遙感技術(shù)在西藏吉隆輸電線路中的應(yīng)用

李曉晨，張緒朋，姚 喜

（山東省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院，山東 濟(jì)南 250013）

吉隆縣位于西藏自治區(qū)日喀則地區(qū)西南部，總面積9 009 km2。全縣平均海拔在4 000 m以上，縣城海拔約為4 200 m。該縣地質(zhì)構(gòu)造北部為高原寬谷湖盆地，南部為深切級(jí)高山峽谷，大致以喜馬拉雅山段至希夏幫馬山峰至脊線為界，其北翼表現(xiàn)為南高北低，南部位于喜馬拉雅中段。一江兩河（雅魯藏布江、東林藏布河、吉隆藏布河）貫穿全境，形成極其豐富的水利資源網(wǎng)絡(luò)。全縣轄2個(gè)鎮(zhèn)、3個(gè)鄉(xiāng)；有3個(gè)居委會(huì)、40個(gè)村委會(huì)，縣政府駐宗嘎鎮(zhèn)。

1 工程概況

西藏吉隆35 kV輸電線路項(xiàng)目位于西藏日喀則地區(qū)吉隆縣境內(nèi)，屬于山東省水利廳對(duì)口援建西藏項(xiàng)目，由山東省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，線路全長(zhǎng)約200 km，線路路徑高程在3 000～5 000 m之間，屬山區(qū)，35 kV單回架空線路，采用角鋼鐵塔、鋼筋混凝土桿。選線地形圖比例尺為1∶5 000。吉隆縣地處偏僻，交通困難，自然條件差，生產(chǎn)發(fā)展緩慢，又是邊境縣，輸電線路建成后，給當(dāng)?shù)厝罕妿?lái)生活上的極大便利。同時(shí)，對(duì)加強(qiáng)民族團(tuán)結(jié)，穩(wěn)定社會(huì)秩序，保衛(wèi)邊疆鞏固國(guó)防有著重要的政治意義。

2 遙感技術(shù)介紹

遙感技術(shù)是在不直接接觸目標(biāo)的情況下，對(duì)目標(biāo)或?qū)ο筮h(yuǎn)距離探測(cè)和感知，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)傳輸和處理其信息從而識(shí)別目標(biāo)屬性的技術(shù)。遙感一般選用衛(wèi)星和飛機(jī)作為傳感器平臺(tái)，不受地理環(huán)境的影響，探測(cè)面積大，可獲得大范圍光譜波段的信息，因此在西藏吉隆縣應(yīng)用遙感技術(shù)制成三維地形圖有巨大的優(yōu)越性。本項(xiàng)目應(yīng)用IKONOS衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)。IKONOS衛(wèi)星是美國(guó)空間成像公司于1999年發(fā)射的太陽(yáng)同步軌道衛(wèi)星，采用全色CCD探測(cè)器，能提供分辨率達(dá)1 m的衛(wèi)星遙感影像。

經(jīng)過(guò)分析比較三維立體測(cè)圖時(shí)使用地面控制點(diǎn)校準(zhǔn)，1∶5 000地形圖水平方向精度為2 m，豎直方向精度為3 m。

3 項(xiàng)目作業(yè)流程

3.1 構(gòu)建影像控制

經(jīng)資料收集，現(xiàn)場(chǎng)查勘，測(cè)區(qū)附近現(xiàn)有三角點(diǎn)（導(dǎo)線點(diǎn)）Ⅰ加吉2、Ⅰ仲定1和塔山。坐標(biāo)系統(tǒng)為1980西安坐標(biāo)系，三度分帶，中央經(jīng)線為東經(jīng)84度。經(jīng)分析精度可靠，標(biāo)志保存完好可作為本次衛(wèi)星遙感影像控制測(cè)量聯(lián)測(cè)點(diǎn)和起算點(diǎn)使用?？紤]到西藏高原投影變形影響，選取吉隆縣平均高程4 000 m作為投影面。影像首級(jí)控制采用覆蓋整個(gè)測(cè)區(qū)的D級(jí)GPS控制網(wǎng)，依據(jù)《全球定位系統(tǒng)（GPS）測(cè)量規(guī)范》，采取整體布網(wǎng)，統(tǒng)一數(shù)據(jù)處理的方式，共布設(shè)靜態(tài)點(diǎn)8個(gè)。對(duì)整個(gè)靜態(tài)網(wǎng)進(jìn)行高程擬合，獲得大地正常高系統(tǒng)高程，高程系采用1985國(guó)家高程基準(zhǔn)。在靜態(tài)控制網(wǎng)的基礎(chǔ)上，采用Leica公司雙頻GPS接收機(jī)，運(yùn)用GPS動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)差分RTK(Real-time kinematic)技術(shù)，實(shí)施平面控制和高程控制測(cè)量，作為遙感影像基礎(chǔ)控制。

影像控制點(diǎn)測(cè)量采用單基站RTK和網(wǎng)絡(luò)RTK兩種方式進(jìn)行，條件較困難的地區(qū)采用單基站RTK。用電臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，基準(zhǔn)站應(yīng)選擇在測(cè)區(qū)相對(duì)位置較高的位置。用移動(dòng)通信時(shí)基準(zhǔn)站選在有移動(dòng)通信信號(hào)的位置。像控點(diǎn)選取在圖像上有明顯的、清晰的定位識(shí)別標(biāo)志，如道路交叉點(diǎn)、河流叉口、建筑邊界、地塊角點(diǎn)。像控點(diǎn)選取原則是點(diǎn)位分布相對(duì)均勻、特征明顯、交通便利、數(shù)量足夠、盡可能在全色光譜上選取，盡量避開(kāi)高壓線、大面積水域等。在實(shí)地對(duì)照影像圖片進(jìn)行優(yōu)化選點(diǎn)，寫(xiě)好點(diǎn)位說(shuō)明，并拍攝相片。影像控制點(diǎn)平面收斂精度小于0.05 m，高程收斂精度小于0.03 m。

