广东孛特勘测设计有限公司 广东广州 510610
摘要：经济的发展带动测绘技术的不断进步，使得无人机倾斜摄影测量技术的应用逐步拓展到民用电力系统建设中。本文论述了无人机倾斜摄影测量技术在输电线路建设中的多元化应用趋势，本文就通过我司自2016年引进深圳飞马F1000无人机后在一系列输变线路工程中的实际应用，总结出了未来无人机倾斜摄影测量技术在山区电力系统应用中的广阔发展平台和强大决策辅助能力。
关键词：无人机；倾斜摄影测量 电力系统；应用发展；电网建设；检修
引言
众所周知，发电站多建设在偏远地区，特别是水力发电厂更是建立在深山河道上，即使在市区，输电线路工程路径一般都会布设在远离居民聚居区域,往往沿着人迹罕至的高山密林地区布设,尽可能减少对人居环境的影响,同时避免因为征迁引起的工程造价、时间成本的增加。这就造成了数电线路工程地形条件复杂,勘测设计难度大等现实困境。如果采用以往输电线路勘测作业方式,需要大面积砍伐路径通道,既不环保高效也不符合政府关于“青山挂白”整治的要求。同时,由于传统测绘的作业方式,路径方案需要在获得现场测量数据之后才能确定,造成现场劳动强度大、效率低、砍伐树木等获得测绘数据,而定下的路径方案缺乏全局观和整体性,往往会随着线路往前推进,新出现的种种障碍因素对前面已选定的方案造成颠覆性的影响,最终不得不进行方案变更（修改），从而造成重复工作量大、效率难以提升、工期滞后，影响投资效益。所以采用无人机倾斜摄影测量技术辅助电力线路工程勘测设计是一种最佳的作业方法，也是大势所趋。
1无人机倾斜摄影测量技术概述
近年来地理空间信息技术发展迅猛，尤其是灵活机动、相应快速的无人机倾斜摄影测量技术，大大提升了平面高程（三维）精度，更是在几年成长迅速，无人机倾斜摄影测量成为航空测量发展的新趋势。无人机倾斜摄影测量技术为测绘行也提供更高效、安全的测绘方式。经我司在多个项目的实际应用证明，使用深圳飞马F1000无人机倾斜摄影测量技术至少可以满足1：1000国家航空摄影测量规范的要求。飞马F1000无人机测量技术具有机动、快速、经济等特点，在阴天、轻雾天高精度测量数据，从而将大量的野外工作转入内业，既能减轻劳动强度，又能提高作业的技术水平和精度。由于深圳飞马F100无人机测量成本低、安全系数高、使用方便等的优势，使得无人机测量在水利设计、地形测绘、森林防火、植被调查等民用领域应用广阔。目前，在山区电力输电线路设计中，由于传统测绘方式有一定的局限性，建议勘测部门大力引用无人机进行作业。。
2山区输电线路设计中测量技术研究
2.1传统测量方式在山区输电线路测量中的局限性
传统山区测量采用传统的三角网、导线网进行输电线路测量，要求点间通视，而且精度分布不均匀，因此测量精度不能够保证，而且耗费大量的人力、物力，效率低下；当今广泛采用倾斜摄影测量技术，可以既保证精度要求，也大幅度提高测量速度，人力投入又少。但是遇到山区树林密集，既是传统测绘方式亦无法解决时不在本文谈论范畴。
2.2协助线路设计
随着现在输电工程的快速建设，一些规模较小、路径较短，工期要求紧的工程越来越多，在进行工程规划时搜集相关的地形地理测量数据是十分有必要的。而大多数情况下，受地理环境限制，工作人员在地势复杂处水平面上观察时，容易被山体树木遮挡视线，无法有效获得整体全貌，此时应用无人机航摄技术从高空进行俯拍可以有效解决这一难题。无人机航摄系统能借助卫星导航技术、通信技术实现低空航摄飞行，快速获取地面影像数据，对区域走廊通道进行整体规划，弥补现场视野受限的不足。具有机动性强、成本低、外部环境影响小、分辨率高、作业周期短等优势，可有针对性的收集到包括通道俯视图、线路走向图等一系列内容，便于协调各工程项目关系。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在基建技改上无人机收集到的全方位、多角度真实影像与数据资料，可充分利用有限的通道资源，使线路走向和区域规划更加合理。
2.3展绘及调整路径
