數(shù)字地球及其在電力勘測(cè)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

潘文斌 國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司永春縣供電公司

隨著電網(wǎng)企業(yè)對(duì)電力工程設(shè)計(jì)精度和設(shè)計(jì)深度的要求不斷提高，如何提升電力設(shè)計(jì)工作的效率，特別是提升前期勘察設(shè)計(jì)工作的效率，成為電力設(shè)計(jì)人員需要思考的重要研究點(diǎn)，對(duì)電力設(shè)計(jì)企業(yè)提高競(jìng)爭(zhēng)力有重要作用。

一、設(shè)備（資產(chǎn)）運(yùn)維精益管理系統(tǒng)

地理信息系統(tǒng)（GIS）是以地理空間數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，為研究和決策服務(wù)的技術(shù)系統(tǒng)。在電力系統(tǒng)中，GIS系統(tǒng)的應(yīng)用已經(jīng)比較成熟。地理信息結(jié)合電網(wǎng)數(shù)據(jù)構(gòu)成了電力信息系統(tǒng)，目前一個(gè)重要的應(yīng)用是設(shè)備（資產(chǎn)）運(yùn)維精益管理系統(tǒng)，已經(jīng)在電網(wǎng)運(yùn)維中承擔(dān)了非常重要的輔助決策作用。在電力勘察設(shè)計(jì)中，設(shè)備（資產(chǎn)）運(yùn)維精益管理系統(tǒng)也是一個(gè)非常重要的輔助工具。

（一）設(shè)備（資產(chǎn)）運(yùn)維精益管理系統(tǒng)的在勘察設(shè)計(jì)應(yīng)用中的主要功能

設(shè)備（資產(chǎn)）運(yùn)維精益管理系統(tǒng)以地理空間數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，包含所有電網(wǎng)工程數(shù)據(jù)，構(gòu)建了全面完整的輸配網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)，系統(tǒng)上的電網(wǎng)數(shù)據(jù)會(huì)隨著電網(wǎng)建設(shè)改造進(jìn)度更新。在具體項(xiàng)目上，當(dāng)項(xiàng)目建設(shè)完工關(guān)閉后，運(yùn)維部門將在系統(tǒng)上同步完成信息更新維護(hù)。在地理總圖上可以直接顯示輸配電線路信息，通過(guò)設(shè)備查詢可以迅速定位，查看相關(guān)設(shè)備信息。

通過(guò)對(duì)地理總圖上直觀的電網(wǎng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以在設(shè)計(jì)前期工作對(duì)勘察方案做有針對(duì)性的準(zhǔn)備，有利于提高勘察效率，減少設(shè)計(jì)工期。

（二）設(shè)備（資產(chǎn)）運(yùn)維精益管理系統(tǒng)在勘察設(shè)計(jì)應(yīng)用中的不足

設(shè)備（資產(chǎn)）運(yùn)維精益管理系統(tǒng)上的電網(wǎng)數(shù)據(jù)全面細(xì)致完備對(duì)設(shè)計(jì)工作需求既是優(yōu)點(diǎn)，也是缺點(diǎn)。由于電網(wǎng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息更新維護(hù)與現(xiàn)狀存在一定的滯后，無(wú)法直接作為設(shè)計(jì)所需的支撐數(shù)據(jù)。其次，地理信息系統(tǒng)（GIS）的所載錄的地理空間數(shù)據(jù)相對(duì)簡(jiǎn)略，精度不能滿足勘察設(shè)計(jì)的需要。

因此，在設(shè)計(jì)工作中，通常需要引入另一種數(shù)字地球技術(shù)作為補(bǔ)充。

二、數(shù)字地球技術(shù)

數(shù)字地球技術(shù)是可以搭載大量地理數(shù)據(jù)、大分辨率的三維地球。今天數(shù)字地球在一些領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)取得了非常好的成果，比較典型的是谷歌地球，谷歌地球（Google Earth）是美國(guó)谷歌公司在2005年推出的數(shù)字化地球平臺(tái)，通過(guò)對(duì)衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)的操作實(shí)現(xiàn)應(yīng)用，谷歌地球的數(shù)據(jù)信息來(lái)源結(jié)合了衛(wèi)星影像和航拍數(shù)據(jù)。

（一）數(shù)字地球三維模型精度

衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)是由一個(gè)個(gè)像素點(diǎn)組成的，像素點(diǎn)如果越多，辨認(rèn)照片的細(xì)節(jié)尺寸也就越少，一般影像點(diǎn)上的像素點(diǎn)密度用線/每mm表示，影像上的線條越多，影像質(zhì)量就越高。一般照片上可以識(shí)別目標(biāo)的最小尺寸是地面分辨率的5倍到10倍，也就是1.5米到3米。

