三維數(shù)字地形圖在電力工程設計中的應用分析

【摘 要】電力系統(tǒng)建設事業(yè)的建設發(fā)展速度將直接關系到整個國民經(jīng)濟的建設發(fā)展程度。如何針對電力工程進行合理且高效的設計是關系到電力系統(tǒng)運行穩(wěn)定性與可靠性的重要環(huán)節(jié)。在這一過程當中，一種能夠直接且簡化表達各類數(shù)據(jù)、圖像及信息的技術—三維技術開始受到相關工作人員的廣泛關注與重視。本文以三維數(shù)字地形圖為研究對象，結(jié)合電力工程設計作業(yè)特殊性，從三維數(shù)字地形圖基本概述分析、三維數(shù)字地形圖支持下電力工程技術路線與技術措施分析以及衛(wèi)片正射影像圖質(zhì)量及后續(xù)處理分析這四個方面入手，圍繞三維數(shù)字地形圖在電力工程設計中的應用這一中心問題展開了較為詳細的分析與闡述，并據(jù)此論證了三維數(shù)字地形圖在實現(xiàn)三維設計過程與設計結(jié)果可視化，提高電力工程設計作業(yè)質(zhì)量與效率的過程中所起到的至關重要的作用與意義。

【關鍵詞】三維數(shù)字地形圖；電力工程；設計；技術路線；措施；衛(wèi)片正射影像

眾所周知，地形圖一直以來都是工程設計的最基本平臺。在現(xiàn)代科學技術蓬勃發(fā)展的作用之下，傳統(tǒng)意義上的二維地形圖已無法充分滿足新型三維設計的相關需求。如何以具有三維實感的立體模型為載體，在工程設計過程當中確保整個設計過程與設計結(jié)果的可視化已成為現(xiàn)階段相關工作人員最亟待解決的問題之一。

1 三維數(shù)字地形圖基本概述分析

三維數(shù)字地形圖從本質(zhì)上來說也是線劃地形圖的一種表現(xiàn)形式。在三維數(shù)字地形圖當中，地形地物均能夠視作整個三維空間中的基本對象，以點、線、面或是體狀符號表現(xiàn)在整個三維空間當中。與此同時，地物地貌的水平位置可以選取其在水平空間中的正形投影為參照，并在特征線作用之下精確反應地物地貌的實際高程。簡單來說，所有表示與描述地物地貌的特征點與特征線均為三維屬性，此種狀態(tài)下的數(shù)字地形圖即可視作三維數(shù)字地形圖。

一般來說，在當前技術條件支持下，三維數(shù)字地形圖選用大比例尺對小區(qū)域范圍內(nèi)的地理信息進行詳細表述與說明。從這一角度上來說，三維數(shù)字地形圖有著直觀、精準、完整且真實等多個方面的應用優(yōu)勢。特別值得注意的一點在于：受到三維數(shù)字地形圖對測繪技術所提出要求的系統(tǒng)化影響，有關三維數(shù)字地形圖數(shù)據(jù)的采集技術應當體現(xiàn)針對地理信息的完整理解與精確表達。

2 三維數(shù)字地形圖支持下電力工程技術路線與技術措施分析

（一）衛(wèi)星影像立體模型的構(gòu)建分析。首先，相關工作人員需要針對包括TM、Spot以及DEM在內(nèi)的各種衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換。特別注意收集而來的DEM數(shù)據(jù)多為軍隊標準格式，應當結(jié)合DEM軍標格式特點對格式轉(zhuǎn)化接口程序進行編制，在此基礎之上確定衛(wèi)星影像立體模型的相關指標參數(shù)。更為關鍵的一點在于，相關工作人員應當依照手工選定基本匹配點→自動匹配后剔除粗差→人工補充自動匹配后的同名點→基于模型自動相對定向?qū)δＰ屯夥轿辉剡M行計算的步驟方式完成影響模型的匹配及相對/絕對定向作業(yè)。

