無人機(jī)低空攝影測量技術(shù)在電力線路工程中的應(yīng)用分析

胡明

廈門億力吉奧信息科技有限公司 福建 廈門 361001

引言

無人機(jī)因其自身優(yōu)勢而在電力線路中得到廣泛應(yīng)用，人工線路工程的不足得以彌補(bǔ)，促進(jìn)了線路工程質(zhì)量與效率的提升，工作人員的勞動強(qiáng)度及安全風(fēng)險都得以降低。在電力線路中對于無人機(jī)低空攝影測量技術(shù)的應(yīng)用，需要保證作業(yè)流程的規(guī)范化，確保作業(yè)方法合理，從而為電力線路的安全可靠運行提供支持。

1 運用無人機(jī)的工作原理及工作內(nèi)容

無人機(jī)可以應(yīng)用的地方非常廣泛，它常常幫助人們完成那些較為危險、工作難度較高的特殊任務(wù)，大大提高了監(jiān)測、收集資料的工作效率，也提高了數(shù)據(jù)收集的精準(zhǔn)度。將無人機(jī)應(yīng)用于環(huán)境保護(hù)工作中，首先是利用無人機(jī)進(jìn)行高空拍攝來收集原始的圖像資料。無人機(jī)拍攝的畫面一般有較高的還原度，偏差小、精確度高、時效性強(qiáng)，其拍攝的圖像資料可以作為環(huán)境保護(hù)工作開展的第一手基礎(chǔ)資料，完全能夠滿足下一步工作安排的需要。然后根據(jù)數(shù)字?jǐn)z像的測量系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。在數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的基礎(chǔ)上，完成對檢測區(qū)域的數(shù)據(jù)處理，進(jìn)一步建立數(shù)字環(huán)保平臺。通過構(gòu)建三維的立體場景，模擬出電力線路、變電站項目的運行情況，有針對性制定出相應(yīng)的環(huán)保措施。最后通過完成對影像等資料的分析工作，可以得到相應(yīng)的環(huán)境保護(hù)監(jiān)測結(jié)果和分析報告。將無人機(jī)運用于電力工程的實踐過程中時，往往是運用其提供的影像資料進(jìn)行分析，從而制訂出合理的實施方案。比如電力施工在確定施工范圍的時候，為了減少檢測過程對周圍植被的破壞，也為了落實環(huán)境保護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)，在此過程中完全可以通過無人機(jī)來獲取相應(yīng)的影像資料，通過精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)來制定合理的保護(hù)措施和實施方案[1]。

2 當(dāng)前電力線路巡視現(xiàn)狀

2.1 愈發(fā)復(fù)雜的巡視環(huán)境

如今我國的電力事業(yè)發(fā)展勢頭良好，覆蓋了我國大部分地區(qū)。然而需要注意的是，許多電力線路分布于野外，有著極為復(fù)雜的地理環(huán)境以及惡劣的氣候。比如，我國西北多為丘陵和山地，大部分電力線路都被敷設(shè)于這些地形頂部，同時大部分桿塔都被設(shè)置于無人區(qū)，這對于巡線人員而言，除了查找較為困難，還要面對各種惡劣氣候的威脅。

2.2 人工查找故障點存在困難

①大部分電力線路分布野外，其處在的地形較為復(fù)雜，同時有著較遠(yuǎn)的視距，這就需要人工借助走線或者帶電登桿塔的方式展開檢查，除了降低了查找效率，更嚴(yán)重威脅著巡線檢修人員的安全。②在以往人工巡線查找故障點的過程中，重點是借助望遠(yuǎn)鏡以及經(jīng)緯儀甚至肉眼查找故障點范圍。這種方式只有在查找有明顯故障點時有較好效果，一旦視距過遠(yuǎn)或者故障點較為模糊，以上方式便很難查找到故障點，且不能確保查找工作的精準(zhǔn)度，這對故障的及時排查與解決是極為不利的[2]。