根據(jù)影像的不同來(lái)源，可以將數(shù)字地球影像數(shù)據(jù)分為兩類，高清影像與非高清影像，一般高清影像分辨率是0.61米帶2.5米之間，而非高清影像分辨率在30米到500米之間。雖然數(shù)字地球在不同地區(qū)有不同的覆蓋衛(wèi)星，但其所建立的三維地面模型基礎(chǔ)數(shù)據(jù)都是相同的，換言之?dāng)?shù)字地球地面模型精度不會(huì)因?yàn)橛跋袂逦仁艿接绊慬1]。所以，即便沒(méi)有高清影像也不會(huì)影響到模型的精度，甚至在一定程度還有利于對(duì)目標(biāo)的識(shí)別，確保數(shù)字地球三維地面模型精度的準(zhǔn)確性與科學(xué)性。根據(jù)相關(guān)研究，數(shù)字地球的三維地面模型其在平原和丘陵地區(qū)的精度[2]，在電力工程勘測(cè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中的投標(biāo)與方案的比較選擇上有極大的應(yīng)用價(jià)值。在高山地區(qū)應(yīng)用數(shù)字地球的三維地面模型，要對(duì)地區(qū)高程模型情況進(jìn)行全方面考慮，在使用上要非常謹(jǐn)慎。在一些地形地貌比較特殊的地區(qū)，數(shù)字地球技術(shù)的精確度將大幅下降，不具備參考價(jià)值。

（二）GPS、GIS、與遙感技術(shù)

GPS、GIS、遙感技術(shù)是數(shù)字地球基本組成，已經(jīng)在電力勘察設(shè)計(jì)中得到廣泛的應(yīng)用。首先GPS技術(shù)為工程設(shè)計(jì)提供了空間基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)建立基本大地控制網(wǎng)，適時(shí)更新電力勘測(cè)中所要采取的地理數(shù)據(jù)和空間地理信息，可以有效減少了自然災(zāi)害和人為受阻等不利因素，應(yīng)用GPS技術(shù)提升電力勘測(cè)設(shè)計(jì)控制測(cè)量的精確度，可以極大提高電力勘測(cè)工程的設(shè)計(jì)精度和設(shè)計(jì)深度。其次，應(yīng)用GIS信息系統(tǒng)極大地方便了電力路線規(guī)劃與路徑選擇，將GIS技術(shù)與相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，對(duì)于利用圖形空間數(shù)據(jù)有積極作用。第三，應(yīng)用DIS操作模式與GIS結(jié)構(gòu)，可以提升大數(shù)據(jù)儲(chǔ)存、分析查詢信息、繪制專題地圖的效率，最大限度的發(fā)揮出GIS信息系統(tǒng)在電力勘測(cè)中的作用。通過(guò)在電力勘測(cè)中應(yīng)用遙感技術(shù)，可以有效減少電力勘測(cè)工作中環(huán)境因素造成的影響，有效提升地圖繪制的質(zhì)量和速度，增強(qiáng)圖像的清晰度和分辨率，利用遙感圖像反饋的信息可以精確判斷電力工程的地形、地質(zhì)、地貌情況，這對(duì)提升電力勘測(cè)工程的效率有重要意義。

三、數(shù)字地球在輸配電線路勘測(cè)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

電力工程中的輸電線路項(xiàng)目設(shè)計(jì)工作中，可以利用數(shù)字地球技術(shù)優(yōu)化線路路徑方案，在前期可行性研究階段就避讓易受阻區(qū)域，確保線路路徑方案有可行性，減少輸配電線路項(xiàng)目施工受阻風(fēng)險(xiǎn)。利用數(shù)字地球技術(shù)開展前期方案制定，優(yōu)化勘察路徑，勘測(cè)周期以內(nèi)設(shè)計(jì)測(cè)量控制網(wǎng)，優(yōu)化網(wǎng)型設(shè)計(jì)以及點(diǎn)位的選擇[3]?？梢蕴嵘睖y(cè)工作的工效。

利用數(shù)字地球技術(shù)建立三維地面高程模型剖切斷面，對(duì)方案的選擇、比較有重要作用。輸電線路線勘測(cè)結(jié)束后，將數(shù)據(jù)錄入數(shù)字地球應(yīng)用軟件，轉(zhuǎn)換塔位坐標(biāo)，再利用三維地面高程模型進(jìn)行展繪，觀察并糾正邊線點(diǎn)、危險(xiǎn)點(diǎn)、風(fēng)偏等要點(diǎn)，確保危險(xiǎn)點(diǎn)校正的完全性，輸電線路沿線也沒(méi)有漏測(cè)。根據(jù)工程建設(shè)的需要，對(duì)數(shù)字地球量取的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，并檢測(cè)塔位，確保桿塔所定位位置的精確性與高效性。

四、結(jié)束語(yǔ)

在電力勘測(cè)設(shè)計(jì)中數(shù)字地球技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越深入，并且取得了良好的實(shí)踐效果，有效的提高了電力勘察設(shè)計(jì)的效率和設(shè)計(jì)深度，對(duì)電力工程勘測(cè)設(shè)計(jì)模式的轉(zhuǎn)變產(chǎn)生了巨大影響。