无人机航测技术在电力线路规划中的应用

无人机航测技术在电力线路规划中的应用摘要：随着我国经济的快速发展，对电力能源的需求日益增大，与之相应的电力工程建设力度也在不断加强，传统的电力选线手段已不能满足其快速、高效发展的要求。利用航空摄影测量技术能够高效完成电力建设规划。目前，有许多电力线路工程电压等级低，线路长度较短等工程还是以传统的工程测量方法进行路径选择设计，成本高、效率低，特别在交通条件较差的高山区，更是劳动强度大，效率低。同时不能对整体的智能电网建设提供详尽且丰富的基础数据。在高速经济发展的当下，传统的方法已经不能满足设计要求，利用载人航飞不仅时间长，而且费用相对也比较高。而无人机航测可以很好地满足此类工程的电力选线。关键词：无人机；航测摄影；电力线路；选线平台；路径优化1无人机RTK航空测图系统无人机RTK航空测图系统构成大体分为：无人机飞行平台、飞行控制系统、地面监控系统以及内业数据处理系统。无人机飞行平台内部载有影像传感器、自动驾驶模块和RTK测量模块；无人机的飞控系统用于飞行计划设计及任务设备管理，由自驾仪、GPS/IMU惯性导航系统、GPS接收机等组成，可实现无人机的姿态、航高、速度、航向的控制及各个参数的传输，方便地面人员实时监控无人机飞行信息。它采用手动、辅助和全自动飞行控制模式，可以有效的使无人机按照预定的飞行路线平稳飞行；地面监控系统包括地面监控软件和无线遥控器等。地面监控软件为MAVinci软件，通过它可以实时监控无人机的飞行高度、航迹、飞行姿态等数据，确保地面监控人员能及时了解无人机的飞行状况，保证飞行任务的顺利完成。另外该套软件也是航测系统的飞控软件，用于制定飞行计划实现自适应地势起伏。内业数据处理主要软件为数据后处理软件Photoscan，是一款基于影像自动生成高质量三维模型的优秀软件。它通过已知的基准点坐标、无人机获得的航片影像和POS数据自动完成影像定向、空三加密过程，实现免像控自动拼接处理，从而获得高精度的DEM、DOM数据。2.三维数字模型路径优化2.1创建路径优化平台采用Ecan-PLStation数字摄影测量工作站为立体选线平台，将DEN数据、DOM数据导入Ecan-PLStation路径优化软件，输入收集的工程资料、专题信息、基础地理信息，创建路径优化平台。如图2-1所示图2-1路径优化平台作业流程示意图2.2路径优化路径优化的步骤包括展绘初始路径、路径调整优化，路径优化后对获得的线路路径进行排位并对排位方案进行校核，同时对方案的经济指标进行统计，以确定获得的路径是否成立。将初始路径输入辅助优化设计平台.选线人员在气维场景中观察路径两侧的地物和地貌。通过路径优化平台中的测量模块，量测建筑物、电力线、通信线、采石场等对线路有影响的地物到路径的距离，以及陡峭地貌的坡度;识别走廊内的地物地貌，并量测线路是否跨越房屋，确定局部地段立塔条件是否具备。能否跨越电力线，提供转角的度数和数量、转角间的距离等信息。从而确立路径的成立与否。

优化过程中可以采用自动排位或人工排位的方式确定杆塔位置，在三维场景中查看塔位地形，逐基落实杆塔位置。进行风偏和危险点的校验，落实每一基转角塔、直线塔的使用条件，满足设计要求;在跨（钻）越35kV及以上高等级电力线时，采用电子模板软件模拟跨（钻）越，确认路径是否成立。路径优化工作流程如图2-2所示：图2-2输电线路工程路径优化流程3工程应用陕南地区某110kV线路工程，长度54km。该线路位于秦巴山区，地形较为复杂，线路途经许多零散房屋，林木茂盛繁多，许多塔位位置较为陡峭，边坡风偏对线路的影响较多，采用天狼星无人机航测和Ecan-PLStation立体模型选线，在路径优化中取得很好的效果。在立体环境中，能迅速查看到线路附近的建筑物，通过立体测图软件测量出线路中线距房屋的距离，若不满足规范要求，通过调整前后塔位至满足规范要求距离，如若无法调整安拆迁处理，且能迅速量测出房屋面积生成房屋分布图。3.2立体场景中查看塔位地形在立体环境中，逐一查看每级预选塔位的塔位地形情况，量测塔位中心距陡边坡，高坎边等的距离，结合地质人员的判断，将塔位选定在稳定的地形区域内。在Ecan-PLStation立体模型选线平台中，用预选定塔位坐标生成线路平断面图，实施排位，并进行适当调整，确定危险点，跨（钻）越满足规范要求。从工程实际应用可知，基于无人机航测技术的线路路径优化具有以下优点：1） 有效控制工程造价。三维模型信息丰富，时效性好，精度高，所包含的信息量和反映的数据流更符合现实情况，在三维环境下完成路径优化，能有效控制工程造价。2） 大大减少外业工作量。将传统需要外业实地测量确定线路路径工作转为内业，能有效控制工期，减少劳动强度，提高劳动生产率，节约成本。3） 减少林地砍伐，保护环境。当线路从林区通过时，通过准确量测林木高度，对林木实行高跨越排位设计，尽可能地减少林木砍伐，保护了林业资源，避免破环境。4） 对整体智能电网提供基础数据。无人机航测经过数据处理可以得到3D产品DEM、DSM、DOM数据，为未来智能电网的地理数据建设提供详尽的、丰富的数据支撑。无人机航测技术在电力线路规划中现已广泛应用，也极大的提高了工作效率，减少外业测量工作，可在数字摄影测量工作站的立体环境依靠人工进行大部分的数据采集，自动化程度相对较低，如何提高自动化采集度也将是将来的研究方向。参考文献1.汤坚，杨骥无人机倾斜摄影技术在特高压输电线路路径优化中的应用研究［J］，南