輸電線路小范圍運行環(huán)境探測技術(shù)研究及應(yīng)用

田立 徐全利 答朝軍

摘要：在輸電線路小范圍內(nèi)，運用環(huán)境探測技術(shù)能夠?qū)旊娋€路的整體運行情況進行實時的監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)問題可以第一時間內(nèi)被發(fā)現(xiàn)并解決，從而有效的保障了整個輸電線路內(nèi)的運行質(zhì)量和可靠性。本文將對無人機及圖像合成技術(shù)作為重要的分析內(nèi)容，對輸電線路小范圍運行環(huán)境探測技術(shù)進行探討，以供業(yè)界人士參考。

關(guān)鍵詞：輸電線路;小范圍運行環(huán)境;探測技術(shù);無人機;拍攝;山體滑坡;塔風災(zāi)害

為了充分的保障輸電線路的運行可靠性和安全性，必須要及時的獲取輸電線路周邊的運行環(huán)境相關(guān)信息，準確地描述出輸電線路實時的運行狀態(tài)。本文主要就無人機及圖像合成技術(shù)為重點研究內(nèi)容，對輸電線路周圍可能存在的各類安全隱患以及地形地貌導(dǎo)致的干擾因素進行分析，以此為基礎(chǔ)提出建立一套高效的三維地理信息圖來為后續(xù)的線路運營、維護、搶修及隱患排查等工作提供有效的技術(shù)支持。先進技術(shù)的應(yīng)用能夠充分的滿足輸電線路運維工作的各類需求，一旦發(fā)現(xiàn)故障可以在第一時間內(nèi)進行反應(yīng)和治理，從而確保我國電力行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

一、無人機拍攝技術(shù)的分析

1、拍攝成果分析評價

對無人機拍攝質(zhì)量進行分析研究，可以及時的發(fā)現(xiàn)探測技術(shù)中可能存在的問題并加以解決?，F(xiàn)有的拍攝模式在實際情況中面對情況的變化而出現(xiàn)各種不足可能會遇到各種拍攝能力不足問題，所以必須對現(xiàn)有的拍攝模式進行適當?shù)耐晟坪蛢?yōu)化，從而才能確保得到良好的小范圍環(huán)境探測結(jié)果。目前無人機拍攝技術(shù)中，主要存在的問題有傾角過大、基線短、像幅小等，將對無人機的拍攝影像質(zhì)量造成極大的影響，針對這些問題需要采取更為有針對性的解決措施，比如，運用有效重疊技術(shù)、航高差技術(shù)或者是航線彎曲度技術(shù)等都能夠達到良好的無人機拍攝效果。

2、拍攝成果整合利用

對無人機的拍攝成果必須要進行整合，才能夠?qū)崿F(xiàn)充分的利用。而為了實現(xiàn)預(yù)期的整合效果，最為重要的是需要做好空中抓拍圖像的拼接與整合處理工作，從而實現(xiàn)對于飛行區(qū)域的地形、地貌真實有效的圖像反映，使輸電線路小范圍運行環(huán)境探測得到更為準確的結(jié)果。目前主要采用的整合方法是基于特征點的拼接方法來進行成果的整合，利用該方法需要將各個圖像的重疊度按照一定的邏輯進行計算，從而得出相片的拼接順序，良好的邏輯算法可以有效地提高相片的拼接效率。在進行特征點匹配的過程中，通過查找具有一定重疊度的照片來進行同名點的尋找，能夠保證重疊度的合理性。尋求同名點的方法可以有很多種，但是無人機在拍攝時往往會受到大氣氣流的干擾，經(jīng)常會出現(xiàn)拍攝圖像不穩(wěn)的問題，將會直接影響到照片的拍攝效果，從而使重疊度的查找工作遇到一些難度。另外，傳統(tǒng)的匹配模式由于有著較大的隨意性會引來諸多的誤差，有時甚至?xí)霈F(xiàn)完全無法匹配的情況。為了有效的解決這些問題，在對無人機拍攝成果進行整合時，我們可以適用SIFT匹配方法，進行一定程度的匹配后，在進行重疊度的采樣，能夠充分的保證圖像的整合度。

二、山體滑坡干擾探測分析

為了更好的體現(xiàn)輸電線路小范圍運行環(huán)境探測技術(shù)的應(yīng)用成果，本文將以某山坡的山體滑坡情況進行探測分析。該山坡上經(jīng)過連續(xù)降雨之后，出現(xiàn)了滑坡災(zāi)害，為了及時獲取滑坡現(xiàn)場的資料，對現(xiàn)場進行了拍攝，拍攝結(jié)果經(jīng)過充分的分析和探討，為運輸線路的使用提供了有力的幫助。

