遙感技術在電力工程測量中的應用

引言：本文介紹了遙感數據信息特征，遙感影象處理方法和遙感技術在電力工程測量中的應用。

一、引言

遙感技術是20世紀60年代發展起來的一門綜合性探測技術，與現代物理學、空間技術、計算機技術、數學和地理學密切相關，具有快速、準確、周期性、宏觀性和實時獲取環境資源狀況及其變化數據的優勢，現已廣泛應用于各種領域。本文結合工作實踐，詳細介紹了遙感數據信息特征，遙感影象處理方法和遙感技術在電力工程測量中的應用。

二、遙感數據信息特征

太陽輻射經過大氣層到達地面，一部分與地面發生作用后反射，再次經過大氣層，到達傳感器。傳感器將這部分能量記錄下來，傳回地面，即為遙感數據。

遙感獲得的地物電磁波特性數據綜合地反映了地球上許多自然、人文信息，客觀地記錄了地面的實際狀況，數據綜合性很強。同時，不同的衛星傳感器獲得的同一地區的數據以及同一傳感器在不同時間獲得的同一地區的數據，均具有可比性。

遙感探測可以在短時間內對同一地區進行重復探測，監測地球上許多事物的動態變化。一般地球資源衛星8～9天可重復一次，氣象衛星每天兩次，而傳統的地面調查需要花費大量的人力和物力，且周期很長。因此，遙感方法具有很好的時效性。同時，遙感實現了對地的大面積同步觀測。所取得的數據可進行大面積資源和環境調查，并且不受地形阻隔等限制。

三、遙感圖像處理方法

遙感圖像在成像時，由于成像投影方式、傳感器外方位元素變化、傳感介質的不均勻、地球曲率、地形起伏、地球旋轉等因素的影響，使獲得的遙感圖像相對于地表目標存在一定的幾何變形，使圖像產生了幾何形狀或位置的失真。遙感圖像處理包括遙感圖像的幾何處理和增強處理。對于地面用戶選購的遙感影像而言，雖已經過地面接收站的粗處理（包括對內外部因素產生的輻射誤差和幾何誤差進行校正，圖像的分幅和注記），但仍然含有一定的幾何誤差和輻射誤差，因此地面用戶仍然需要對遙感影像進行處理。下面以QuickBird影像為例說明遙感圖像處理方法。

3.1配準合成。

在多光譜數據進行合成之前，首先要對各波段數據進行配準。在配準處理過程中，兩個影像中一個為基準影像，即作為已糾正好的影像，而沒有必要尋找任何控制點。影像之間的配準完全是相對的。從這一實質出發，可以將影像之間的高精度配準、糾正、融合，擴展到任何感興趣的影像，應用到更廣泛的領域。

3.2波段合成。

根據成圖需求，采用3，2，1波段將4，3，2，1波段的影像合成真彩色影像。

3.3影像鑲嵌。

如果預正射產品是分片存儲的，在做正射處理前，必須把所有的單片圖像都鑲嵌起來。如果存在兩景或多景遙感圖像拼在一起，構成一幅整體影像，也需要對影像進行鑲嵌。

遙感圖像鑲嵌技術研究內容包括幾何位置變換和灰度變換兩部分。遙感影像間灰度的差異極大地影響圖像鑲嵌的視覺效果，在實施直方圖匹配前通常要對每一景影像作色彩平衡處理以消除影像內變化。色彩平衡采用表面模型，根據影像色彩的空間變化模式來平衡（平滑）色彩。

3.4布控。

在正射糾正前，先根據區域的地形特征、面積進行布控。布控的原則是：在滿足采集密度指標的基礎上，盡量做到均勻分布，同時兼顧相鄰圖幅的點位分布情況，避免接邊處點位密度過大，位于圖幅邊緣的點位與圖幅邊界應保留一定距離。特征點位選取原則為穩定性強，干擾信息少，特征突出，對比度強等。

