無人機測繪數(shù)據(jù)處理關(guān)鍵技術(shù)在電網(wǎng)企業(yè)的應(yīng)用研究

李海，藍譽鑫，梁財源，藍錦標，陳偉龍

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司云浮羅定供電局，廣東 云浮 527200）

與傳統(tǒng)測繪技術(shù)不同，無人機測繪技術(shù)可利用自身的全過程測繪優(yōu)勢，實現(xiàn)平面線路設(shè)備坐標與全景圖像、三維模型以及地圖等功能的結(jié)合應(yīng)用，為我國電網(wǎng)規(guī)劃以及安全管理等工作提供了全方位影像信息，工作人員可根據(jù)影像信息反饋情況對相關(guān)工作方案進行統(tǒng)籌規(guī)劃與合理部署，保障電網(wǎng)規(guī)劃工作質(zhì)量以及效果得以深化加強。其中，基于無人機航拍所得的數(shù)據(jù)，可有效解決以往地圖陳舊或者更新不及時的弊端。結(jié)合當(dāng)前電力管理情況來看，我國多數(shù)電網(wǎng)企業(yè)已經(jīng)開始大規(guī)模應(yīng)用無人機，實現(xiàn)自動巡視管理。根據(jù)實踐反饋情況來看，基于無人機測繪的電網(wǎng)規(guī)劃工作，無論是在安全管理效益還是在災(zāi)害精準預(yù)警等方面，均取得了良好的效果，具有重要的應(yīng)用價值。

1 項目背景分析

某山區(qū)供電局電力線路設(shè)備分布范圍較廣，且周邊地理環(huán)境相對復(fù)雜。結(jié)合以往的運行管理經(jīng)驗來看，該供電局在電力線路設(shè)備管理方面主張利用GIS系統(tǒng)實現(xiàn)對電力線路設(shè)備運行過程的監(jiān)督與管理。但是，由于封閉的GIS系統(tǒng)受到系統(tǒng)封閉以及地圖滯后等因素的制約影響，導(dǎo)致其難以有效解決電力線路運維生產(chǎn)中遇到的疑難問題，進而使得日常巡視管理以及應(yīng)急搶修等工作缺乏良好決策保障。其中，像基建等部門難以第一時間獲取準確的線路設(shè)備等基礎(chǔ)資料，這無疑是給線路運維以及物資管理等工作帶來了較大阻礙。最重要的是，現(xiàn)場管理人員以及督查人員對于每一基桿塔設(shè)備地理情況缺乏動態(tài)掌握，容易對日常運維工作的快速響應(yīng)造成滯后性影響。

2 無人機測繪技術(shù)的應(yīng)用思路

為解決當(dāng)前供電局電力線路設(shè)備監(jiān)督管理力度不足的問題，管理人員主張利用無人機測繪技術(shù)，實現(xiàn)對電力線路設(shè)備全過程的動態(tài)監(jiān)督與管理。在具體管理過程中，主要利用無人機自主巡航功能與電力數(shù)字地圖結(jié)合的應(yīng)用方式，確保智能化技術(shù)可以在電網(wǎng)規(guī)劃工作中得到良好推廣與應(yīng)用。其中，利用無人機對全域電力桿塔設(shè)備進行坐標、全景圖像和三維模型的數(shù)據(jù)采集，并利用開放地圖技術(shù)和高清航拍技術(shù)，把無人機采集的數(shù)據(jù)集進行二次開發(fā)融合，建立電力數(shù)字地圖模型；實現(xiàn)在衛(wèi)星地圖上對設(shè)備進行平面、全景、三維展示，為電網(wǎng)中長期規(guī)劃、安全管理、青苗賠償輔助提供決策支持；同時，對外部的地理氣象信息進行融合，實現(xiàn)電網(wǎng)設(shè)備的災(zāi)害預(yù)警，以期可以達到提質(zhì)增效、業(yè)務(wù)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的目標。

