基于可見光影像的架空線路樹障測量技術(shù)研究2800

楊慧

摘要：隨著國家經(jīng)濟的高速發(fā)展，我國對電網(wǎng)線路的保養(yǎng)與發(fā)展的重視程度與日俱增，電力工業(yè)的發(fā)展與電力線路的安全輸送與林業(yè)的發(fā)展相輔相成，基于國家對森林野生環(huán)境的保護與重視，樹木與架空電線的矛盾與日俱增。本文從分析當今樹障的危害與現(xiàn)有樹障管控措施入手分析樹障的成因、管控難點與協(xié)調(diào)方式，進而引出本文主旨基于可見光影像的架空線路樹障測量的技術(shù)進行相關(guān)探究。

關(guān)鍵詞：可見光影像;樹障測量;架空線路

隨著改革開放的深化與發(fā)展現(xiàn)階段我國經(jīng)濟總量龐大，發(fā)展迅猛，在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)與日常生活中電力是人們生活的基礎(chǔ)保障，國家經(jīng)濟與人們生產(chǎn)生活對電力的依賴程度逐步加深，我國有著地質(zhì)復(fù)雜地貌廣闊的特點，我國與2017年以基本完成了家家通、路路通這一目標，家家通電這一政策與其有著異曲同工之處，將線路架與空中讓偏遠地區(qū)的家家戶戶都能享受到電力帶來的便利與幸福。

一、樹障清除成因及通道管控措施

（一）樹障不能及時清除的原因

樹障對于輸電線路而言并不友好，通道樹障往往不能及時清除，現(xiàn)今通道樹障的存量十分龐大，我國雨林資源極為豐富，山川河流及未開發(fā)的深林也十分眾多，相關(guān)工作人員無法掌握低于實施的樹障數(shù)據(jù)，樹木種類繁多生長速度不一致，工作人員無法充分掌握樹障的特點、地理位置及生長規(guī)律，雖然我國機械化工業(yè)發(fā)展迅速，跨越障礙的能力強，但由于輸電線路較遠，中途山川河流、高低地勢差、山溝、湖泊眾多的影響，對于電力施工人員與林業(yè)人員是一種不小的挑戰(zhàn)，常規(guī)的工具與人力已經(jīng)無法滿足現(xiàn)階段我國龐大電網(wǎng)的維護與運行，我國地大物博樹木品種繁多，每種樹木都有其不同的生長周期。例如：桉樹一年可以長到四米，冬青樹一年能長到五到六厘米，紅杉樹一年能長到五米，桂花樹每年能長高三至四公分左右，樹木的分布不均，長勢不齊，導(dǎo)致了專家及工作人員對樹障的長勢與評估出現(xiàn)偏差，部分樹障管控出現(xiàn)漏洞與真空區(qū)域，導(dǎo)致工作人員未能及時對樹障進行清除。除此之外，樹障的清理協(xié)調(diào)難度也十分龐大，樹木的基數(shù)過于龐大，國際有出臺了相關(guān)的森林保護法規(guī)，禁止珍稀樹種進行砍伐，大量深林土地私有化，樹木的產(chǎn)權(quán)人要求電力部門在樹障清理時給予高昂的賠償金，上述這些情況都大大的阻礙了工作人員的清障效率。

（二）樹障通道管控措施

當今國家對樹障通道的管控措施不慎科學(xué)，不夠高效，這無疑加大了電力人員與林業(yè)人員的工作強度與時間成本，當下國家應(yīng)當根據(jù)不同地域制定出相應(yīng)的調(diào)整措施，對現(xiàn)有重點區(qū)域進行全面地建檔立冊，利用直升機與無人機等先進技術(shù)對重點區(qū)域內(nèi)的環(huán)境進行全面收錄與掃描，利用配置了清障硬件的無人設(shè)備對重點區(qū)域進行物理或化學(xué)的清障工作，有關(guān)專家應(yīng)及時采集相關(guān)區(qū)域的具體信息，按樹木種類及危險等級分類，按照緊急優(yōu)先原則，去除現(xiàn)有隱患。有關(guān)工作人員應(yīng)當按部就班，建立出相關(guān)的清障順序，消除存量緊急優(yōu)先，按照樹障的輕重緩急制定出相關(guān)的排障清障順序，對重大隱患應(yīng)優(yōu)先處理，有關(guān)審批部門應(yīng)對特殊問題或緊急隱患予以優(yōu)先處理、審核、督辦、數(shù)據(jù)采集、評估報告、審批清障器械，對于智能人工巡視到達的懸崖、湖泊、沼澤、山溝、坡點等危險區(qū)域，有關(guān)部門應(yīng)派出相關(guān)特種作業(yè)人員對特殊區(qū)域進行定向處理，以便嚴格管控樹木生長情況。

二、可見光影像對樹障的測量原理及數(shù)據(jù)處理技術(shù)