1、充分的前期準備工作

在運用環(huán)境探測技術(shù)之前，需要對無人機拍攝圖像的原則進行充分的了解。將拍攝的有效圖形范圍加以控制，一般情況下應(yīng)該將旁向重疊度及相片的航向控制在50%至80%之間;誤差控制在5%以內(nèi);旋偏角控制在8°以內(nèi);影像的地面分辨率需要與成圖的比例尺一致;對于影像的色彩飽和度、光暈和暗影等情況也要加以重視。不僅如此，在進行前期準備工作時，需要將單張影像陰影面積控制在總面積的30%以下，這樣才能夠充分保障后期的整合效果。

2、拍攝的探測成果整合

拍攝的探測成果整合主要是運用影像匹配技術(shù)識別每一張圖片的同名定向點，之后將每個原始圖像進行坐標文件生成，從而更方便于觀測和使用。在進行拍攝成果整合時，需要以第一張圖片的坐標系作為基準點，然后再對其他相片進行坐標處理，將有效的提高整合效率，也能保障整合效果。具體而言在進行整合操作時，需要注意以下幾方面的問題：其一，需要利用光束法來進行單航帶自由網(wǎng)平差，從而得出單航帶定向點文件;其次，進行下調(diào)航帶的絕對定向處理，在同一的坐標系中對所有的影像圖片進行統(tǒng)一的規(guī)劃處理;其三，最后一步進行航帶的自由網(wǎng)平差計算時，需要對下條航帶控制點進行充分的選擇，同時利用多視角圖像匹配技術(shù)，最終生成同名像點的三維坐標。

3、可生成數(shù)字高程模型

需要對無人機拍攝的有效進行充分的收集和處理，再通過DEM方法生成最終的數(shù)據(jù)高程模型，以此將獲得最為優(yōu)秀的測繪結(jié)果。借助于相關(guān)先進的軟件工具能夠?qū)崿F(xiàn)對山體滑坡區(qū)域的準確測繪，為現(xiàn)場開展援救工作也能夠提供良好的。數(shù)據(jù)支持。不僅如此，無人機航測的技術(shù)能夠有效的滿足現(xiàn)場的山體滑坡區(qū)域值與測繪值誤差限制，這也意味著輸電線路小范圍運行環(huán)境勘測技術(shù)可以在輸電線路運行環(huán)境監(jiān)測中得到充分的利用，而且監(jiān)測成績十分顯著。

三、塔風災(zāi)害災(zāi)后探測分析

為進一步加強輸電線路小范圍運行環(huán)境探測技術(shù)的研究，本文將再舉一案例進行分析。該案例為塔風災(zāi)害災(zāi)后的探測，某區(qū)域遭遇了龍卷風侵襲，導(dǎo)致了倒塔情況的出現(xiàn)。新建塔桿的位置在施工建設(shè)時由于會對周邊生態(tài)環(huán)境造成的影響，所以必須要進行所在地形的精準測繪工作。首先，利用無人機技術(shù)在現(xiàn)場進行20分鐘的航拍，之后運用專業(yè)的建模軟件技術(shù)對所獲得的拍攝圖像進行分析和處理，最終生成數(shù)字高程模型。該高程模型會為后續(xù)的施工建設(shè)以及未來的電力運營管理提供有力的數(shù)據(jù)支持。此外，通過該高程模型也能夠準確的確定出新建的塔桿的坐標，從而滿足輸電線路運行工作中對于塔桿位置的確定要求。如果考慮到相關(guān)水利法規(guī)對于河堤穩(wěn)定或環(huán)境的規(guī)定，高程模型也能夠為后續(xù)的工程建設(shè)提供有力的數(shù)據(jù)保護，幫助工程的施工建設(shè)能夠充分的滿足各項法律法規(guī)。值得關(guān)注的是，在對固定區(qū)域進行確定的過程中，采用數(shù)字高程模型能夠?qū)υ搮^(qū)域進行合理的面積計算，從而有效地避免了在施工建設(shè)中由于面積過大而導(dǎo)致的環(huán)境影響或者對周邊居民的影響，從而保障了施工建設(shè)的合理性和順利的施工，也能夠在一定程度上節(jié)約施工成本。

結(jié)束語：綜上所述，通過以上的研究可以表明，輸電線路小范圍運行環(huán)境勘測技術(shù)能夠滿足我國現(xiàn)有的輸電線路管理需要，尤其是無人機有效技術(shù)隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進步，已經(jīng)極大地提高了影像的質(zhì)量，拍攝影像無論是在精度上、拼接效率上，亦或是整合度上都有了顯著的提高。這些技術(shù)的鋪墊能夠使輸電線路小范圍運行環(huán)境探測技術(shù)獲得更好的使用能力，未來該技術(shù)在電力行業(yè)中將會獲得越來越廣泛的普及，相關(guān)從業(yè)人員應(yīng)該加強對于輸電線路小范圍運行環(huán)境探測技術(shù)的研究力度和使用能力，利用先進的技術(shù)手段進一步的保障輸電線路的運行可靠性。

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