輸電線路路徑優(yōu)選新方法研究

魏世紅 賈建軍 姚娜

摘 ?要：現(xiàn)階段，輸電線路工程設(shè)計(jì)模式從最初的一維模式逐漸轉(zhuǎn)化為二維和三維設(shè)計(jì)模式。輸電線路的設(shè)計(jì)受到地理環(huán)境的選擇、路徑的選擇、征地拆遷、交叉跨越等內(nèi)容的影響，輸電線路工程要想獲取更多精準(zhǔn)的工程地理信息數(shù)據(jù)，需要依托多源地理信息技術(shù)提供的數(shù)據(jù)來(lái)源，以此來(lái)為多源地理信息數(shù)據(jù)在應(yīng)用過(guò)程中提供可行性和有效地支撐。

關(guān)鍵詞：多源地理信息數(shù)據(jù);輸電三維設(shè)計(jì);輸電線路

中圖分類號(hào)：TM726 ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

隨著遙感技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，衛(wèi)星遙感不僅能夠獲取更高分辨率的圖像，還能夠?yàn)檩旊娋€路提供更加立體的圖像。該文通過(guò)分析多源地理信息數(shù)據(jù)的來(lái)源，為輸電線路路徑選擇提供了更多的數(shù)據(jù)采集方法。其中衛(wèi)片、航空影像、數(shù)字地形圖為輸電線路在選擇合適的路徑時(shí)提供了理論支持，在進(jìn)行輸電線路的測(cè)量和設(shè)計(jì)時(shí)，需要保證工程地理信息系統(tǒng)的精準(zhǔn)度，促進(jìn)輸電線路的順利鋪設(shè)。

1 多源地理信息數(shù)據(jù)的來(lái)源

1.1 衛(wèi)片

衛(wèi)星遙感圖像又被稱為衛(wèi)片，即在人造衛(wèi)星上裝載可以觀測(cè)地面的遙感儀器，從而觀測(cè)出地球陸地表面上的所有信息，并獲取更多的遙感圖像。衛(wèi)片所涵蓋的范圍較廣，具有多時(shí)相性的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)其所產(chǎn)生的成本相對(duì)較低。但是其影像的分辨率和高程精度較低，因此無(wú)法在一定的時(shí)間內(nèi)快速確定目標(biāo)信息。所以，這種數(shù)據(jù)來(lái)源也只能夠滿足科研階段的設(shè)計(jì)需求。

1.2 航空影像

通過(guò)小型的無(wú)人機(jī)搭建的高清攝像頭來(lái)對(duì)地面工程現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拍攝，從而獲取更多有高價(jià)值的影像數(shù)據(jù)。在拍攝的過(guò)程中會(huì)受到飛行因素和拍攝角度的影響，使航片數(shù)據(jù)成果形成了2種不同的形式，即通過(guò)正面拍攝出來(lái)的影像和傾斜角度拍攝出來(lái)的影像。正面拍攝出來(lái)的影像與衛(wèi)片成像的原理較為相似，其分辨率較高，反映出來(lái)的工程現(xiàn)場(chǎng)信息較為清晰;而傾斜攝影則是通過(guò)在同一個(gè)平臺(tái)上搭建出多個(gè)傳感器，并從垂直和傾斜的角度對(duì)工程信息進(jìn)行采集，進(jìn)而拍攝成影像，也就是三維影響數(shù)據(jù)。其量測(cè)的精度在±20 cm左右。雖然航片具有明顯的優(yōu)勢(shì)，但是在使用過(guò)程中需要耗費(fèi)較大的資金，同時(shí)其覆蓋的面積也相對(duì)較小。

1.3 數(shù)字地形圖

通過(guò)網(wǎng)絡(luò)搜集更多與之相關(guān)的勘測(cè)記錄及其成果，并從第三方網(wǎng)站中下載相關(guān)的等高線數(shù)據(jù)。這種方法具有明顯的優(yōu)勢(shì)，即精度較高、覆蓋層面較廣等。但是由于在網(wǎng)站中下載的信息時(shí)間較為久遠(yuǎn)，并不能實(shí)時(shí)的反映出當(dāng)?shù)氐恼鎸?shí)情況。其大部分也只是在全國(guó)土體調(diào)查時(shí)所形成的數(shù)據(jù)成果，有的還會(huì)查找出第一次調(diào)查形成的數(shù)據(jù)成果。因此，這種數(shù)據(jù)的來(lái)源具有時(shí)效性，并且也只是對(duì)一些地形進(jìn)行的數(shù)據(jù)分析，缺少影像數(shù)據(jù)。

2 多源地理信息數(shù)據(jù)集成

多源地理信息數(shù)據(jù)的集成主要包括衛(wèi)片數(shù)據(jù)提供的信息、航拍影像、數(shù)字地形圖等信息的集成。所制作出的影像分辨率較高、所獲取的數(shù)據(jù)相對(duì)精準(zhǔn)。同時(shí)，通過(guò)較大的覆蓋范圍獲取周邊更多的地勢(shì)信息等。

2.1 多源地理信息數(shù)據(jù)的特征

多源地理信息數(shù)據(jù)的特征主要表現(xiàn)為：第一，衛(wèi)片最高的影像分辨率為50 cm;航拍影像的分辨率為5 cm;而數(shù)字地形圖的影響分辨率最差。第二，衛(wèi)片的高程精度為15 m～30 m;航拍的高程精準(zhǔn)度為20 cm;數(shù)字地形圖僅為5 cm。第三，衛(wèi)片地理信息數(shù)據(jù)特征的時(shí)效性最長(zhǎng)為6個(gè)月;而航拍能夠提供實(shí)時(shí)的影像;數(shù)字地形圖能夠保存幾年、幾十年的信息;第四，衛(wèi)片所產(chǎn)生的成本較低，而航拍產(chǎn)生的成本較高，數(shù)字地形圖產(chǎn)生的成本較低。

