简析电力工程测量中低空无人机和全数字航测路径优化技术的应用

摘 要：近些年来低空无人机技术以及全数字航测路径优化技术已经逐渐实现在电力工程测量中的广泛应用。综合成本低、效率高以及灵活机动是无人机的显著优势与特征，尤其适用于飞行困难区域以及中小面积区域，最终可实现对勘测技术水平与效率的有效提升。本文首先对该项测量技术进行分析，然后结合实际工程对其应用进行探究。

关键词：低空无人机；全数字航测技术；电力工程

建设规模不够大现象普遍存在于我国电网以及电厂建设中，需要注意的是其中不包括特高压电网以及跨区域电网，路径短以及工期紧是建设过程的显著特征，为在真正意义上对工程建设的效率以及质量进行提高，可在实际施工结合实际情况实现对摄影测量技术的科学运用，同时这可在一定程度上实现电路优化设计。

一、电力工程测量中的无人机低空摄影测量技术

无人机低空摄影测量就是一种先进的摄影测量方法，传感器以及遥感平台是其系统的重要组成部分，在实际进行电力工程测量时对其进行合理利用不仅可实现对数字地图不直观现象的有效解决，同时测量周期长等问题也可以得到有效的解决。同时工作强度也可在上述过程中得到有效减少，最终实现对测绘工作效率进行有效提高的目标。体型相对较小是现阶段我国电力工程测量中使用无人机的显著特征，最大可对6KG的重量进行承载，飞行高度最高可为海拔3600m，最大飞行速度为每小时98km，可连续在空中工作超过3小时。该系统最高可抵御最强风力为13m每秒，降落距离为150m，起飞距离为60m，在不受到电磁干扰的情况下，通讯距离可超过15km。相对于大飞机航摄来说，在中小面积的带状以及面状测区进行无人机使用时主要依靠卫星定位服务系统，这可对数据质量以及生产安全性进行有效提高，效率优势十分明显。电气化铁路电线的建设勘察设计、风电场的电源建设及中短电力线路勘察设计等都是电力工程领域的应用范围。

二、低空无人机和全数字航测路径优化技术在电力工程测量中的应用

1.无人机航空摄影及航测内外业

现阶段无人机数据影像获取已经逐渐实现在电力工程测绘中的广泛应用，这对勘测技术水平以及效率的提高有极大的促进作用。电力线路建设的智能化以及惊喜化也在这一过程中得到充分的满足。我们主要结合某输电线路工程对其在电力工程测量中的应用进行仔细分析。该工程全长82km，分布区域达1万平方公里。

（1）航带设计与航空摄影。该工程处于高山密林区域，在技术设计过程中需要对部分区域进行适当加宽，从而科学选定加密分区的接边点。另外，可选用燃油动力的无人机执行航飞任务，将佳能5DⅡ型数码相机搭载在无人机传感器上，其中相机的像幅大小5616×3744像素、像素尺寸6.41μm、焦距35mm。该项目一共航飞10个架次，共获取2000多片影像，绝大部分像片的倾角小于5°，航线弯曲度与像片旋偏角与规定要求符合。

（2）外业控制测量与调绘。该工程选用1985年国家高程基准为高程。在航测外控作业中量测坐标点时，借助GPS接收机，并运用CORS-RTK和GPS-RTK等技术进行测量控制，以线路路径走向合理布设外业控制点。共布设186个像控点和15个主控网点，以便达到良好的外业控制精度。该工程属于输电线路工程，因此在调绘像片时，需要详细调绘关注点，有选择地取舍敏感度低的地物，并对影响线路路径走向、河流、道路、通讯线、电力线的地貌和地物进行准确调绘，以确保数据的准确性，优化后续路径。

（3）空三数据处理和导出。该工程以航摄分区为依据，建立多个作业项目对应相应目录，并在对应目录中存入相关的作业数据。构建作业项目之后，需要进行空三作业，按照影像输入—内定向—图形区域建立—自动点测量—交互式编辑—控制点测量—区域网评的步骤进行处理。

此外， HelavaDPS二次開发软件系统为基础，利用单张像片中的sup文件构建立体显示模式，该文件中记录了像片的姿态参数及位置参数。相比于前期空三处理的摄影测量软件，该模式需要进行数据格式转换。通过软件工具读取相关的空三数据文件，以此生成sup文件，便于HelavaDPS准确识别，使不同摄影测量平台实现无缝衔接。

2.线路路径优化

（1）实时排位电子模板。利用相关软件转化数字高程模型DEM，使其变为ASCII文件，然后借助电子模板软件进行杆塔的优化排位，通过断面提取软件对三线断面进行扫描，确保杆塔与设计书的规范要求保持一致，有效检验地面是否具备立塔的条件。另外，可以加入交叉的跨越信息，实时显示排位的相关参数及结果，每基塔杆都可按照坐标返回到立体模型上，由此准确判断规划塔型下的路径能否成立，便于路径及时调整。

（2）调整路径及展绘。在该工程中，实现线路路径的优化。在场景生成环节，选线人员需在全数字影像地形图上展绘初步设计路径，并做初步调整，基本确立线路路径；同时可以借助立体眼镜来观察测量系统中模型的地貌与地物，如同观看立体电影。值得注意的是，模块测量过程中，需要结合影像线路的地物，如通讯线、电力线、建筑物等，对地物到路径的距离进行详细测量，做好地貌和坡度等识别工作，认真分析局部地段是否具备立塔条件、线路是否跨越房屋、转角间距离是否准确、转角数量和度数是否科学等，从而确定路径成立与否。

（3）成果输出的优化。完成选线工作后，需要认真存储与导出最终路径、最终成果、排位中间成果等数据，并将数据转化为dwg数据格式，以便调取和使用，提高工作效率。确认最终路径后，可借助调绘信息、叠加等高线、出图模块等内容生成正射影像路径图，实现成果输出的优化。

在电力勘察设计领域，低空无人机航空摄影测量和航测路径优化技术适用于风电场等电源建设、电源接入主网的中短电力线路的勘察设计、电气化铁路供电线路建设的勘察设计。在长大电气化铁路干线、长大输电线路建设日趋饱和的大背景下，新的核电、风电等电源建设会成为建设重点，其接入主网的中短线路需求会增加，因此中小区域的勘察设计需求会进一步增加，为低空无人机航空摄影测量在电力勘察设计领域提供了大展身手的舞台。

三、结语

综上所述，在电力工程测量中应用低空无人机和全数字航测路径优化技术，可以优化输电线路路径设计，减少财力、物力、人力的浪费，增强拍摄图像的准确性、真实性与客观性，避免植被破坏，降低技术人员的工作强度，获得良好的生态效益与经济效益。在高山密林测区的应用虽会增加部像控的工作量，但是利用卫星定位服务系统与航测路径优化技术，可以充分发挥其作业效率优势，保障航测数据的安全性与准确性，提高数据质量和工作效率，获得良好的经济效益。

参考文献：

[1] 张建，马世强，张发岳.无人机航空摄影测量技术在高海拔电力工程测量中的应用分析[J].工程技术：引文版，2017（2）.

[2] 王国清.无人机低空摄影测量在电力工程中的应用探析[J].电子技术与软件工程，2014（15）.

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