摘要:在电力线路设计中利用先进勘测技术,能够大大降低外业工作量,且先进勘测技术勘测出来的结果也比利用传统方法、传统仪器测量的结果精度更高,本文总结了目前各种主流的勘测技术在电力线路设计中的应用现状,同时分析、总结、比较其中的优劣势,寻求最符合实际的电力线路勘测技术。
关键词:勘测技术;线路设计;比较设计;应用
一、引言
随着社会科技不断的向前发展、突破性的飞跃、电力体制改革的不断深入及国家电网建设力度的增强,迫切需要改变传统的输电线路勘测技术,唯有如此,才能促使和保证电力建设工程的顺利进行,并最终为国民经济建设保驾护航。输电线路勘测技术在电力建设工程中具有举足轻重的作用,在一定程度上影响着电力建设工程的造价与质量,甚至可以说决定着工程的成败。随着“数字电力”的不断发展和完善,地理信息系统、三维技术和卫星遥感技术在电力系统中越来越起到不可估量的作用。传统工作模式手段落后,野外工作劳动量大,作业效率低,已不能适应“数字电力”的需要。将先进技术充分运用于电力线路设计中,是提高电力线路勘测水平的必然要求。目前随着勘测技术的不断发展,各种勘测技术对都对提高电路设计起到了积极的作用。本文就不同勘测技术在电力线路设计中的现状进行了总结和分析。
二、海拉瓦技术
海拉瓦技术全称为海拉瓦全数字化摄影系统,是目前世界上一种较为先进的地理测量技术,其在勘测过程中相当于一个中介和转换器,将飞机、卫星和GPS等不同高度、层面的高科技勘测基数连接起来,生成数据之后,再通过精确度极高的扫描仪和计算机信息处理系统,将各种影像资料、三维模型进行生成、整合,最后以标准通用格式输出图像和数字信息。
海拉瓦技术应用的意义在于,大大提高了勘测的精度和准度,避免了传统的人为实地测量、通过手工度量等方式进行定位而导致的误差较大;同时,人为测量的减少意味着电路设计在勘测过程中受恶劣天气、险峻地形的影响将大大降低,既避免了人员的伤亡又提高了电力线路勘测的速度。
海拉瓦技术主要由正射影像地形图(DOM)、数字地面模型(DTM)、立体影像三大部分组成。
正射影像地形图纠正了以往航空影像误差较大的缺陷,将航空影像和地形图的优点结合起来,生成含有丰富的地形、地貌等地理信息并且有一定比例尺标准的影像图。地形复杂的区域也可以通过调整比例尺来最大化地为勘测提供必要信息。数字地面模型则是指将线路走廊内的地形信息进行数字化,可以根据需要随时提取必要的平断面图,并根据相关的数据计算建设所需的资源等。最后是立体影像,立体影像是在在正射影像地形图和数字地面模型所提高的数据基础上进行建模,配置专门的眼镜之后,可以观察到立体的模型并任意调整大小,从而能够保证电力线路在特殊情况的精准设计。
三、“3S”技术
“3S”技术是全球定位系统GPS、遥感系统RS和地理信息系统GIS的简称。“3S”技术在电力线路设计中的应用流程如下:首先通过遥感系统和全球定位系统收集精确度高、丰富的与电力线路设计相关的数据,根据这些数据建立数据库,即地理信息系统。“3S”技术为电力线路设计提供了丰富的信息,保证在勘测过程中能够充分考虑各种因素,提高勘测的准度和安全性。
目前,“3S”技术在我国已经具有了一定的规模和市场,政府部门或公司等不同主体均采用该技术收集数据。除了最常见的利用GPS技术收集地理位置相关信息之外,地理信息系统在自然资源调查中也常被用到,并且随着时间的推移在电力线路设计中也常被使用。
由于“3S”技术其实是由三项技术联合使用的,因此每一项技术所收集到的信息或数据库建立的精度都会影响到电力线路设计,其中最关键的环节是运用卫星所拍摄的照片的分辨率和数据的精度高低。分辨率、精度越高,所建立的电力线路信息平台的质量越高,就越能够为勘测电力线路设计提供更有用的基础。
四、航测技术
3S技术已经能够在全球范围内应用但是其应用的是相对定位的原理,因此绝对定位的发展相对缓慢,而航测技术的发展很好地弥补了“3S”技术的短板。只要给定卫星的规定和精密钟差,建立观测模型便可以计算出接收仪器的精确位置,也就能够很好地计算出精确度高的坐标。航测技术以推扫式航空传感器为代表,其可以无需借助外业控制测量便能独立进行加密和测图,相比3S技术三种技术联合进行测量,航测技术大大提高了工作效率,加快了制作地形图的速度。
航测技术在电力线路设计中的应用原理如下:通过集成高性能镜头系统和惯性测量转制IMU生成了黑白及彩色外影像,再通过POS技术以线阵CCD推扫的方式获取地面的数字信息,最后以WGS-84坐标系统为统一标准,将先前流程所获取到的信息进行转换,生成具有绝对坐标信息的地形图,为电力线路设计提供参考。
五、机载激光雷达技术
机载雷达激光技术通过激光来测量距离和方向,并在位置、径向速度及识别目标的特征等信息的基础上通过不间断地识别已达到精确定位目标的目的。机载激光雷达技术是目前最先进的勘测技术,该技术已经逐渐应用于电力线路设计勘测中,解决了先前的电力线路设计勘测基数工作量大、精确度低、周期长的问题。
机载激光雷达技术能够快速获取大规模的大面信息,并且可以穿透植被等,快速生成数字高程模型(DEM)、数字表面模型(DSM)和数字正射影像(DOM),其主要由五个部分组成,激光扫描仪、动态差分GPS、惯性测量系统、高精密数码相机和中心控制单元。虽然机载激光雷达技术已经逐渐应用于电力工程中,但是应用规模尚处于初步阶段,大多数应用是出于试验的目的测量机载激光雷达技术的精确度,如地方的电力设计院先后运用该技术进行超高压、特高压试验,真正的大规模使用尚未开始。
六、讨论
从上述可以得知目前我国在电力线路设计中应用到的主要勘测技术有:海拉瓦技术、“3S”技术、航测技术和机载激光雷达技术。不同勘测技术的优缺点总结如下:
从上述比较可以得知,不同的先进勘测技术具有不同的优缺点,因此在电力线路设计的勘测过程中,采用哪种技术需要结合实际情况来决定。虽然数据精确度越高、定位越准确能够为后续的电力线路设计提供很好的基础,但是在决定技术的同时也需要引进成本的高低以及应用规模的大小。
先进勘测技术的应用,大大节约了劳动成本,提高了电力线路勘测及设计工作效率,其最终目的就是减少人为勘测所带来的精确度低、效率低、存在人员伤亡等问题,同时,在实际工作中,达到了提高工效、节省资金开支的预期目的。随着各项先进技术的不断发展以及逐渐应用,电力线路勘测的效率和精准度也会不断提高,并将不断促进我国电力线路工程建设的发展。为社会建设,经济发展做出更多更大的贡献。
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论文作者:郭鑫
论文发表刊物:《电力设备》2019年第17期
论文发表时间:2019/12/16
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