在无人机获得的航拍立体场景中,选线人员将初步设计路径展绘到全数字影像地形图上并作初步布设、调整。选线人员通过电脑在全数字摄影测量系统上一个一个模型仔细观察路径两旁的地物与地貌，并进行比对。通过其测量模块,量测建筑物、电力线、通讯线、采石场等对线路有影响的地物到路径的距离以及垂距,以及陡峭地貌的坡度,加上对地物地貌的识别及时向他们提供线路是否跨越房屋以及房屋的属性,局部地段立塔条件是否具备,能否跨越电力线以及转角的度数和数量、转角间的距离等信息,从而确立路径成立与否。
3山区输电线路设计中无人机倾斜摄影测量技术研究
3.1无人机倾斜摄影测量技术测量原始数据预处理
通过收集已知控制点进行检验联测布设像控点。通过对无人机测量数据的预先处理，可以使航摄影像在属性上保持一致，保证图像拼接的准确率和镶嵌后的自然过渡，为后续处理打下基础。通过相邻影像的匹配获取像片同名点，同名点在相邻影像的重叠区内均匀分布，满足重叠度计算和区域网平差的要求，计算影像数据的重叠度是否满足要求，为后续数据处理做好准备。当前无人机测量多搭载非量测型相机，需对像片进行畸变差改正处理，对空三加密定向的成果进行高精度匹配获取数字表面模型，对数字表面模型进行过滤编辑，得到数字高程模型，再利用数字高程模型对影像纠正，得到正射影像拼接成成果数据。
3.2地形图测绘
机载设备的多样性，决定了无人机在多个方向的不同用途。其中地形图测绘即利用机载遥感设备如高分辨率数码相机、红外扫描仪、激光雷达系统等获取信息，再在计算机上对图像进行处理按照一定精度要求制作成图像，从而提供综合的地理、资源信息。在电网工程建设中，无人机激光雷达系统是获取三维地理信息的主要途径，可广泛应用于森林参数提取、道路网格获取、高精地形生产、房屋建筑建模，从而提供正确、完整的信息资料，为厂站选址、走廊规划的科学决策提供详细的基础资料，并减小了劳动强度，提高劳动生产率。
3.3无人机测量数据成果制作
通过无人机获取原始数据可以获取高精度的DOM和DSM数据，可以多视角地观看区域地貌、地物等细节信息，获取输电线路沿线的地形条件，可综合考虑沿线的交通运输、施工条件和环境保护等因素，选择路径选择最优方案，从而使设计的塔位、优化输电线路路径，将对生态和居民的影响最小化。影像处理后可以得到3D产品DEM、DOM、DSM数据。选线完成后,对电塔排位中间成果、最终成果、最终路径等数据均可存储和导出,还可将相关数据转换为AutoCAD支持的dwg数据格式,方便线路设计人员调取和使用。最终路径确认后,利用出图模块,叠加等高线、调绘信息等内容,生产工程全线的正射影像路径图。
4使用无人机测量应注意事项
操控无人机航拍前需掌握一些专业知识。使无人机测量过程安全可靠，测量成果具有足够的精度，满足输电线路设计要求。无人机航拍前需注意天气和场地的问题。选取空旷的地方，对周围及待飞区域地形、地貌及敏感地物调查清楚。当前无人机测量技术在输电线路设计方面能够满足一定的生产需求，但其精度和可靠性有待进一步的研究和加强，也是今后研究的热点和难点。无人机测量最重要的还是增加对无人机性能的了解，提高操控技术，在日常飞行中多进行安全检查，同时，要尽量避免在人多的地方低空航拍，尽量选择空旷的地方。
结语
综上所述，无人机在电力系统中的应用具有十分重要的意义，它可以为电力系统安全、稳定运行提供充分的保障，可以高效率、高质量完成电网建设中高难度工作，通过精准的测量，可以为线路日常维护工作提供科学的理论依据。因此，要使无人机倾斜摄影测量技术在电力系统中完全发挥作用，就必须对无人机系统进行不断的优化和创新，这也是未来无人机倾斜摄影测量技术研究领域和电力行业工作的重点。
参考文献:
[1]于君.无人机技术在电力勘测设计中的工程应用研究[J].自动化博览，2016（02）：80-82.
[2]罗文，张启峰.航测技术在高压输电线路勘测中的应用[J].西北电力技术，2003（05）：58-59.
论文作者:李良,楚公博,吴寿杜
论文发表刊物:《防护工程》2017年第33期
论文发表时间:2018/3/27
标签：无人机论文; 测量论文; 线路论文; 技术论文; 路径论文; 数据论文; 精度论文; 《防护工程》2017年第33期论文;