（二）線路正射影像路徑圖的制作分析。首先，工作人員需要結(jié)合Cyberland專業(yè)軟件的應用內(nèi)容對SPOT正射影像及TM影像進行數(shù)據(jù)準備。其中，SPOT原始數(shù)據(jù)由立體模型獲取，TM原始數(shù)據(jù)由PS軟件處理波段影像獲取；其次，需要針對PS軟件所處理3個波段的TM格式影像進行正射糾正作業(yè)，確保其能夠與Spot正射影像相吻合。進而依照此方式完成有關TM影像與Spot影像的融合及拼接作業(yè)；最后，在Photoshop專業(yè)軟件作用之下完成路徑圖的制作及相應圖像處理作業(yè)。在這一過程當中，需要特別注意以下兩個方面的問題：①在對軟件與圖像關系不夠了解的情況下，需啊喲針對路徑圖制作過程當中的各種參數(shù)以實驗方式進行比對，優(yōu)選最佳參數(shù)；②三維數(shù)字地形圖實際應用過程當中對于硬盤儲存能力的高需求以及計算機硬軟件程序開啟影像文件反應時間的高需求需要相關工作人員強化計算機程序的處理能力并提升硬件系統(tǒng)儲存空間。

（三）三維模型的構(gòu)建與線路漫游的實現(xiàn)方式分析。首先，從設備配置與軟件選取角度上說，要想實現(xiàn)整個電力工程設計線路的無阻礙漫游，計算機硬件配置中央處理器主頻需要在2G以上，內(nèi)存在512M之上且具備能夠支持3D功能的顯卡裝置；其次，從數(shù)據(jù)組織角度上來說，對于立體模型生成產(chǎn)品而言，線路測區(qū)的DEM格式數(shù)據(jù)與正射影響拼接數(shù)據(jù)是最基本的；最后，從漫游場景的構(gòu)建角度上來會說，相關工作人員需要借助DEM格式數(shù)據(jù)、三維模型以及正射影像數(shù)據(jù)，以3DBrowser模塊為載體，實現(xiàn)現(xiàn)實場景的恢復，從而完成線路漫游。

3 衛(wèi)片正射影像圖質(zhì)量及后續(xù)處理分析

在當前技術條件支持下，相關工作人員主要在Cyberland專業(yè)軟件支持下針對衛(wèi)片正射影像圖進行生成作業(yè)。與此同時，Cyberland專業(yè)軟件同樣能夠在半自動軟件作用之下針對影像完成包括配準、融合以及糾正在內(nèi)的一系列處理作業(yè)，在此基礎之上，Cyberland專業(yè)軟件所生成的折射影像能夠在VirtuoZo的復制之下進行拼接操作，進而完成整個專題圖的生成作業(yè)。

筆者認為，專題圖作為三維數(shù)字地形圖中的一種影像式產(chǎn)物，其在視覺感官效果上較傳統(tǒng)意義上的原始衛(wèi)片應當具備更為顯著的優(yōu)勢。要想實現(xiàn)其在視覺感官方面的優(yōu)勢，相關工作人員必須針對所獲的專題圖進行相應的系統(tǒng)化處理。在這一過程當中所選用的專業(yè)軟件包括Envi、ImageXuite以及Photoshop這幾種類型。在上述幾類專業(yè)處理軟件的作用之下，相關工作人員可以較為簡便的完成有關專題圖的勻光、邊緣增強以及濾波處理，從而使整個專題圖的影像質(zhì)量與清晰度得到顯著提升，此種狀態(tài)下的專題圖清晰程度甚至可以與航片相似。

特別值得注意的一點在于：經(jīng)實踐觀測我們不難發(fā)現(xiàn)，在衛(wèi)片環(huán)境作用之下，相關工作人員針對電力工程設計線路路徑所作出的漫游顯示會在一定程度上呈現(xiàn)出一定的失真問題。這直接導致電力工程設計線路路徑的部分細節(jié)問題無法得到及時且精確的反應。造成這一原因的關鍵在于衛(wèi)片漫游自身視點較高，在較低分解率作用之下無法確保路徑細節(jié)反應的完整性與真實性。然而與此同時，正是由于衛(wèi)片漫游具有較高的視點，整個電力工程設計線路的整體輪廓及結(jié)構(gòu)才能夠得到有效的反應，這也是傳統(tǒng)意義上其他反應方式所無法相比的。有關這兩者之間的矛盾問題也正是未來相關工作人員的研究重點與中心所在。

4 結(jié)束語

總而言之，本文應用三維數(shù)字地形圖對電力工程設計進行輔助，所取得的效果十分顯著。基于三維數(shù)字地形圖的電力工程選線作業(yè)有著區(qū)別于傳統(tǒng)選線方式更為突出的優(yōu)勢。更為關鍵的一點在于：對于電力工程設計而言，三維數(shù)字地形圖所表現(xiàn)出的直觀、及時、精確以及高效等諸多技術優(yōu)勢大大降低了線路設計作業(yè)人員的勞動強度，并顯著提升了電力工程所選取路徑方案可靠性。

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