基于DEM模型的衛星影像在送電線路工程中的應用

高 西 峰

(陜西省電力設計院，陜西 西安 710054)

基于DEM模型的衛星影像在送電線路工程中的應用

高 西 峰

(陜西省電力設計院，陜西 西安 710054)

基于DEM模型的衛星影像提供了區域內的數字三維模型，在這個模型上開展送電線路的可研以及初設工作，具有效果比較突出的優點,以太中銀送電線路為例，簡要介紹了在適普軟件平臺上實現DEM模型和衛星影像的疊加過程，并分析了其產生的效果,以供參考。

DEM模型，衛星影像，送電線路，適普平臺

衛星影像是由地球同步衛星在高空對地面進行攝影而獲得的像片，它具有航測像片的一切特性，但在更新上要遠遠優于航測像片，雖然相對航測而言，衛星影像在精度上要劣于航測像片，但其費用低，獲取的途經多，獲取周期短，而且衛星影像展示了一個更加寬廣的視野。

衛星影像已廣泛應用于城市規劃、農場評估、資源清查、地質探礦、環境保護等諸多領域，在電力行業，衛星影像也越來越多的被設計單位所接受，應用于線路設計，如：2002年，為配合750 kV官亭—蘭州東送電線路工程的初步設計工作，西北電力設計院使用衛片輔助選線，而在±660 kV寧東—山東輸電線路工程中，也采用高分辨率衛星影像在可研階段來選擇路徑。與傳統方法相比，衛星影像提供了一個全新的獲取路徑地物信息的方法，其獲取方便，信息量全、新，如果配合DEM模型，建立起區域內的數字三維模型，可以為電力工程建設提供強大的數據平臺。

1 衛星影像在送電線路中的作用

在現階段，衛星影像的分辨率相對航片比較低，還不足以取代航測用于線路的施工圖階段，但在線路的可研階段，對于路徑走廊的選擇比較和在初設階段的初切斷面及優化排位可以發揮巨大的作用。1)可研階段。可以在寬度約20 km的衛星影像上進行路徑的大方案比選和推薦方案的優化工作。通過對樹木、房屋、規劃區、自然保護區、礦區、軍事設施，以及機場等人文自然等因素的合理避讓，降低施工難度，增強選線的合理性。同時，在路徑確定后，可以對跨越的房屋、道路、河流等進行量化統計，為前期規劃和可行性研究提供科學的參考依據。2)初設階段。在衛星影像和DEM模型構建的工作平臺上，能夠更加直觀地觀測到測區各種地物、地形地貌信息，進行線路的初選和實時進行線路的初排位，在此基礎上進行線路方案的比較選擇。與以往的工作方法相比，初設方案的路徑更加具體和細化，能夠準確確定轉角位置和數量，初步確定直線塔位和數量，可操作性和實用性強。

2 基于DEM模型的衛星影像在送電線路應用中的實現方法

能夠把DEM模型疊加到衛星影像中的軟件平臺比較多，經過慎重調研，我院于2009年初購置一套適普全數字攝影測量工作站，全數字化攝影測量系統VirtuoZo NT是由適普公司研制開發的可直接從數字影像中獲取測繪信息的軟件平臺。其具有可靠的高度自動化定向，領先的影像匹配算法和快速的影像匹配功能，具有自適應地形的DEM自動高效提取功能，獨特的正射影像自動生成與無縫鑲嵌，獨具特色的地物采集，全新的互補色立體顯示，所見即所得的DEM交互編輯功能等特點。且操作界面友好，可輸出立體模型、正射影像圖(DOM)、數字高程模型(DEM)等產品。

110 kV太中銀供電線路工程是太中銀鐵路的配套工程，我院承擔了該項目的初設工作，由于時間急，該項目我院首次使用衛星影像來輔助選線。現以該項目的使用過程為例，來表述基于DEM模型的衛星影像在送電線路中的實現過程。

