數字地球及其在電力勘測設計中的應用

潘文斌 國網福建省電力有限公司永春縣供電公司

隨著電網企業對電力工程設計精度和設計深度的要求不斷提高，如何提升電力設計工作的效率，特別是提升前期勘察設計工作的效率，成為電力設計人員需要思考的重要研究點，對電力設計企業提高競爭力有重要作用。

一、設備（資產）運維精益管理系統

地理信息系統（GIS）是以地理空間數據為基礎，為研究和決策服務的技術系統。在電力系統中，GIS系統的應用已經比較成熟。地理信息結合電網數據構成了電力信息系統，目前一個重要的應用是設備（資產）運維精益管理系統，已經在電網運維中承擔了非常重要的輔助決策作用。在電力勘察設計中，設備（資產）運維精益管理系統也是一個非常重要的輔助工具。

（一）設備（資產）運維精益管理系統的在勘察設計應用中的主要功能

設備（資產）運維精益管理系統以地理空間數據為基礎，包含所有電網工程數據，構建了全面完整的輸配網數據庫，系統上的電網數據會隨著電網建設改造進度更新。在具體項目上，當項目建設完工關閉后，運維部門將在系統上同步完成信息更新維護。在地理總圖上可以直接顯示輸配電線路信息，通過設備查詢可以迅速定位，查看相關設備信息。

通過對地理總圖上直觀的電網系統數據進行分析，可以在設計前期工作對勘察方案做有針對性的準備，有利于提高勘察效率，減少設計工期。

（二）設備（資產）運維精益管理系統在勘察設計應用中的不足

設備（資產）運維精益管理系統上的電網數據全面細致完備對設計工作需求既是優點，也是缺點。由于電網系統數據信息更新維護與現狀存在一定的滯后，無法直接作為設計所需的支撐數據。其次，地理信息系統（GIS）的所載錄的地理空間數據相對簡略，精度不能滿足勘察設計的需要。

因此，在設計工作中，通常需要引入另一種數字地球技術作為補充。

二、數字地球技術

數字地球技術是可以搭載大量地理數據、大分辨率的三維地球。今天數字地球在一些領域的應用已經取得了非常好的成果，比較典型的是谷歌地球，谷歌地球（Google Earth）是美國谷歌公司在2005年推出的數字化地球平臺，通過對衛星影像數據的操作實現應用，谷歌地球的數據信息來源結合了衛星影像和航拍數據。

（一）數字地球三維模型精度

衛星影像數據是由一個個像素點組成的，像素點如果越多，辨認照片的細節尺寸也就越少，一般影像點上的像素點密度用線/每mm表示，影像上的線條越多，影像質量就越高。一般照片上可以識別目標的最小尺寸是地面分辨率的5倍到10倍，也就是1.5米到3米。

根據影像的不同來源，可以將數字地球影像數據分為兩類，高清影像與非高清影像，一般高清影像分辨率是0.61米帶2.5米之間，而非高清影像分辨率在30米到500米之間。雖然數字地球在不同地區有不同的覆蓋衛星，但其所建立的三維地面模型基礎數據都是相同的，換言之數字地球地面模型精度不會因為影像清晰度受到影響[1]。所以，即便沒有高清影像也不會影響到模型的精度，甚至在一定程度還有利于對目標的識別，確保數字地球三維地面模型精度的準確性與科學性。根據相關研究，數字地球的三維地面模型其在平原和丘陵地區的精度[2]，在電力工程勘測設計的過程中的投標與方案的比較選擇上有極大的應用價值。在高山地區應用數字地球的三維地面模型，要對地區高程模型情況進行全方面考慮，在使用上要非常謹慎。在一些地形地貌比較特殊的地區，數字地球技術的精確度將大幅下降，不具備參考價值。

（二）GPS、GIS、與遙感技術

GPS、GIS、遙感技術是數字地球基本組成，已經在電力勘察設計中得到廣泛的應用。首先GPS技術為工程設計提供了空間基礎標準，通過建立基本大地控制網，適時更新電力勘測中所要采取的地理數據和空間地理信息，可以有效減少了自然災害和人為受阻等不利因素，應用GPS技術提升電力勘測設計控制測量的精確度，可以極大提高電力勘測工程的設計精度和設計深度。其次，應用GIS信息系統極大地方便了電力路線規劃與路徑選擇，將GIS技術與相關數據進行融合，對于利用圖形空間數據有積極作用。第三，應用DIS操作模式與GIS結構，可以提升大數據儲存、分析查詢信息、繪制專題地圖的效率，最大限度的發揮出GIS信息系統在電力勘測中的作用。通過在電力勘測中應用遙感技術，可以有效減少電力勘測工作中環境因素造成的影響，有效提升地圖繪制的質量和速度，增強圖像的清晰度和分辨率，利用遙感圖像反饋的信息可以精確判斷電力工程的地形、地質、地貌情況，這對提升電力勘測工程的效率有重要意義。

三、數字地球在輸配電線路勘測設計中的應用

電力工程中的輸電線路項目設計工作中，可以利用數字地球技術優化線路路徑方案，在前期可行性研究階段就避讓易受阻區域，確保線路路徑方案有可行性，減少輸配電線路項目施工受阻風險。利用數字地球技術開展前期方案制定，優化勘察路徑，勘測周期以內設計測量控制網，優化網型設計以及點位的選擇[3]。可以提升勘測工作的工效。

利用數字地球技術建立三維地面高程模型剖切斷面，對方案的選擇、比較有重要作用。輸電線路線勘測結束后，將數據錄入數字地球應用軟件，轉換塔位坐標，再利用三維地面高程模型進行展繪，觀察并糾正邊線點、危險點、風偏等要點，確保危險點校正的完全性，輸電線路沿線也沒有漏測。根據工程建設的需要，對數字地球量取的數據進行檢查，并檢測塔位，確保桿塔所定位位置的精確性與高效性。

四、結束語

在電力勘測設計中數字地球技術的應用越來越深入，并且取得了良好的實踐效果，有效的提高了電力勘察設計的效率和設計深度，對電力工程勘測設計模式的轉變產生了巨大影響。