3.2 影像數(shù)據(jù)處理

IKONOS影像處理使用ERDAS IMAGINE軟件。ERDAS IMAGINE是美國(guó)ERDAS公司開(kāi)發(fā)的遙感圖像處理系統(tǒng)。對(duì)有數(shù)據(jù)的波段進(jìn)行參數(shù)調(diào)整以得到效果較好的影像數(shù)據(jù)質(zhì)量。對(duì)全色與多波段影像數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配融合，融合后將得到高分辨率的真彩色I(xiàn)KONOS衛(wèi)星地圖影像數(shù)據(jù)。影像應(yīng)紋理清晰、層次豐富、反差適中，目視效果好；融合后的影像彩色接近真實(shí)自然，色彩均衡一致，無(wú)明顯偏色與拼接痕跡。在不破壞原有色調(diào)層次的基礎(chǔ)上分別對(duì)全色影像和多光譜影像進(jìn)行模糊、去云霧燈增強(qiáng)預(yù)處理；根據(jù)影像的灰度動(dòng)態(tài)范圍確定融合算法進(jìn)行融合；融合后的影像應(yīng)能反映細(xì)部特征，紋理清楚，色彩鮮明。GPS像控點(diǎn)輸入，ERDAS自動(dòng)解求模型，計(jì)算中誤差、殘查及控制點(diǎn)X、Y坐標(biāo)值誤差。殘差合格后進(jìn)行影像正射糾正。影像正射糾正采用ERDAS的正射模塊，采用實(shí)測(cè)GPS點(diǎn)構(gòu)TIN(不規(guī)則三角網(wǎng))生成的DEM (格網(wǎng)間距2.5 m)。數(shù)字正射影像（DigitalOrthphotoMap）簡(jiǎn)稱(chēng)DOM，是利用數(shù)字高正模型（DEM）對(duì)處理過(guò)的數(shù)字化的遙感影像。在IKONOS影像糾正過(guò)程中，為了提高影像融合的質(zhì)量，對(duì)同一景影像的全色數(shù)據(jù)和多光譜數(shù)據(jù)使用了同一套控制點(diǎn)。作業(yè)流程如圖1示。

3.3 數(shù)字正射影像成圖

數(shù)字正射影像（DOM）按照1∶5 000標(biāo)準(zhǔn)分幅進(jìn)行剪裁，生成數(shù)字線劃圖（DLG）。數(shù)字線劃圖（DLG）數(shù)據(jù)采集精度相對(duì)于附近野外控制點(diǎn)的平面位置中誤差以及高程注記點(diǎn)、等高線對(duì)附近野外控制點(diǎn)的高程中誤差均不得大于表1規(guī)定值，特別困難地區(qū)（大面積的森林、沙漠、戈壁、沼澤等）按相應(yīng)類(lèi)別放寬0.5倍。

表1 DLG數(shù)據(jù)相對(duì)附近野外控制點(diǎn)的中誤差 m

DLG圖幅整飾依據(jù) “高分辨率影像數(shù)據(jù)處理及數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)技術(shù)要求”利用MAPGIS數(shù)據(jù)平臺(tái) ，按照1980西安坐標(biāo)系、1985年國(guó)家高程基準(zhǔn)生成基于CAD2002的1∶1萬(wàn)標(biāo)準(zhǔn)分幅圖。地形圖等高線根據(jù)TIN和DEM重新構(gòu)造。由于現(xiàn)實(shí)世界和數(shù)字地圖有差異，地形圖必須對(duì)照DOM經(jīng)過(guò)人工判讀和檢查。從影像能準(zhǔn)確判讀的水系、交通、居民地以及工礦設(shè)施、植被要素，幾何位置依據(jù)DOM影像采集，賦要素代碼，其他屬性值參照DRG以及有關(guān)專(zhuān)題資料判定錄入；不能準(zhǔn)確判繪的要素內(nèi)容（包括圖形與屬性），如地名、境界、管線等要素以及其他有關(guān)要素的屬性到野外進(jìn)行調(diào)繪。繪圖員在完成測(cè)圖工作后，應(yīng)首先借助微機(jī)自檢，消除因內(nèi)業(yè)處理造成的錯(cuò)誤。

4 結(jié)語(yǔ)

輸電線選線地形圖應(yīng)具有實(shí)時(shí)性和經(jīng)濟(jì)性，而遙感影像正好滿足其要求。在西藏人煙稀少、交通不便、氣候惡劣的地區(qū)，通過(guò)遙感技術(shù)成小比例尺地形圖給水利水電勘察設(shè)計(jì)帶來(lái)極大的便利和效益，這是實(shí)地測(cè)量和航空測(cè)量所無(wú)法比擬的。總體上說(shuō)，遙感技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)廣泛，應(yīng)用深度也不斷加強(qiáng)。地形圖成圖精度的關(guān)鍵在于做好像片控制點(diǎn)的精度。在野外如果有條件應(yīng)有計(jì)劃、有目的的多測(cè)檢查點(diǎn)，這樣有利于提高重新構(gòu)造后的DEM的精度。