基于輸電線路GIS勘測設(shè)計(jì)系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用

張燦

摘 要：隨著我國城市化建設(shè)進(jìn)程的加快，社會經(jīng)濟(jì)和電力網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展也越來越迅速，在人們?nèi)找嬖鲩L的物質(zhì)文化需求下，輸電線路的質(zhì)量高低直接決定著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的成敗。在輸電線路的規(guī)劃和設(shè)計(jì)中，路徑的選擇是一項(xiàng)非常重要的工作，必須具備高度的前瞻性，從而使得路徑能夠滿足社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的方方面面。從目前的應(yīng)用現(xiàn)狀來看，輸電電路的GIS勘測設(shè)計(jì)系統(tǒng)有著廣泛的應(yīng)用，為電力網(wǎng)絡(luò)的布局與建設(shè)提供了有益的幫助，傳統(tǒng)的輸電線路勘測手段已經(jīng)不能夠滿足社會建設(shè)的需求，因此，研究輸電線路GIS勘測系統(tǒng)的開發(fā)與設(shè)計(jì)更加凸顯出重要性。

關(guān)鍵詞：輸電線路;電力網(wǎng)絡(luò);GIS;開發(fā);應(yīng)用

中圖分類號：TP315 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）19-0139-02

1 輸電線路GIS勘測系統(tǒng)的概念分析

輸電線路GIS勘測系統(tǒng)是一個(gè)綜合性程度比較高的系統(tǒng)，它將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、地理信息系統(tǒng)技術(shù)、仿真技術(shù)、數(shù)字技術(shù)以及DOM技術(shù)綜合融入到一個(gè)平臺之中，該平臺從實(shí)際地理環(huán)境出發(fā)，結(jié)合輸電線路勘測設(shè)計(jì)的應(yīng)用需求，開發(fā)和研究出輸電線路的應(yīng)用模塊，并且結(jié)合變電站的布點(diǎn)位置以及各個(gè)電壓等級線路進(jìn)行總體性的規(guī)劃，利用計(jì)算機(jī)集成技術(shù)來進(jìn)行路徑的最優(yōu)化選擇，從目前的應(yīng)用實(shí)際情況來看，輸電線路GIS勘測系統(tǒng)具有較好的應(yīng)用效果，可以解決傳統(tǒng)勘測系統(tǒng)中工作量大、周期長、勘測精度不高的問題，對于整個(gè)智能電網(wǎng)的建設(shè)有著非常大的幫助。

2 傳統(tǒng)勘測系統(tǒng)中存在的問題探析

在電力系統(tǒng)中，輸電線路所通過的地域跨度比較大，會面臨著各種各樣的地質(zhì)環(huán)境，線路路徑的選擇以及桿塔位置的建設(shè)都和地理環(huán)境密切相關(guān)。從目前輸電線路的建設(shè)現(xiàn)狀來看，輸電線路工程的勘測設(shè)計(jì)一般都是以1：50000或者1：10000的比例尺來規(guī)劃輸電線路路徑，但是這種傳統(tǒng)的路徑選擇存在著非常大的問題。

首先，由于數(shù)據(jù)庫的陳舊，線路設(shè)計(jì)人員想要從數(shù)據(jù)庫中選擇合適的數(shù)據(jù)比較困難，進(jìn)行線路的優(yōu)化也就更加困難。再加上一些地形以及建筑物的反饋不及時(shí)，造成了基礎(chǔ)地理信息資料的空間表現(xiàn)能力較差。在傳統(tǒng)的勘測工作中，為了避免數(shù)據(jù)庫信息陳舊的不良影響，勘測工作人員往往會采用踏勘這種方式來彌補(bǔ)信息數(shù)據(jù)庫的不足，但是踏勘這種方式也存在著極大的局限性，現(xiàn)場踏勘往往只能夠看到局部的物體，不能夠從全局的角度來進(jìn)行線路的規(guī)劃設(shè)計(jì)，再加上現(xiàn)場勘測過程中天氣以及環(huán)境的影響，踏勘工作人員往往會陷入到“視野局限性”的怪圈之中，那么就很難對整體的輸電線路進(jìn)行規(guī)劃。

其次，勘測設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)深度優(yōu)先，設(shè)計(jì)水平有待提高。在傳統(tǒng)的勘測設(shè)計(jì)工作中，工作人員往往會對一些比較特殊的位置進(jìn)行測量和設(shè)計(jì)，而對于一般性的地區(qū)往往疏于管理，對于桿塔的建設(shè)、使用數(shù)量以及高度等方面通常是從自己的經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，這就造成了勘測設(shè)計(jì)工作的深度嚴(yán)重不足，造成了大量人力物力的浪費(fèi)。