3 無人機測繪數(shù)據(jù)處理關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用實踐及分析

3.1 借助無人機測繪技術(shù)的精準采集功能，為電網(wǎng)規(guī)劃運維工作提供良好的數(shù)據(jù)保障

對于電力線路設(shè)備運行工作而言，通過借助無人機采集方式，可自動獲取GPS坐標信息，并主動結(jié)合開放地圖技術(shù)，在開源的衛(wèi)星地圖或者平面地圖中獲取全域電力設(shè)備所在位置以及線路的走向趨勢。此時，工作人員可在地圖影像上觀測到線路交叉跨越情況，并完成對線路的測距以及路徑規(guī)劃導(dǎo)航。同時，無人機測繪技術(shù)的精準采集功能，可采集桿塔設(shè)備的全景圖像。

工作人員可對圖像進行二次開發(fā)與利用，如工作人員可在地圖隨機點擊一基桿塔設(shè)備，可以快速獲得桿塔設(shè)備全景圖像。并在此基礎(chǔ)上，利用無人機測繪功能對線路桿塔設(shè)備進行傾斜攝影三維建模處理，根據(jù)處理反饋結(jié)果，展示設(shè)備三維模型。結(jié)合實踐應(yīng)用情況來看，利用上述全景圖像以及三維模型，基本上可以實現(xiàn)多角度查看臺架以及線路交叉跨越等情況，可以為電網(wǎng)中長期規(guī)劃以及災(zāi)害預(yù)警等工作提供良好的信息資源保障。

3.2 利用無人機自動巡檢技術(shù)，實現(xiàn)電力數(shù)字地圖的高效構(gòu)建與分析

主動利用無人機自動巡檢技術(shù)，可以實現(xiàn)對電力數(shù)字地圖的高效構(gòu)建與良好應(yīng)用。舉例而言，工作人員可利用無人機自動巡檢技術(shù)以及全景影像技術(shù)，實現(xiàn)對桿塔設(shè)備坐標數(shù)據(jù)的自動獲取。并結(jié)合可持續(xù)更新的動態(tài)數(shù)據(jù)庫對相關(guān)數(shù)據(jù)內(nèi)容進行二次開發(fā)與融合應(yīng)用，形成電力數(shù)字地圖。電力數(shù)字地圖主要以高精度衛(wèi)星地圖為應(yīng)用表現(xiàn)，實現(xiàn)對設(shè)備厘米級的高精度展示而應(yīng)用的一種技術(shù)手段。一般來說，電力數(shù)字地圖通過與無人機測繪技術(shù)結(jié)合應(yīng)用，基本上可以實現(xiàn)對線路設(shè)備特征以及線路設(shè)備跨越信息的獲取。在此過程中，工作人員可隨時在地圖上對相關(guān)數(shù)據(jù)圖層進行合理調(diào)用與疊加展示，滿足自主業(yè)務(wù)需求。

4 無人機測繪數(shù)據(jù)處理關(guān)鍵技術(shù)難點及克服措施分析

因我國電網(wǎng)規(guī)劃運維工作在無人機測繪數(shù)據(jù)處理技術(shù)應(yīng)用方面尚未達到成熟應(yīng)用階段，導(dǎo)致在部分技術(shù)應(yīng)用方面仍舊存在難點問題。為及時克服難點問題，電網(wǎng)規(guī)劃運維工作主動從以下幾個方面實現(xiàn)對無人機測繪數(shù)據(jù)處理關(guān)鍵技術(shù)難點問題的有效處理。

（1）如何實現(xiàn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)快速采集始終是電網(wǎng)規(guī)劃運維工作予以重點解決的問題。針對這一現(xiàn)象問題，電網(wǎng)企業(yè)方面，主張組建無人機應(yīng)用團隊，實現(xiàn)對全域線路設(shè)備的坐標采集。并根據(jù)坐標采集數(shù)據(jù)結(jié)果對無人機自動巡航的航線規(guī)劃進行合理布置，為無人機自動巡檢打下堅實的基礎(chǔ)。結(jié)合當(dāng)前反饋情況來看，該部分工作經(jīng)過半年左右的時間，目前已經(jīng)初步達成。

（2）如何采集全景圖像以及三維模型已經(jīng)成為電網(wǎng)企業(yè)遇到的重難點問題。在具體處理過程中，機巡人員可利用無人機自動巡航功能，通過掛接全景相機實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的全景采集。與此同時，也可以利用無人機加載傾斜攝影任務(wù)實現(xiàn)對三維模型數(shù)據(jù)采集工作的自動化處理，減少以往人工操作量。

