和坐標(biāo)數(shù)據(jù)，減輕了測量環(huán)節(jié)的工作量，避免了過度砍伐樹木的情況[4]。準(zhǔn)確測繪出輸電線路的短面和平面信息，將能夠準(zhǔn)確支持線路的總體設(shè)計(jì)工作。而在充分掌握個(gè)性精細(xì)化平面和斷面數(shù)據(jù)信息的基礎(chǔ)上，可以準(zhǔn)確判斷出輸電線路沿線的高差和微地形情況，明確線路中心到附近建筑物的距離以及地表數(shù)據(jù)，良好融合線路中心的各項(xiàng)信息，包含公路、高壓線、河流以及鐵路等，為科學(xué)選擇到合適的塔桿布設(shè)方案提供前提支持[5]。

4.傾斜攝影技術(shù)給輸電線路三維實(shí)景設(shè)計(jì)帶來的效益分析

在傾斜攝影技術(shù)的支持下，構(gòu)建起智能線路的三維實(shí)景立體模型平臺，將以往測量過程中存在著的信息不準(zhǔn)確的情況加以有效改善，保障整體的作業(yè)成果，推進(jìn)選線和測量工作保持著良好的一致性，提升選線設(shè)計(jì)模式的總體應(yīng)用效果。同時(shí)三維實(shí)景設(shè)計(jì)為智能輸電線路工程設(shè)計(jì)和施工提供了良好條件，可以選擇到最佳的線路方案，科學(xué)縮短路徑長度，并針對桿塔的實(shí)際排位加以優(yōu)化和改善，減少桿塔使用數(shù)量，從而有效降低工程投入成本。經(jīng)過傾斜攝影技術(shù)獲取到的各項(xiàng)地表信息，可以為后續(xù)開展智能電網(wǎng)改造升級工作，智能輸電線路鋪設(shè)擴(kuò)展工作提供信息支持，同時(shí)智能電網(wǎng)輸電線路三維實(shí)景還能夠服務(wù)于后續(xù)的運(yùn)行維護(hù)工作[6]。

5.結(jié)束語

基于傾斜攝影技術(shù)，開展智能輸電線路三維實(shí)景設(shè)計(jì)工作，需要積極結(jié)合線路的實(shí)際情況，構(gòu)建起現(xiàn)代化的三維實(shí)景模型，將其智能輸電線路進(jìn)行有效聯(lián)合，獲取到充分的地表信息，優(yōu)化線路設(shè)計(jì)效果。

參考文獻(xiàn)：

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[3]王田芳 ，丁志廣，饒帥雄，等. 一種電塔線模型融入傾斜攝影實(shí)景三維的方法[J]. 測繪科學(xué)， 2018， 43（11）：152-156.

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[6]胡智峰. 基于傾斜攝影測量技術(shù)的資源調(diào)查技術(shù)研究[J]. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)， 2018（1）：00102-00103.