3 無人機(jī)低空攝影測量技術(shù)在電力線路工程中的應(yīng)用

3.1 布設(shè)像控點要點

該電力線路工程區(qū)域由于存在池塘以及山地等特征點不明顯的復(fù)雜地形條件，且山地林木比較茂盛，因此在航攝測量影像中難以獲得充足的明顯特征點數(shù)量，同時也會對特征點分布的均勻性產(chǎn)生不利的影響，所以在本次攝影測量工作中采取的是先利用Google Earfh在電力線路工程的設(shè)計路基上進(jìn)行控制點分布設(shè)計的像控點布設(shè)方式，然后在平地區(qū)域采取在平坦穩(wěn)定地面噴涂十字的方式來進(jìn)行像控點的作，而在存在大量覆蓋植被的區(qū)域則采取將白色塑料固定在植被上，然后噴涂十字標(biāo)志的像控點布設(shè)方式。在通過人工外業(yè)作業(yè)進(jìn)行像控點布設(shè)的過程中，要同時配合GPS技術(shù)來提高像控點布設(shè)的精度，并確保像控點布設(shè)均勻，且其數(shù)量能夠滿足無人機(jī)低空攝像測量的實際需要。

3.2 航攝計劃編制

如果無人機(jī)航線是按照常規(guī)方法進(jìn)行敷設(shè)的，那么應(yīng)該在攝區(qū)邊界線上及其外部平行于攝區(qū)邊界線的方向敷設(shè)。同時，要充分結(jié)合飛行的航線和姿態(tài)保持等綜合因素，適時合理地增加旁向重疊率。想要利用無人機(jī)自主飛行開展電力線路精細(xì)化巡檢工作時，第一步要規(guī)劃巡檢線路的路徑。然后，應(yīng)當(dāng)將所規(guī)劃的路徑導(dǎo)入無人機(jī)機(jī)體導(dǎo)航系統(tǒng)中。

3.3 巡檢飛行作業(yè)

飛行前檢查就緒后，操作無人機(jī)升空，記錄起飛位置信息、設(shè)立應(yīng)急返航點、檢查地面站HUD姿態(tài)、位置、高度、衛(wèi)星質(zhì)量、電壓、通信鏈路、視頻錄制參數(shù)及快門操作，一切無誤后進(jìn)入飛行航線執(zhí)行巡檢任務(wù)。飛行器應(yīng)嚴(yán)格按照事先規(guī)劃的航線、高度、速度以及拍攝角度飛行，地面站檢查員根據(jù)項目內(nèi)容要求開始填寫日常巡檢記錄表，記錄逐個桿段號情況。

3.4 空三測量要點

在本次航測過程中，其各測區(qū)的實際范圍均大于電力線路兩側(cè)1km的要求。同時由于測區(qū)內(nèi)有池塘等存在，會出現(xiàn)影像落水的情況，因此轉(zhuǎn)點的匹配存在較大的困難，對空三加密提出了較高的要求。工作人員在空三加密處理前應(yīng)首先科學(xué)篩選航攝影像，之后再根據(jù)相關(guān)精度要求來完成空三加密處理。

3.5 無人機(jī)航測精度

經(jīng)檢查，該電力線路工程中應(yīng)用無人機(jī)低空攝影測量技術(shù)所獲取的影像數(shù)據(jù)的分辨率應(yīng)達(dá)到了0.1m的標(biāo)準(zhǔn)，且通過對隨機(jī)選取的20個點的野外實測結(jié)果與航攝測量坐標(biāo)值進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，其在平坦區(qū)域的高程校差在0.3m以內(nèi)，平面校差在0.2m以內(nèi)；而在山地丘陵區(qū)域的高程校差在0.5m以內(nèi)，平面校差則在0.4m以內(nèi)，其精度均達(dá)到了該電力線路工程的要求[3]。

4 結(jié)束語

無人機(jī)在電力線路中應(yīng)用廣泛。在未來引入超聲波避碰預(yù)警技術(shù)，功率更大、抗干擾性更強(qiáng)的超聲波傳感器無人機(jī)將更受歡迎。