空間影像技術(shù)在架空送電線路測量中的應(yīng)用

韓洪武

【摘要】隨著全國高壓電網(wǎng)建設(shè)步伐的不斷推進(jìn)，西電東送、電力遠(yuǎn)距離傳輸、電網(wǎng)跨越省份、地區(qū)多以及電網(wǎng)穿越地形復(fù)雜，為了順應(yīng)這一發(fā)展趨勢，架空送電線路測量必須實現(xiàn)更高的發(fā)展。傳統(tǒng)的測量方法與現(xiàn)代化電力施工要求已經(jīng)出現(xiàn)了不相稱的現(xiàn)狀?？臻g影像測量技術(shù)的應(yīng)用，一方面可以采集到傳統(tǒng)測量方法沒有辦法采集的圖像數(shù)據(jù)，另一方面其可以實現(xiàn)對空間數(shù)據(jù)坐標(biāo)的采集。空間影像測量技術(shù)的應(yīng)用加快了測量效率，節(jié)約了時間，為項目的審核及決策提供方便。

【關(guān)鍵詞】空間影像技術(shù)架空送電測量

【中圖分類號】TM752 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1672-5158（2013）01—0135—01

東部城市是我國經(jīng)濟(jì)高發(fā)區(qū)，用電危機(jī)一直威脅著這些地區(qū)的用電安全。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，大批特高壓線路的建設(shè)在緩解東部用電高峰城市電力危機(jī)方面發(fā)揮著不可忽視的作用。但是特高壓線路建設(shè)難度大，而且建設(shè)工程相當(dāng)復(fù)雜。其具備的特點是高壓電線跨越地形復(fù)雜且數(shù)量繁多、電線檔距長、鐵塔高等。特高壓線路的主要功能是實現(xiàn)對經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、工業(yè)發(fā)達(dá)的地區(qū)進(jìn)行長途輸電，確保其用電安全。然而，對于傳統(tǒng)的測量技術(shù)而言，這些新的要求已經(jīng)無法得到充分的滿足，所以現(xiàn)代化的空間影像測量技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用迫在眉睫。

一、傳統(tǒng)的電力測量技術(shù)

何謂傳統(tǒng)的電力測量？其方式主要是通過采用基于懸高測量方法的平視法測量方式來解決對架空送電線路測量點的測量。對凈空距離以及導(dǎo)線弛度的測量是統(tǒng)的電力測量的重難點。

所謂懸高法，它的應(yīng)用主要是為了對難接近點的三維坐標(biāo)的測量，比如：鐵架橫擔(dān)、架空導(dǎo)線等。懸高法作為間接測量方式的一種，其主要用于測量非接觸點的三維坐標(biāo)。但是懸高法測量方式存在著很大的局限性，主要表現(xiàn)在懸高點的精確度被棱鏡以及懸高點鉛錘度限制，換句話說就是只有棱鏡與懸高點處于同一條豎直的鉛錘線上，懸高點三維坐標(biāo)的精度才能得到保證。下面是一個具體的數(shù)據(jù)分析：

當(dāng)棱鏡與懸高點的垂角被設(shè)定為450時，水平距離上10厘米的誤差導(dǎo)致的高程誤差達(dá)到10厘米；如果棱鏡與懸高點的垂直角被設(shè)定為600時，水平距離上10厘米的誤差導(dǎo)致的高程誤差達(dá)到17厘米。

二、空間影像測量技術(shù)

（一）空間影像測量技術(shù)

所謂空間影像測量技術(shù)，它是指待測物體的各個點的坐標(biāo)位置，通過借助于待測物體的影像對待測物體的三維幾何坐標(biāo)，以及空間位置來加以確定。它是一種符合現(xiàn)代化測量要求的技術(shù)。相對于傳統(tǒng)攝影測量方法，空間影像測量技術(shù)存在很多的不同點：空間影像測量技術(shù)加入了全站儀光學(xué)測量的相關(guān)功能，該作用在于對待測物體特征的采集以及對待測物體影像測量數(shù)據(jù)的采集，通過上述數(shù)據(jù)以及物體特征的采集進(jìn)而實現(xiàn)對待測物體影像各方位元素的收集以及從全方位糾正待測物體，最終實現(xiàn)測量的高效率以及高精度。但是傳統(tǒng)測繪技術(shù)與三維掃描相結(jié)合的Trimble VX空間測站儀也能夠采集到“一站式”空間影像數(shù)據(jù)。

（二）矢量照片

空間影像技術(shù)能夠采集到矢量照片。VX空間測站儀具有矢量CCD傳感器，該傳感器同測距以及測角傳感器處于同一軸線上。CCD傳感器能夠?qū)κ噶繑?shù)碼相片進(jìn)行高效采集、憑借VX實現(xiàn)待測物體的常規(guī)測量，從而收集到被測物體的相關(guān)矢量影像。同一般數(shù)碼相片相比較，該相片被標(biāo)有具體的精確坐標(biāo)，方便了對該坐標(biāo)點的準(zhǔn)確測量。內(nèi)業(yè)對矢量照片的數(shù)字化處理，能夠得出被測物體的三維影像數(shù)據(jù)信息；采集被測物體全方位矢量影像數(shù)據(jù)，能夠得出被測物體的3600矢量照片。

