無人機傾斜攝影技術在特高壓輸電線路路徑優化中的應用研究

丁亞洲（湖北省電力勘測設計院）無人機傾斜攝影技術在特高壓輸電線路路徑優化中的應用研究丁亞洲（湖北省電力勘測設計院）隨著時代的進步、科技革命的產生，電子信息技術飛速發展，數字化測繪技術成為我國工程測量的重要工具，尤其是在高壓輸電線路路徑的設計中。傾斜攝影技術是具有高科技含量的最新技術，其與無人機的相互結合，更是將三維建模優勢發揮到最大。無人機傾斜攝影技術目前已經成為特高壓輸電線路路徑設計的主要建模工具，充分保證測量數據的精準，幫助測量工作順利展開。本文首先對傾斜攝影技術的發展現狀進行概述，然后分析無人機與傾斜攝影技術結合的優勢，重點探究其在特高壓輸電線路路徑優化中的作用，以期今后在我國電路路徑優化中的應用提供有價值的參考。無人機；傾斜攝影技術；特高壓輸電；線路優化電力是支持經濟發展不可或缺的因素，目前，隨著我國綜合國力的不斷增強，經濟水平快速提升，國內電力需求急劇上升。在2011年，我國電網規模就已經超越美國，居于世界首位，為適應這一現狀，必須加緊相關電力工程的建設，盡快配備相關配套設施。由于我國幅員遼闊、地形復雜，并且各地區的資源分布與地區發展狀況不匹配。±800kV直流及1000kV交流及以上等級的特高壓輸電線路能大大提升我國電網的輸送能力，滿足跨區用電的需求，是國家大電網發展的重頭戲。無人機最早應用于軍事領域，隨著數字化測繪技術的不斷發展，以及其與傾斜攝影技術的結合，使其在特高壓線路路徑優化中起到關鍵的建模作用。1無人機傾斜攝影技術的發展現狀現代數字化測繪技術是目前我國工程測量中應用最廣泛的技術，也是最主要的技術，對工程測量行業貢獻突出。數字化測繪技術的優點眾多，不僅能夠提高測繪成圖精度，對不同要素進行分析，使測繪圖多樣化、直觀化，而且能夠提升經濟效益與產品的核心競爭力。傾斜攝影技術是一項新興的數字化測繪技術，相對于傳統的測量技術，它的可測量范圍更廣、可測量精度和清晰度更高，無人機傾斜攝影機技術則更加注重三維建模，有效提高測量工作效率。傾斜攝影測繪技術的應用，大大加快了我國工程測量行業的現代化進程，不僅使得工程測繪不再停留在傳統模擬測量、手繪圖紙的階段，解決了以前的棘手問題，更使得整個行業的工作效率大幅提升，產生質的飛躍。傾斜攝影測繪技術由計算機代為處理測量數據，更為精確快捷，能夠對獲取的位置信息進行高精度解析，并且能夠形成數據共享的信息化機制[1]。無人機傾斜攝影技術的三維模型，是在經過計算機系統對所采集位置、高度、地勢等信息綜合分析后得到的。計算機系統在輸出數字測繪圖和三維模型之前，首先要錄入測量數據，然后對數據進行一系列的綜合處理，最后結合地形空間數據輸出模型?？偟膩碚f，這是一種由計算機輔助的、全解析的出圖方式。這種出圖方式大大提升了測量工作效率，極大地縮短了測量工期，以最經濟的成本高效率完成測量工作（見圖1）。圖1智慧城市建設三維模型21世紀是信息科技的時代，大數據、云數據等概念不斷涌現，城市化進程不斷加快，我國也陸續開展了近300座智慧城市建設試點，這些都使得三維模型的市場需求迅速擴大，同時也為傾斜攝影技術的發展帶來新的機會。當然，我國目前的無人機傾斜攝影技術還沒有達到完全成熟的地步，也意味著一定的挑戰。巨大的潛在建模需求就像是一片藍海，激勵著企業不斷創新和開拓。2無人機與傾斜攝影技術的優勢無人機傾斜攝影技術的優點眾多，不僅降低了建立三維模型的成本，提高了建模效率，更將所采集信息的精度提升到另一個水平，而且該系統的操作較為簡便，對于場地的要求也不算太高。圖2執行傾斜攝影任務的無人機在特高壓輸電線路的建設過程中，必然會途徑部分房屋建筑，當輸電線路的最佳位置無法避開房屋建筑時，就會對工程房屋進行拆遷。由于實地測量的精度存在較大誤差，而且工作量太大。因此，目前一般采用無人機傾斜攝影技術來統計被拆遷房屋建筑的數量。通過三維模型的建立，不僅能夠對建筑樓層數進行統計，對于建筑的結構和材質也都能夠進行記錄[5]。與傳統的攝影勘測技術相比，建立三維模型具有以下優勢：2.1還原一個真實的世界與傳統手工三維模型和實景三維模型不同，在進行傾斜攝影工作時，無人機搭載傾斜攝影云臺在低空繞行，云臺的捕捉器十分靈敏，能夠清晰地記錄下地面的建筑，植被等的數據[2]。