最后，在終堪工作中野外工作的工作量非常大，采用傳統(tǒng)的勘測方式勢必會降低工作作業(yè)的效率，而且在勘測的過程中需要砍伐大量的樹木，且整個(gè)工作所耗費(fèi)的時(shí)間比較長，成本也相對較高。隨著我國城市化進(jìn)程的發(fā)展，變電站的位置選擇也更加體現(xiàn)出矛盾性的特點(diǎn)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展較好的地區(qū)往往對電量的需求十分巨大，而這些地區(qū)又恰恰是各種廠房、建筑物以及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)密集的地方，因此，越接近負(fù)荷的中心，變電站的選址就顯得更加困難。在傳統(tǒng)的勘測工作中，輸電線路工程的勘測設(shè)計(jì)一般都是以1：50000或者1：10000的比例尺來規(guī)劃輸電線路路徑，在這種比例尺下的地圖中空間的表現(xiàn)能力不足，再加上視野的限制，勘測工作人員很難通過這些傳統(tǒng)的工具做出準(zhǔn)確的規(guī)劃。

3 輸電線路GIS勘測設(shè)計(jì)的意義分析

隨著我國城市化進(jìn)程的加快，土地的稀缺性顯得尤為突出，所以在輸電線路的選擇必須站在城市規(guī)劃的高度上進(jìn)行，而且在路徑選擇的過程中還要避開重要的軍用設(shè)施、建筑設(shè)施、學(xué)校路段等，而且還要盡量不要跨越民房，那么傳統(tǒng)的1：50000或者1：10000的比例尺已經(jīng)不能夠滿足規(guī)劃設(shè)計(jì)的需求，更無法滿足建設(shè)智能電網(wǎng)的要求，如果采用全數(shù)字?jǐn)z影測量技術(shù)以及無人機(jī)航拍等新型的勘測手段進(jìn)行勘測，雖然效果比較好，但是成本高昂，很難在220kv以及220kv以下的線路勘測中使用。因此，輸電線路GIS勘測設(shè)計(jì)就顯得尤為重要。

從目前的技術(shù)特點(diǎn)來看，分析算法的出現(xiàn)與應(yīng)用以及大規(guī)模地形現(xiàn)實(shí)、三維GIS關(guān)鍵技術(shù)的突破使得GIS技術(shù)已經(jīng)走入到了實(shí)踐應(yīng)用階段中。隨著我國科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，國家地理信息系統(tǒng)得到了較好的完善，其技術(shù)也得到了提高與加強(qiáng)，尤其是在衛(wèi)片影像分辨率以及地理信息航片等方面已經(jīng)有了技術(shù)性的突破，就以目前江西省地理信息中心為例，地理信息衛(wèi)片的影像分辨率可以達(dá)到1.0米，分辨率大大提升，為輸電線路路徑的規(guī)劃和建設(shè)提供了極大的幫助。

4 輸電線路GIS勘測設(shè)計(jì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

4.1 在線路初步設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

輸電線路GIS勘測設(shè)計(jì)系統(tǒng)可以使得輸電線路的選擇更加優(yōu)化，它可以依托強(qiáng)大的地理數(shù)字信息資源平臺使得線路的設(shè)計(jì)基于比較可靠的數(shù)字化模型之上，在GIS勘測系統(tǒng)中，航片和衛(wèi)片的視野是非常開闊的，而且還能夠從全局性的視角出發(fā)使得選擇的路線更加具有合理性和可靠性的特點(diǎn)，可以在較短的時(shí)間內(nèi)找到最優(yōu)路線，而且還能夠大大加快設(shè)計(jì)的進(jìn)度，降低成本。除此之外，輸電線路GIS勘測系統(tǒng)還能夠?qū)κ┕D的深度進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)過程中，可以利用系統(tǒng)中的DEM高程數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)多個(gè)線路走廊折面圖的自動(dòng)生成，那么設(shè)計(jì)人員就可以根據(jù)自動(dòng)生成的地點(diǎn)進(jìn)行預(yù)排桿位，并且結(jié)合當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境地質(zhì)特點(diǎn)綜合考慮，進(jìn)而確定出最優(yōu)的方案，隨后，勘測設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)最終選定的路徑方案進(jìn)行桿塔檔距的規(guī)劃與設(shè)計(jì)，可以在較短的時(shí)間內(nèi)提升檔距利用的系數(shù)，使得投資的成本進(jìn)一步壓縮。