衛片應用的實現流程圖見圖1。

2.1 衛片及DEM模型的選取

從北京東方道邇公司收集到可研路徑范圍內印度IRS-P5衛片，于2006年12月～2008年12月拍攝，景寬為26 km×26 km，分辨率為2.5 m，總面積為4 000 km2；從測繪局購買1∶5萬成品DEM模型。

2.2 衛片的處理

通過工具軟件ERDAS IMAGE處理衛片，經平移、旋轉等操作，將衛片置于正確的坐標系統，將衛片導出為可供適普平臺讀取的圖片*.tif格式。

衛片坐標校正見圖2。

2.3 數據的疊加

在適普平臺電力軟件3DMAP EPIGS新建*.OST模型，導入前期準備好衛星影像路徑圖及DEM高程文件，進行疊加處理。

創建立體模型見圖3。

2.4 優化選線與排位

2.4.1 優化選線

在線路設計和勘測各專業人員的配合下，依據衛星影像圖進

行路徑大方案的比選，并根據收資和協議情況，考慮路徑方案沿線的城鄉規劃區、開發區、風景區，以及軍事和民用重要設施(如飛機場、導航臺、無線電發射臺)，礦場等對線路路徑選擇有影響的地方，在衛星影像圖上選擇路徑最短，地質條件穩定，跨越點最佳(公路、鐵路、河流、水庫、電力線等跨越)，交通較方便，滿足沿線規劃要求、設施、環境等綜合因素的原則選擇路徑大方案。

2.4.2 優化排位

在電力量測模塊中新建*.ele文件，將優化選線生成的歷經轉角坐標導入，經設置高程、累距、邊線等相關參數后，即可生成斷面圖(因初設階段主要排定并統計桿塔數目，在此階段自動生成斷面已能滿足設計要求)。將其導出為電力行業通用道亨*.org格式，即可供電氣專業人員進行桿塔優化排位。

2.5 使用效果

和可研階段的路徑圖相比，使用衛星影像輔助選線后，路徑局部調整很大，主要集中在居民區和工礦采油區，調整后的路徑更加合理，同時也較為準確地統計了桿塔位的數量和塔型。

3 基于DEM模型的衛星影像在送電線路應用的效益分析

1)提高了路徑成立的可信程度。

在衛星影像和DEM模型構建的工作平臺上，更加全面地考慮了影響路徑的各種因素，減少了路徑不確定性因素的干擾，加深了可研和初設階段的深度，提高了路徑成立的可信程度，為決策層提供了更高層次的參考數據。

2)時間效益和經濟效益顯著。

使用衛星影像輔助電力選線，使得大部分的外業踏勘工作可以在內業完成，縮短了工期，提高了工作效率；使用衛星影像能夠大范圍的獲取數據資料，可以合理地避開村莊、林區，減少走廊清理費用，節約了線路投資費用。

3)社會效益良好。

在線路設計中使用高分辨率的衛星影像選線，合理避開了林區、耕地、風景保護區，減少了房屋的拆遷，達到了地方經濟發展、環境保護和電網建設雙贏的局面。

[1] 關澤群，劉繼琳.遙感圖像解譯[M].武漢：武漢大學出版社，2006.

[2] 陳亞明，宋志勇.衛星數據影像在750 kV送電線路工程中的應用[J].測繪技術裝備，2007,2(9):23-25.

[3] 張 侗，萬明忠，范光甫.全數字攝影測量系統在高壓架空輸電線路中的應用[J].電力勘測設計，1998(3)：55.

Application of satellite image based on DEM model in transmission line engineering

GAO Xi-feng

(ShannxiPowerDesignInstitute,Xi’an710054,China)

On the basis of three-dimensional digital model provided within the region of DEM model satellite image, the paper launches preliminary work of transmission line on the model, its effect is obvious. Taking Taizhongyin transmission line as an example, it briefly introduces the superposition process of realizing DEM model and satellite image on the supersoft platform, analyzes its effect, with a view to provide some guidance.

DEM model, satellite image, transmission line, supersoft platform

1009-6825(2014)28-0229-02

2014-07-24

高西峰(1976- )，男，碩士，工程師

TU198

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