（一）可見光影像對樹障的測量原理

在進行架空線路樹障測量時經(jīng)常會遇到特殊地貌或危險地形，此類因素對樹障的實地測量與清障都十分不利，因此基于可見光影像的樹障測量技術(shù)就應(yīng)運而生，該技術(shù)基于可見光的發(fā)射與信息捕捉，通過先進的技術(shù)手段整合大數(shù)據(jù)資源，樹障測量人員通過智能的終端設(shè)備操控擁有特殊信息捕捉能力的無人機進行數(shù)據(jù)采集工作，無人機升空后通過設(shè)備搭載設(shè)備的掃描與定位功能，通過圖像處理軟件的高效處理與分析技術(shù)，將掃描完成的三維立體數(shù)據(jù)整列傳導(dǎo)至樹障分析軟件中，在通過樹障分析軟件對該區(qū)域的導(dǎo)線與空間距離進行測量與模擬，根據(jù)導(dǎo)線中點的掃描坐標，可以算出樹障距離電力線路的高低遠近，利用懸鏈線方程可以計算出空間三維的立體坐標系。理論山通過無人機掃描后得出的三個點的信息可以輕松確定具體的拋物線系數(shù)，從而算出樹障的具體拋物線形狀。

（二）數(shù)據(jù)采集

隨著現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)數(shù)字技術(shù)的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)領(lǐng)域所無法實現(xiàn)的問題已經(jīng)不在困擾人們，我國無人機技術(shù)的突飛猛進發(fā)展更是為清障與樹障測量提供了有力的技術(shù)支持，無人機測量技術(shù)在當今我國電力巡檢與樹林清障領(lǐng)域已經(jīng)應(yīng)用十分廣泛，通過無人機進行巡航能夠快速的捕捉當?shù)氐乃?、空氣濕度、樹林形狀、樹木種類、長勢等具體情況，無人機通過高速巡航利用可見光的呈現(xiàn)原理將數(shù)字數(shù)據(jù)捕捉后存入云端，在經(jīng)由云端服務(wù)器的大數(shù)據(jù)分析面板對該區(qū)域內(nèi)的具體情況進行采集與建模，我國大疆公司研發(fā)出一款搭載了一套全自動的無人機采集控制系統(tǒng)，通過預(yù)先設(shè)定軌道的飛行，能夠敏銳的捕捉樹木走廊中的影像，巡檢員只需要通過參數(shù)的修改對其進行高度、飛行速度、巡航時間的設(shè)定，無人機會自動起降進行任務(wù)的跟蹤與修正，例如：大疆無人機在通過操作人員的設(shè)定后，可一次性的對3到4公里的的區(qū)域進行數(shù)據(jù)集圖形影像的處理。

（三）數(shù)據(jù)處理

以大疆無人機公司為例，在其推出的巡林無人機中搭載了一套pix4Dmapper全自動快速處理三維圖像與航空影像的軟件，無人機通過飛行可實施對拍攝到的影像進行三維圖像的編碼及數(shù)據(jù)的反饋，通過智能AI軟件的分析巡林員可以對無人機飛行空域的具體參數(shù)進行掃描后的數(shù)據(jù)處理，得出具體的樹木品種與生長趨勢，計算出危險源，通過智能軟件的分析通過gps數(shù)據(jù)的實時定位與修正可以將區(qū)域內(nèi)的三維立體建模拼接出來，再通過pix4d工程技術(shù)軟件的一鍵式導(dǎo)入樹障安全分析軟件中，通過軟件對無人機采集好的數(shù)字化數(shù)據(jù)進行智能分析，該軟件可通過圖形圖像立體化生成平面地圖，通過軟件的智能測算與分析，可以清晰的在屏幕上標注鐵塔、電線、樹林、湖泊、水域、以及重點區(qū)域樹障情況，將危險充分在地圖中展現(xiàn)出來。

結(jié)束語：綜上所述，可見光影像的架空線路樹障測量技術(shù)對清理樹障有著重要且積極的實用價值，林業(yè)與清障工作人員應(yīng)當緊密配合高效協(xié)同，采用先進的科學(xué)手段與技術(shù)，提供巡林的效率，降低人員的巡林風險，通過先進的無人機飛行技術(shù)與優(yōu)秀的成像軟件，可以獲取重點地段的樹木長勢情況，分析出樹障清理的優(yōu)先級，采取分級管控的方式，優(yōu)先處理重點區(qū)域的重點問題，從而避免樹障事故的發(fā)生，保障電力與林業(yè)清障工作人員的安全，保障地區(qū)民生與發(fā)展。

參考文獻：

[1]曾雅君，姚文燦，王亮.一種基于激光雷達的輸電線路通道樹障檢測方法研究[J].機電信息，2020（26）：93-94.

[2]曾忱，鄒俊，林月峰.基于無人機可見光點云的輸電線路樹障隱患智能分析研究[J].電力設(shè)備管理，2020（03）：38-41.

[3]陳雋，黃偉進，丁武.基于點云數(shù)據(jù)的輸電線路保護區(qū)范圍內(nèi)安全隱患檢測分析方法的研究[J].電工技術(shù)，2020（04）：119-120.

[4]袁文俊，鄭武略，賀敏恒，方博，廖江雨，廖鵬.基于多旋翼無人機GPS坐標計算的樹障面積快速測定法[J].計算技術(shù)與自動化，2019，38（04）：42-46.