4.2 設(shè)計(jì)施工圖中的應(yīng)用

在施工圖的設(shè)計(jì)過程中，GIS勘測設(shè)計(jì)系統(tǒng)也起到了非常重要的作用，它可以幫助工作人員快速地確定出定線，準(zhǔn)確地定出線路轉(zhuǎn)角點(diǎn)的坐標(biāo)和角度，并且結(jié)合GPS進(jìn)行線路的選線定位工作，利用GIS系統(tǒng)可以自動(dòng)生成路徑的斷面圖，然后再進(jìn)行預(yù)排桿位，通過系統(tǒng)來提取出預(yù)排的塔位坐標(biāo)。這些工作完畢之后使用GPS來開展放樣以及復(fù)核工作，在這樣的工作流程下，可以顯著地提高他為定位放樣的效率，而且還可以實(shí)現(xiàn)不通視的放樣測量，這樣就可以減少對野外勘測中樹木的砍伐，大大提高了工作的效率，同時(shí)還減少了資源的浪費(fèi)。此外，GIS勘測設(shè)計(jì)系統(tǒng)的建設(shè)與應(yīng)用還可以大大地減少線路野外的勘測難度，在輸電線路的路徑設(shè)計(jì)以及鋪設(shè)過程中，不可避免地會出現(xiàn)大量的野外勘測工作，而且還會有著較大的地理環(huán)境跨度，使得野外勘測工作的難度大大提升，而GIS勘測設(shè)計(jì)系統(tǒng)的應(yīng)用可以預(yù)先確定好預(yù)排桿位，可以在主要勘測活動(dòng)發(fā)生之前對一些特殊的地段進(jìn)行測量，尤其是對于一些地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜的地方，例如交叉地質(zhì)跨越地段、補(bǔ)測桿塔基面等區(qū)域可以通過GIS勘測系統(tǒng)在較短的時(shí)間內(nèi)完成準(zhǔn)確的測量，而且對于一般地質(zhì)環(huán)境下的斷面點(diǎn)可以使用GIS系統(tǒng)來提取相關(guān)的地理信息數(shù)據(jù)，可以極大地減少桿塔平斷面定位中斷面點(diǎn)的測量數(shù)量，使得后續(xù)工作中的難度以及工作量均大大減少，而且在野外的勘測活動(dòng)中往往會砍伐大量的樹木，如果采用GIS系統(tǒng)進(jìn)行勘測和測量不但能夠縮短時(shí)間提高工作效率，而且對于野外地理環(huán)境的保護(hù)也起到了積極的作用。

4.3 設(shè)計(jì)評審中的應(yīng)用

在目前的輸電線路設(shè)計(jì)中，工程的設(shè)計(jì)評審?fù)鶗艿江h(huán)境因素的限制，沒有辦法將工程現(xiàn)場環(huán)境中的相關(guān)因素充分考慮在內(nèi)，那么最終的評審結(jié)果將不具備準(zhǔn)確性的特點(diǎn)，如果應(yīng)用GIS系統(tǒng)，那么就可以通過可視化的三維技術(shù)，將工程原本的環(huán)境展現(xiàn)在設(shè)計(jì)人員的眼前，設(shè)計(jì)人員就可以站在全局的高度進(jìn)行設(shè)計(jì)，使得設(shè)計(jì)的深度不斷加深、設(shè)計(jì)的方案不斷優(yōu)化，也進(jìn)一步提升了設(shè)計(jì)與評審的效率與質(zhì)量。

4.4 運(yùn)行維護(hù)中的應(yīng)用

在對輸電線路的維護(hù)過程中，GIS系統(tǒng)起到了不容忽視的作用，GIS系統(tǒng)通過輸電線路本體的建模，能夠?yàn)檎麄€(gè)線路的運(yùn)行維護(hù)提供一個(gè)逼真、真實(shí)的三維平臺，在這個(gè)平臺之中，工作人員可以在較短的時(shí)間內(nèi)找到故障發(fā)生的位置，并且該系統(tǒng)還能夠?yàn)榫S修人員提供一定的故障分析判斷，這非常有利于維修人員在較短的時(shí)間內(nèi)制定出有效的搶修方案，縮短了故障診斷的時(shí)間。

5 結(jié)語

隨著我國經(jīng)濟(jì)社會的飛速發(fā)展，輸電線路的建設(shè)已經(jīng)成為了當(dāng)前智慧電網(wǎng)建設(shè)中的重頭戲，從傳統(tǒng)的的輸電線路規(guī)劃來看，常規(guī)的勘測方法存在著數(shù)據(jù)資料陳舊、數(shù)據(jù)采集困難、工作人員技術(shù)程度不高的問題，如果采用GIS勘測系統(tǒng)設(shè)計(jì)那么就可以極大地提升勘測的精度以及工作的效率。GIS勘測系統(tǒng)的應(yīng)用是建立在當(dāng)前先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)以及數(shù)字化技術(shù)的基礎(chǔ)之上進(jìn)行的，大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明該方法具有很強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)社會效益，在未來的發(fā)展中，GIS勘測系統(tǒng)必然將會有更加廣泛的應(yīng)用，能夠?yàn)橹悄茈娋W(wǎng)的建設(shè)提供較好的技術(shù)支持。

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