數據被傳入計算機系統以后，經過專門軟件的處理，就能夠建立三維模型，將所拍攝地域的真實面貌多角度全面展現，還原精度極高。2.2使用成本降低圖像是最生動直接的表心形式，三維立體模型更是給人幾乎與真實世界無差別的體驗，這就意味著它必將有更大的發展空間。利用傾斜攝影技術搜集數據，建立三維模型，正在成為測繪新趨勢。成本的相對低廉，也加速了傾斜攝影技術的發展，用戶門檻降低，工期被最大限度縮短，工作效率得到極大的提高。2.3地質災害模擬在特高壓輸電線路的建設過程中，輸電路徑的設計是極為重要的一環，為了最大限度減輕地質災害發生時，對輸電站和電網造成無法估量的損失，可以在路徑設計時就通過地質災害模擬，來進行提前的規劃的防控。傾斜攝影技術的三位模型恰恰能夠提供在這一功能，通過遙感監測裝置來模擬地質災害系統。3優化特高壓輸電線路路徑前文已經對無人機傾斜攝影技術的優勢進行了分析，接下來筆者將對該項技術在特高壓輸電線路路徑中的優化應用做出重點分析：3.1測量地物之間的空間位置關系傾斜攝影技術不同于傳統的正面攝影技術，能夠從不同角度對地面系統的物體進行全方位拍攝，可以準確的度量地面系統中各建筑、植被之間的距離，以及其各自的高度、長度、寬度。傾斜攝影技術能夠多角度的對所拍攝系統的物體進行量測，通過采集不同角度的不同數據，對較為復雜的物體進行建模分析。析，利用三維模型進行地質災害模擬，最大限度地降低輸電線路的建設損失。從另一方面來說，也能夠幫助建設人員盡量避開高密度林區，減少植被的砍伐，維護自然和平。圖3傾斜攝影量測3.3降低測繪成本，提升經濟效益無人機傾斜攝影技術的基礎是計算機信息技術的應用，現代數字化測繪技術可以將測量數據進行資源共享，同時在資源的保存與傳送方面的成本也相對低廉。在傳統的三維模型建立技術中，一旦出現數據錯誤，可能導致整份測繪圖都會作廢，而無人機傾斜攝影技術的多角度信息量測，很好的規避了這一缺陷。與計算機系統的集合使用，使其在出現錯誤時能夠進行較為方便的改動，避免冗余的過程加大工作人員的工作量，提升輸電線路建設工作效率和經濟效益。4結語隨著信息時代的到來，計算機技術的飛速發展，無人機的使用逐漸從軍事領域衍生到部分民用領域，無人機傾斜攝影技術得到飛速發展。對于新時代的我們來說，電是必不可少的，不僅工業用電量需求加劇，民用電量需求也在不斷上升，電力的高效輸送已經成為亟待解決的問題，必須加快電網設施的建設。無人機傾斜攝影技術正是因為三維模型的高精度建立，而被廣泛應用到特高壓輸電線路的路徑優化設計中。[1]郭耀煌.分析無人機攝影測量技術在輸電線路工程中的應用[J].地球，2015（5）：126，373.[2]夏誠.淺析無人直升機在特高壓輸電線路應用中的安全風險[J].中國高新技術企業，2015（23）：44～45.[3]楊成順，楊忠，葛樂，等.基于多旋翼無人機的輸電線路智能巡檢系統[J].濟南大學學報（自然科學版），2013，27（4）：358～362.[4]董選昌，曲烽瑞，張記權，等.基于傾斜攝影對輸電架空線走廊三維重建關鍵設計[J].中國高新技術企業，2016（12）：13～14.[5]王偉，黃雯雯，鎮姣，等.Pictometry傾斜攝影技術及其在3維城市建模中的應用[J].測繪與空間地理信息，2011，34（3）：181～183.傳統模擬測繪技術多采用手工建立模型或者實體三維模型的方式，測繪圖的成圖精度存在一定誤差，而傾斜攝影測繪技術能夠將這種誤差降到最低，大大提高了模型的建立精度。傾斜攝影測繪技術在進行數據采集時能夠通過特殊技術對所測坐標進行三維選取并快速進行自動存儲，在工程測量的第一步就保證測量精度。此外，在進行數據處理時，計算機系統的高精度處理模式能夠最大限度降低計算誤差，進一步保證三維測繪的最終成體精度。3.2模型直觀，精確分析地表植被間的關系在進行工程測量時，涉及到的要素頗多，通過采用傾斜攝影測繪技術，能夠針對不同地表狀況，選取不同要素進行分析，搜集全面的信息，進而產生最能符合要求的數字測繪圖，建立直觀的三維模型，將測繪對象主要的外貌及形象進行最