空間影像技術在架空送電線路測量中的應用

韓洪武

【摘要】隨著全國高壓電網建設步伐的不斷推進，西電東送、電力遠距離傳輸、電網跨越省份、地區多以及電網穿越地形復雜，為了順應這一發展趨勢，架空送電線路測量必須實現更高的發展。傳統的測量方法與現代化電力施工要求已經出現了不相稱的現狀。空間影像測量技術的應用，一方面可以采集到傳統測量方法沒有辦法采集的圖像數據，另一方面其可以實現對空間數據坐標的采集。空間影像測量技術的應用加快了測量效率，節約了時間，為項目的審核及決策提供方便。

【關鍵詞】空間影像技術架空送電測量

【中圖分類號】TM752 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672-5158（2013）01—0135—01

東部城市是我國經濟高發區，用電危機一直威脅著這些地區的用電安全。隨著經濟的發展，大批特高壓線路的建設在緩解東部用電高峰城市電力危機方面發揮著不可忽視的作用。但是特高壓線路建設難度大，而且建設工程相當復雜。其具備的特點是高壓電線跨越地形復雜且數量繁多、電線檔距長、鐵塔高等。特高壓線路的主要功能是實現對經濟發達、工業發達的地區進行長途輸電，確保其用電安全。然而，對于傳統的測量技術而言，這些新的要求已經無法得到充分的滿足，所以現代化的空間影像測量技術的開發和應用迫在眉睫。

一、傳統的電力測量技術

何謂傳統的電力測量？其方式主要是通過采用基于懸高測量方法的平視法測量方式來解決對架空送電線路測量點的測量。對凈空距離以及導線弛度的測量是統的電力測量的重難點。

所謂懸高法，它的應用主要是為了對難接近點的三維坐標的測量，比如：鐵架橫擔、架空導線等。懸高法作為間接測量方式的一種，其主要用于測量非接觸點的三維坐標。但是懸高法測量方式存在著很大的局限性，主要表現在懸高點的精確度被棱鏡以及懸高點鉛錘度限制，換句話說就是只有棱鏡與懸高點處于同一條豎直的鉛錘線上，懸高點三維坐標的精度才能得到保證。下面是一個具體的數據分析：

當棱鏡與懸高點的垂角被設定為450時，水平距離上10厘米的誤差導致的高程誤差達到10厘米；如果棱鏡與懸高點的垂直角被設定為600時，水平距離上10厘米的誤差導致的高程誤差達到17厘米。

二、空間影像測量技術

（一）空間影像測量技術

所謂空間影像測量技術，它是指待測物體的各個點的坐標位置，通過借助于待測物體的影像對待測物體的三維幾何坐標，以及空間位置來加以確定。它是一種符合現代化測量要求的技術。相對于傳統攝影測量方法，空間影像測量技術存在很多的不同點：空間影像測量技術加入了全站儀光學測量的相關功能，該作用在于對待測物體特征的采集以及對待測物體影像測量數據的采集，通過上述數據以及物體特征的采集進而實現對待測物體影像各方位元素的收集以及從全方位糾正待測物體，最終實現測量的高效率以及高精度。但是傳統測繪技術與三維掃描相結合的Trimble VX空間測站儀也能夠采集到“一站式”空間影像數據。

（二）矢量照片

空間影像技術能夠采集到矢量照片。VX空間測站儀具有矢量CCD傳感器，該傳感器同測距以及測角傳感器處于同一軸線上。CCD傳感器能夠對矢量數碼相片進行高效采集、憑借VX實現待測物體的常規測量，從而收集到被測物體的相關矢量影像。同一般數碼相片相比較，該相片被標有具體的精確坐標，方便了對該坐標點的準確測量。內業對矢量照片的數字化處理，能夠得出被測物體的三維影像數據信息；采集被測物體全方位矢量影像數據，能夠得出被測物體的3600矢量照片。

（三）點云掃描

所謂點云掃描，它是指對選定的區域進行有序的掃描測量。VX空間測量儀能夠快速、精確、自動地收集目標物體和目標區域的表面坐標，即點云。點云涵蓋了待測物體的點三維坐標數據，實現有效采集大量的繁雜三維坐標，從而實現后期三維建模處理對大量數據的需要。矢量影像數據與數字濾波處理后的點云數據可以實現紋理疊加，從而糾正了攝影存在的不足。三維建模可以被傳人至CAD或者3DMax進行深入處理，從而得到預期的效果。

三、空間影像測量與電力施工測量的密切聯系

空間影像測量技術是非接觸式野外測量方式的一種，它的優點在于針對架空送電線路測量施工過程中可能存在的問題進行高效處理。空間測站儀主要是從矢量照片、長距離棱鏡反射測量、點云掃描以及外業數據采集等各方面實現了架空送電線路測量效率的最大化提高。

（一）業內資料和矢量照片

依據相關部門對特高壓電力施工規范的要求：基鐵塔的施工涉及的任何一個環節均要對其進行拍照存檔。關于特高壓電力施工的拍照存檔作業，其存在一定的難度，特別是要精確、清晰地記錄下特高壓線路的實際情況更是存在難度。但是如果將VX技術應用于特高壓電力施工的拍攝中，其意義是顯而易見的。VX拍攝出的矢量數碼相片不僅可以記錄下電力施工實際畫面，而且還可以對照片涉及到的測量物進行三維幾何測量，從而實現更多相關數據的收集。

VX拍攝的矢量數碼相片附帶著拍攝物的實際三維坐標，該信息方便了對鐵塔的相應位置進行分組和編號，從而為內業資料的整合提供了很大的方便。測量物的點云數據與VX拍攝的矢量數碼照片相結合，可以方便將鐵塔線路與鐵塔的實際三維目標模型化。關于對電力施工質量的檢查以及施工效率的計算，其直觀性和形象化可以借助于對電力施工不同階段記錄下來的三維模型數據的對比分析加以實現。尤其是針對某些施工工程的細節問題，其圖像以及幾何數據的有效性和真實性可以依據對比分析施工不同進度的三維模型數據加以復核。

（二）外業采集數據、點云掃描以及測量長距離無棱鏡反射

被測物體的點云掃描能夠實現對被測物體三維點位數據的高效率采集，然后被測物體的三維點位數據與矢量數碼照片相結合，最終實現三維建模的高精確度。空間影像測量具備的長距離無棱鏡反射測量功能可以實現戶外測量作業次數最大化地減少，從而方便了測量工作人員在某一個測量站便可以完成對絕大多數測量點的測量任務。無反射測量方法屬于非接觸式直接測量方式的一種，它被運用于電力施工的測量中的作用在于：在對被測量物的導線尺度測量以及交叉跨越測量作業時，無反射測量方法允許基點測量作業中不采用棱鏡，而且可以對導線的至低點以及至高點的三維坐標進行直接測量。以此同時，長度為800米的長距離五棱鏡反射測量也實現了對大部分架空送電線路的測量要求。

四、總結

空間影像測量技術能夠實現在測量架空送電線路外、內業作業時的高工作效率。空間影像信息以及三維測量數據的全方位、多角度采集的意義在于：豐富了現有的架空送電線路測量成果；在工程質量以及工程資料的核查方面，空間影像測量技術為其提供了更為充足的事實依據以及理論基礎。加強對高空影像技術的開發和利用，有利于確保特高壓線路施工的施工效率和施工質量，這為我國電力工程的建設以及東部電力資源匱乏地區的用電安全提供了保障。這也是我國經濟建設和社會發展的需要。

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