2.2 多源地理信息數(shù)據(jù)集成的原則

首先，對(duì)于輸電線路路徑重要的地段，線路走廊比較擁擠的地段;重要的交叉跨越等，應(yīng)該應(yīng)用條帶狀航空影響數(shù)據(jù);其次，平原地區(qū)一般來(lái)講其高程變化較小，其應(yīng)該采用衛(wèi)片數(shù)據(jù);最后，對(duì)于附著在地表若干年的山地或者丘陵地段，應(yīng)該采用衛(wèi)片加數(shù)字地形圖結(jié)合的方式獲取數(shù)據(jù)。

3 多源地理信息數(shù)據(jù)在輸電線路工程中的案例分析

3.1 案例分析

3.1.1 工程項(xiàng)目地理數(shù)據(jù)源的選擇

該文主要以某一地域的輸電線路工程為例，對(duì)工程線路的長(zhǎng)度和地形的進(jìn)行了詳細(xì)分析，該工程的線路長(zhǎng)度約為45 km，其地形的分類主要包括丘陵地帶為36%;平原地帶為64%;該線路跨過(guò)一條江河，其跨越段長(zhǎng)度為1.65 km。

因此，該文根據(jù)該工程的特點(diǎn)，對(duì)輸電線路分為了3個(gè)部分。并采用了不同的方式獲取地理信息數(shù)據(jù)：對(duì)于地表附著物稀疏的平原地帶，應(yīng)該應(yīng)用衛(wèi)片數(shù)據(jù)源獲取信息;對(duì)于丘陵地段的輸電線路采用衛(wèi)片和數(shù)字地理相結(jié)合的方法獲取數(shù)據(jù)源;想要獲取精準(zhǔn)的地理信息數(shù)據(jù)，應(yīng)該對(duì)選擇的不同的路徑，即對(duì)于地表附著物較為密集的平原地段和跨江地段，應(yīng)該采用航測(cè)的數(shù)據(jù)源。

3.1.2 航攝數(shù)據(jù)獲取與處理

該文將遵從高效、經(jīng)濟(jì)的原則，運(yùn)用智能航飛設(shè)計(jì)軟件，對(duì)航線進(jìn)行規(guī)劃。其一，應(yīng)該對(duì)所使用的相關(guān)儀器和設(shè)備等進(jìn)行考慮，并對(duì)要航拍的地形、地勢(shì)、航高、航向重疊度、航行協(xié)調(diào)等要素進(jìn)行統(tǒng)一的設(shè)計(jì)并確定航行的線路。其二，按照航線設(shè)計(jì)的參數(shù)和作業(yè)的規(guī)范等對(duì)線路走廊的擁擠段和交叉跨越段進(jìn)行航飛，從而生成條狀態(tài)的三維影像圖。如圖1所示。

3.1.3 多源數(shù)據(jù)集成

高程所采用的基準(zhǔn)為1985國(guó)家高程基準(zhǔn)。因此，為了能夠形成多源地理信息數(shù)據(jù)平臺(tái)，應(yīng)該將衛(wèi)片（具有高精度特征）、航拍影像圖（拍攝清晰）等多源數(shù)據(jù)進(jìn)行校正，按照CGS2000坐標(biāo)系、1985 高程基準(zhǔn)統(tǒng)一集成到三維設(shè)計(jì)平臺(tái)中，從而形成多源地理信息數(shù)據(jù)平臺(tái)。

3.2 應(yīng)用效果評(píng)價(jià)

多源地理信息數(shù)據(jù)具有分辨率高、精度高等特征。因此，在獲取不同地段數(shù)據(jù)源時(shí)，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際的需求確定，從而提升數(shù)據(jù)獲取的高效性。在運(yùn)用無(wú)人機(jī)進(jìn)行航拍的過(guò)程中，采用傾斜拍攝方法，能夠?qū)⒐こ态F(xiàn)場(chǎng)的地形和地貌等信息進(jìn)行高精度還原，并通過(guò)三維設(shè)計(jì)平臺(tái)進(jìn)行空間測(cè)量，從而提升策略的精確度。同時(shí)，還能夠?qū)€路走廊范圍內(nèi)的林木砍伐量和房屋的拆遷數(shù)量進(jìn)行有效統(tǒng)計(jì);跨江段區(qū)域中，地理信息數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度決定了對(duì)跨江段實(shí)施方案的效果。

4 結(jié)語(yǔ)

如何獲取更加精準(zhǔn)的地理信息數(shù)據(jù)，已經(jīng)成為輸電線路工程建造的主要方向，也是進(jìn)行輸電線路設(shè)計(jì)時(shí)的主要支撐點(diǎn)。因此，該文通過(guò)對(duì)多源地理信息數(shù)據(jù)特點(diǎn)和原則進(jìn)行分析，對(duì)不同區(qū)段的數(shù)據(jù)獲取方式進(jìn)行深入研究，通過(guò)采用多源集成的方式滿足輸電線路可研和初步設(shè)計(jì)要求。

參考文獻(xiàn)

[1]任雨，郭計(jì)元，劉建，等.多源地理信息數(shù)據(jù)在輸電三維設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].電力勘測(cè)設(shè)計(jì)，2019（2）：15-18.

[2]朱曉林，鄒宇，易琳，等.基于模型需求模板匹配的多源地理數(shù)據(jù)推送方法研究[J].地理與地理信息科學(xué)，2016，32（1）：24-28，111.