（3）如何高效處理全景圖像以及三維模型數(shù)據(jù)始終是影響電網(wǎng)規(guī)劃工作全面貫徹與落實的重要因素。在具體處理過程中，規(guī)劃人員可利用Python結(jié)合pano2VR實現(xiàn)對全景圖像的自動化處理，并以生成HTML5數(shù)據(jù)的方式，方便地圖模型調(diào)用。

5 基于無人機測繪技術(shù)的電網(wǎng)管理優(yōu)勢及效益分析

5.1 應(yīng)用優(yōu)勢

關(guān)于無人機測繪技術(shù)在電網(wǎng)規(guī)劃中的應(yīng)用優(yōu)勢分析，主要可以從以下幾個方面進行掌握。

（1）電網(wǎng)中長期規(guī)劃。對于電網(wǎng)中長期規(guī)劃而言，通過科學(xué)運用無人機測繪技術(shù)基本上可以實現(xiàn)對供電可靠性以及位置可行性問題的優(yōu)化處理。舉例而言，在臺區(qū)或變電站選點工作中，規(guī)劃人員通過科學(xué)運用無人機測繪技術(shù)，基本上可以實現(xiàn)對供電半徑的測算展示過程。規(guī)劃人員可根據(jù)測算反饋結(jié)果，對當(dāng)前供電可靠性以及位置可行性進行判斷分析，確定最佳布點位置。

（2）安全管理。在安全管理方面，規(guī)劃人員可利用無人機測繪技術(shù)與電力數(shù)字地圖模型相結(jié)合的方式對故障點位置進行快速定位，并調(diào)取全景圖像，了解當(dāng)前環(huán)境評估現(xiàn)場風(fēng)險情況。

（3）青苗賠償。利用地圖模型的三維建模圖層可實現(xiàn)對設(shè)備與外部物體的精準測距過程，工作人員可根據(jù)分析反饋結(jié)果對外部物體對配網(wǎng)設(shè)備所帶來的不良影響進行科學(xué)預(yù)測。并根據(jù)預(yù)測結(jié)果對樹障隱患點進行合理確定，加強對樹障清理工作的指導(dǎo)分析。

（4）災(zāi)害預(yù)警。規(guī)劃人員可結(jié)合外部地理氣象數(shù)據(jù)反饋情況，利用電力數(shù)字地圖模型的圖層疊加功能，實現(xiàn)對氣象數(shù)據(jù)以及地質(zhì)災(zāi)害點的綜合展示與分析，根據(jù)分析反饋結(jié)果，加強對應(yīng)急指揮工作的部署規(guī)劃。

5.2 應(yīng)用效益

該山區(qū)供電局通過借助自身力量組建無人機先鋒突擊隊，歷時近一年，累計飛行2.1萬公里，并采集3.5萬基電力桿塔坐標，初步實現(xiàn)了無人機自動駕駛?cè)采w目標，并完成了巡得到、巡得完的工作任務(wù)，為供電局安全管理效益以及經(jīng)濟管理效益提供了良好保障。

6 結(jié)語

總而言之，無人機測繪技術(shù)的推廣與應(yīng)用，無疑是為我國電網(wǎng)規(guī)劃運維工作提供了良好的技術(shù)保障。如工作人員可利用無人機測繪技術(shù)的可視化功能以及數(shù)據(jù)采集功能等優(yōu)勢，實現(xiàn)對配電網(wǎng)運行過程的監(jiān)督管理，促使配網(wǎng)規(guī)劃業(yè)務(wù)朝向數(shù)字化方向運轉(zhuǎn)。為確保無人機測繪技術(shù)得以在電網(wǎng)管理工作中得到進一步推廣與應(yīng)用，建議電網(wǎng)企業(yè)人員應(yīng)該加強對無人機測繪技術(shù)的應(yīng)用研究力度，以期可以為電網(wǎng)規(guī)劃智能化發(fā)展以及可視化發(fā)展提供良好保障。