3.5正射校正。

正射校正作為正射級的幾何校正處理，是遙感影像處理技術如融合、鑲嵌等實施的前提條件，遙感影像也只有經過正射校正，才能與其它地理信息配合進行綜合分析。

由于側視角度存在差別，對于大側視角度或地形起伏較大地區的預正射產品來說，做分辨率融合時，需先分別對全色、多光譜波段數據進行正射校正，然后再做融合。

糾正所使用的資料數學基礎要相同，而且盡量使其轉換為成圖所需的數學基礎。

3.6影像融合。

影像融合是指將不同類型傳感器獲得同一地區的數據進行空間配準，將多個數據的優勢或互補性有機結合起來產生新數據的技術過程。采用高空間分辨率的全色影像和低空間分辨率的多光譜影像進行融合的目的是獲得高空間分辨率的多光譜影像。

融合影像具有高分辨率空間信息和多光譜彩色信息。以整景為融合單元，采用相應融合方法，以獲得視覺效果最佳的模擬彩色圖像。目前融合方法主要有HIS 變換、Brovey變換、主成分變換、線性加權乘積、加法等方法。

在進行影像鑲嵌及糾正、投影時注意重采樣的計算方法，不同的方法會影響成圖效果。

四、遙感技術在電力工程測量中的應用

電力工程測量內容主要包括前期階段的選線選址，初步設計階段的縱橫斷面測量和施工圖階段的定位測量。遙感衛星有快速、準確、周期性、宏觀性和實時獲取環境資源狀況及其變化數據的優勢，而高分辨率衛星影像以分辨率高、覆蓋范圍大，光譜信息豐富的特點在電力工程測量這一領域大顯身手。在電力工程測量中，根據應用需要合理的選擇航天、航空遙感數據資料，并按不同使用目的進行有效的技術組織，能節省大量造標費用，節省人力，提高工效，經濟效益明顯，并大大減輕了野外作業的勞動強度。

4.1地形圖測制

在高山地區進行電力線路終堪時，特別是在高山地區進行交叉跨越測量，在通視特別困難時，遙感影像圖就發揮較大優勢。這些地方地形圖的測量難度較大，成本高。在工作中使用高分辨率影像制作地形圖可以有效地提高工作效率。通常使用高空間分辨率的衛星遙感資料如IKNOS、SPOT等可用于測制中、大比例尺的地形圖，彩色紅外攝影資料可測制大比例尺地形圖，并有更新速度快、精度較高等特點。

4.2路徑優化

在輸電線路工程的選線階段，應用遙感技術準確的提取數據信息，合理的設計路線可以提高工作效率、減輕測量人員的勞動強度，發揮經濟效益。遙感影像圖應用于電力工程測量的選線，為避開障礙物，優化路徑提供了便利條件。較常規的作業方法，使用遙感影像選擇像控點，少砍伐樹木，少拆遷，真正達到了優化路徑、節約投資的目的。

通常光學糾正影像圖制圖費用低，但沒有進行糾正，其可測量性差，一般在較平坦的地區多采用這種方法。正射影像圖既具有地形圖的特性，又有影像圖的色彩逼真，每一幢建筑物的地理位置，形狀直觀易懂，信息量豐富，可以直接作為城市地理信息系統的基礎數據庫。

利用遙感影像圖優化選線就是利用遙感影像圖分辨率高、覆蓋范圍大、直觀的特點，快速測量轉角點與轉角點間影響路徑通過的地形，地物和建筑、構筑物的坐標，根據這些坐標選定合理路徑，從而降低工作難度，減少人力物力，提高工作效率。

五、結束語

總之，遙感技術在電力工程測量中的應用，使得測量的效率、質量大大提高，節省了測量人員體力，同時，對生態環境起到了一定的保護作用。隨著圖像處理技術的發展，遙感技術在電力工程測量中的應用會越來越廣泛，越來越便利。

參考文獻

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（作者單位：新疆電力設計院）

作者簡介

譚光朝：2004年畢業于新疆大學測繪工程專業，新疆電力設計院，主要從事電力工程測量工作。