基于傾斜攝影技術的智能輸電線路三維實景設計

蔡冰冰 王紳陽 呂嚴兵

摘要：傾斜攝影技術為智能輸電線路設計工作提供良好支持，主要是因為其可以積極構建起完善合理的三維實景模型。本文主要是從當前智能輸電線路設計的方法分析入手，重點介紹了無人機傾斜攝影技術在智能線路三維實景設計中的積極作用，提出了一些具體可行的模型構建和優化策略，闡明了這一設計手段的應用效益，為后續設計智能輸電線路，提供良好借鑒和參考。

關鍵詞：傾斜攝影技術;智能輸電線路;三維實景設計

前言

智能電網概念的提出，有效推進了輸電線路的優化設計，奠定了電網建設工作的重要基礎。在實際輸送電力能源的過程中，架空輸電線路發揮著重要作用。當前設計輸電線路的過程中，通過傾斜攝影機技術，可以積極開展三維實景設計工作，從而提升輸電線路的總體水平。

1.當前智能輸電線路設計的方法

設計智能輸電線路，是我們電力行業運行過程中的重要工作內容，現階段具體設計工作中，主要是采用了以下兩種方法：（1）發揮數字航空攝影測量工作站的作用，構建起專門的立體影像模型，從而良好收集各項數據，獲取到數字影像信息，在此基礎上將其輸出并轉化為輸電線路的斷面圖、平面圖，從而可以積極構建起輸電線路優化設計平臺，其是加以開展二維、三維交互使用的。這種方式應用中也有不足，表現在對于房屋高度、樓層、材質以及樹木等方面的準確信息獲取環節難度較大，無法有效支持特高壓輸電線路工程的設計工作。（2）積極構建起科學有效的輸電線路三維場景，其中需要充分發揮DOM（數字正射影像模型）和DEM（數字高程模型）的作用，并將其所獲取到的信息加以良好疊加。這種方式同樣無法獲取到樹木和房屋的準確信息，多數用于設計人員的輔助決策工作。

2.無人機傾斜攝影技術對智能線路三維實景設計的作用

相較于以上兩種測量技術，無人機傾斜攝影技術表現出了明顯的優勢。以往無人機航空攝影測量工作進行中，僅僅可以使用單獨的高分辨率相機，這就導致其只能夠采用垂直角度加以拍攝，無法達到多角度拍攝的目的，而目前使用的無人機傾斜攝影技術，則有效解決了這一問題，通過將多臺高分辨率相機、傳感器應用在同一無人機飛行平臺上，從而可以在不同方向和角度加以拍攝，進而將能夠獲取到地面上較為完整的、準確的地理信息。

無人機傾斜攝影技術可以為智能線路的設計工作提供良好支持，主要是表現在了其首先可以將地表三維環境加以充分全面的展現，有效采用計算機專業軟件，切實實施空三加密測量工作，由此，可以獲取到真實準確的三維立體影像。其次，將各項三維立體影像進行準確的對比和匹配，將能夠逐漸生成為一定的三維實景。再者，借助于三維模型重建技術，將能夠有效生成三維模型，這類模型具有著良好的可視化和立體化，且有效量測出成果影像的多個屬性，包含角度、長度、高度、坡度、體積以及面積[1]。

3.基于傾斜攝影技術的智能輸電線路三維實景設計

3.1科學構建智能輸電線路三維立體模型

為有效設計智能輸電線路，需要全面采集各項信息，構建出完善有效的三維立體模型。我單位測繪人員充分借助于裸眼3D觀測方式，發揮稠密匹配戶技術的作用，建立起專門的TIN（不規則三角網），合理建模，真實準確的模擬出具體場景。從三維模型位置和形態入手，合理選擇出最優化的紋理，將紋理進行有效調整，做好色調的拼接工作，使其保持著良好的運行狀態，獲取到具有真實感、立體感的三維模型[2]。