（三）點云掃描

所謂點云掃描，它是指對選定的區(qū)域進(jìn)行有序的掃描測量。VX空間測量儀能夠快速、精確、自動地收集目標(biāo)物體和目標(biāo)區(qū)域的表面坐標(biāo)，即點云。點云涵蓋了待測物體的點三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)有效采集大量的繁雜三維坐標(biāo)，從而實現(xiàn)后期三維建模處理對大量數(shù)據(jù)的需要。矢量影像數(shù)據(jù)與數(shù)字濾波處理后的點云數(shù)據(jù)可以實現(xiàn)紋理疊加，從而糾正了攝影存在的不足。三維建?？梢员粋魅酥罜AD或者3DMax進(jìn)行深入處理，從而得到預(yù)期的效果。

三、空間影像測量與電力施工測量的密切聯(lián)系

空間影像測量技術(shù)是非接觸式野外測量方式的一種，它的優(yōu)點在于針對架空送電線路測量施工過程中可能存在的問題進(jìn)行高效處理?？臻g測站儀主要是從矢量照片、長距離棱鏡反射測量、點云掃描以及外業(yè)數(shù)據(jù)采集等各方面實現(xiàn)了架空送電線路測量效率的最大化提高。

（一）業(yè)內(nèi)資料和矢量照片

依據(jù)相關(guān)部門對特高壓電力施工規(guī)范的要求：基鐵塔的施工涉及的任何一個環(huán)節(jié)均要對其進(jìn)行拍照存檔。關(guān)于特高壓電力施工的拍照存檔作業(yè)，其存在一定的難度，特別是要精確、清晰地記錄下特高壓線路的實際情況更是存在難度。但是如果將VX技術(shù)應(yīng)用于特高壓電力施工的拍攝中，其意義是顯而易見的。VX拍攝出的矢量數(shù)碼相片不僅可以記錄下電力施工實際畫面，而且還可以對照片涉及到的測量物進(jìn)行三維幾何測量，從而實現(xiàn)更多相關(guān)數(shù)據(jù)的收集。

VX拍攝的矢量數(shù)碼相片附帶著拍攝物的實際三維坐標(biāo)，該信息方便了對鐵塔的相應(yīng)位置進(jìn)行分組和編號，從而為內(nèi)業(yè)資料的整合提供了很大的方便。測量物的點云數(shù)據(jù)與VX拍攝的矢量數(shù)碼照片相結(jié)合，可以方便將鐵塔線路與鐵塔的實際三維目標(biāo)模型化。關(guān)于對電力施工質(zhì)量的檢查以及施工效率的計算，其直觀性和形象化可以借助于對電力施工不同階段記錄下來的三維模型數(shù)據(jù)的對比分析加以實現(xiàn)。尤其是針對某些施工工程的細(xì)節(jié)問題，其圖像以及幾何數(shù)據(jù)的有效性和真實性可以依據(jù)對比分析施工不同進(jìn)度的三維模型數(shù)據(jù)加以復(fù)核。

（二）外業(yè)采集數(shù)據(jù)、點云掃描以及測量長距離無棱鏡反射

被測物體的點云掃描能夠?qū)崿F(xiàn)對被測物體三維點位數(shù)據(jù)的高效率采集，然后被測物體的三維點位數(shù)據(jù)與矢量數(shù)碼照片相結(jié)合，最終實現(xiàn)三維建模的高精確度。空間影像測量具備的長距離無棱鏡反射測量功能可以實現(xiàn)戶外測量作業(yè)次數(shù)最大化地減少，從而方便了測量工作人員在某一個測量站便可以完成對絕大多數(shù)測量點的測量任務(wù)。無反射測量方法屬于非接觸式直接測量方式的一種，它被運(yùn)用于電力施工的測量中的作用在于：在對被測量物的導(dǎo)線尺度測量以及交叉跨越測量作業(yè)時，無反射測量方法允許基點測量作業(yè)中不采用棱鏡，而且可以對導(dǎo)線的至低點以及至高點的三維坐標(biāo)進(jìn)行直接測量。以此同時，長度為800米的長距離五棱鏡反射測量也實現(xiàn)了對大部分架空送電線路的測量要求。

四、總結(jié)

空間影像測量技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)在測量架空送電線路外、內(nèi)業(yè)作業(yè)時的高工作效率?？臻g影像信息以及三維測量數(shù)據(jù)的全方位、多角度采集的意義在于：豐富了現(xiàn)有的架空送電線路測量成果；在工程質(zhì)量以及工程資料的核查方面，空間影像測量技術(shù)為其提供了更為充足的事實依據(jù)以及理論基礎(chǔ)。加強(qiáng)對高空影像技術(shù)的開發(fā)和利用，有利于確保特高壓線路施工的施工效率和施工質(zhì)量，這為我國電力工程的建設(shè)以及東部電力資源匱乏地區(qū)的用電安全提供了保障。這也是我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會發(fā)展的需要。

參考文獻(xiàn)

[1]楊永平，蘭孝奇，石杏喜.架空送電線路測量作業(yè)方法及其注意事項[J].城市勘測，2008，（3）

[2]謝任林.GPS結(jié)合全站儀在架空送電線路測量中的應(yīng)用[J].沿海企業(yè)與科技，2000，（10）

[3]徐華山.CASS 7.0在架空送電線路測量中的應(yīng)用[J].宿州學(xué)院學(xué)報，2010，25（8）

[4]張健，石克勤，萬愛華.架空送電線路測量中的幾個問題[A].2004年重力學(xué)與固體潮學(xué)術(shù)研討會暨祝賀許厚澤院士70壽辰研討會會議論文集[C].2004.

[5]彭盛.空間影像技術(shù)在架空送電線路測量中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2011，（6）

[6]楊王芳.天寶空間影像技術(shù)在架空送電線路測量中的應(yīng)用[J].測繪通報，2012.（3）