3.2持續優化設計輸電架空線路方案

3.2.1選擇出合適的三維實景

借助于無人機傾斜攝影技術，積極開展輸電線路的設計工作，其中需要良好構建出三維實景立體模型，并將其和施工現場實際情況加以對比，持續開展優化工作，提升其整體的作用。在三維實景立體模型之中，可以將地表中的各項信息加以表示，包含坐標、點之間的距離與高差、高程等信息。實際選擇合適線路的過程中，我單位設計人員針對線路沿線的各方面情況加以細致分析和研究，重點把握地質信息、交通條件、路徑條件以及跨越情況，開展綜合性的地區規劃工作，將線路沿線的各項重要設施都考量在內，比較并選擇出最為合適的線路設計方案[3]。

3.2.2測繪輸電線路平面和斷面

我單位測繪人員具備較高的綜合素養，充分利用多種航空攝影測圖設備，如SD眼鏡、手輪以及腳盤等，發揮傾斜攝影技術的優勢和作用，針對輸電線路布置現場情況進行綜合分析，全面收集真實數據，憑借耐張塔坐標數據，將三維實景模型之中的各項重點位置信息加以整理，如危險點、左右邊線、線路中線以及風偏點，有效總結這些高程數據和坐標數據，減輕了測量環節的工作量，避免了過度砍伐樹木的情況[4]。準確測繪出輸電線路的短面和平面信息，將能夠準確支持線路的總體設計工作。而在充分掌握個性精細化平面和斷面數據信息的基礎上，可以準確判斷出輸電線路沿線的高差和微地形情況，明確線路中心到附近建筑物的距離以及地表數據，良好融合線路中心的各項信息，包含公路、高壓線、河流以及鐵路等，為科學選擇到合適的塔桿布設方案提供前提支持[5]。

4.傾斜攝影技術給輸電線路三維實景設計帶來的效益分析

在傾斜攝影技術的支持下，構建起智能線路的三維實景立體模型平臺，將以往測量過程中存在著的信息不準確的情況加以有效改善，保障整體的作業成果，推進選線和測量工作保持著良好的一致性，提升選線設計模式的總體應用效果。同時三維實景設計為智能輸電線路工程設計和施工提供了良好條件，可以選擇到最佳的線路方案，科學縮短路徑長度，并針對桿塔的實際排位加以優化和改善，減少桿塔使用數量，從而有效降低工程投入成本。經過傾斜攝影技術獲取到的各項地表信息，可以為后續開展智能電網改造升級工作，智能輸電線路鋪設擴展工作提供信息支持，同時智能電網輸電線路三維實景還能夠服務于后續的運行維護工作[6]。

5.結束語

基于傾斜攝影技術，開展智能輸電線路三維實景設計工作，需要積極結合線路的實際情況，構建起現代化的三維實景模型，將其智能輸電線路進行有效聯合，獲取到充分的地表信息，優化線路設計效果。

參考文獻：

[1]白冰. 基于傾斜攝影技術的電力線路調查技術研究[J]. 科技創新導報， 2016， 13（26）：23-24.

[2]謝濤， 鄭大鵬， 李鴻鵬. 基于傾斜攝影測量技術的輸電線路走廊三維重建[J]. 通訊世界， 2016（1）：130-132.

[3]王田芳 ，丁志廣，饒帥雄，等. 一種電塔線模型融入傾斜攝影實景三維的方法[J]. 測繪科學， 2018， 43（11）：152-156.

[4]孫玉平， 范亞兵， 郝睿，等. 基于傾斜攝影技術構建實景三維產品的應用開發研究[J]. 測繪與空間地理信息， 2015， 38（11）：152-154.

[5]楊德慈， 季笑慶， 康凱，等. 基于傾斜攝影的電力工程勘測技術[J]. 科技經濟市場， 2018（4）：41-43.

[6]胡智峰. 基于傾斜攝影測量技術的資源調查技術研究[J]. 科技創新導報， 2018（1）：00102-00103.