基于航测的输电线路优化设计思路研究
作者：杨雪雯
来源：《科技资讯》 2011年第6期
杨雪雯
(福州洛斯达科技有限公司 福州 350001)
摘 要:本文基于笔者多年从事航测技术应用的相关工作经验,以基于航空影像及VirtuoZo的选线及路径优化为研究对象,分析了航空影像的处理、航片选线,航测外业调绘、路径优化等技术方法,全文是笔者长期工作实践基础上的理论升华,相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义。
关键词:航测 输电线路 优化设计 路径优化
中图分类号:P2 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)02(c)-0137-01
传统的线路勘测方法是通过勘测和设计人员现场踏勘确定线路走向,在野外采集原始数据绘制线路平断面图,再提供给设计人员排杆定位,这要经过很长的周期,花费大量的时间和人力物力,而且受人的视野的局限性影响,所选的路径往往有很多缺陷。本文采用适普VirtuoZo全数字摄影测量系统,将其应用于架空送电线路工程的勘测,相信对从事相关工作的同行能有所裨益。
1 基于航空影像及VirtuoZo的选线技术研究
由于我们国家的基础测绘比较落后,难以满足国民经济建设的需要,我们手中的地形图大多数是十几年或几十年以前的。许多新的变化在地理信息图上得不到反映,如果用它来进行选线,只能是大概的,在它上面做出的方案可能是很糟糕的。由于航空影像获取的便捷性、高效性和高信息容纳性,用摄影测量的方法从影像进行电力线路规划,将成为未来电力线路优化的主要途径。
1.1 航空影像的处理
(1)新建测区。在VirtuoZo主界面上单击设置→测区参数菜单项,系统弹出设置测区对话框,在对话框中将影像类型选项设置为卫星影像,无需设置相机检校参数文件。(2)新建模型。在VirtuoZo主界面上单击设置→模型参数系统弹出设置模型参数对话框。(3)定义影像参数。在VirtuoZo主界面上单击设置→影像参数系统弹出设置影像参数对话框,进行影像参数的设置。(4)其他操作。对航片进行相对定向、量测控制点和绝对定向解算。
1.2 在航片上进行选线
在VirtuoZo主界面上单击→IGS测图,调出航片的立体模型,设计人员就可以在航片上进行选线,在线路设计和勘测各专业人员的配合下,依据航空影像图进行路径大方案的比选,并根据收资和协议情况,考虑路径方案沿线的城乡规划区、开发区、风景区,以及军事和民用重要设施,矿场等对线路路径选择有影响的地方,在航空影像图上选择路径最短,地质条件稳定,跨越点最佳,交通较方便的路线满足沿线规划要求、设施、环境等综合因素的需要。选线完毕后,输出转角的坐标。最终生成1∶5万和1∶20万的航空影像路径方案图。
1.3 自动生成三线断面
转角确定后,可自动生成三线平断面图,设计人员就可以利用此初步的断面图进行排杆定位,造价人员可以比较精确地进行“投标估算”。
2 基于航测影像及VirtuoZo的路径优化技术研究
在初步设计阶段,国家电网公司已经有了新的航片,勘测设计单位就可以利用航片进行优化选线。
2.1 镶嵌图的制作
镶嵌图的制作传统是用手工制作,现在可以采用计算机进行制作。首先利用Photoshop软件把航空像片进行抽像素,在利用VirtuoZo软件将Tiff格式的文件转化为VZ格式的文件,再用Mzaix软件进行顺序排列,最后用Cyberland软件将VZ格式的文件转化为Tiff格式的文件,用Photoshop软件打开进行编辑。
2.2 航测外控
(1)布设像控点。
像控点的设置应事先在室内在镶嵌图上做好布点方案,初步确定像控点的位置,作为外业选择控制点的依据。
(2)像控点的施测。
①室外选择像控点应注意避免选在高差很大的位置,如房顶、塘埂等位置,因为其阴影会给室内判读造成困难。②对做好的GPS外控点应在像片背面画出详细、准确的草图,并配简要的文字说明,描述点的明确位置。③像控点一般可使用三台GPS按静态测量模式测量,一台作为参考站,另两台作为流动站。基线观测时间一般为15min～20min,当基线距离较长时可适当延长观测时间。
2.3 航测外业调绘
外业调绘的目的是为了内业成图的需要,调绘内容主要是内业立体影像中无法判断的地物,如:电力线、通信线;宽度较小的路、沟;经济林、经济作物;其他无法判断的地物。
(1)调绘要求对沿线路左右两侧各300m宽范围内的交叉跨越物进行详细的描述。(2)对交叉跨越的电线应在像片上给出电压等级和杆位置、杆塔形式和杆号,并给出杆高;对电压超过35kV(含35kV)的电力线,要用全站仪测出线高。(3)交叉跨越的通信线,架空电缆、架空光缆应在像片上绘出其类型、等级、杆型、杆高。(4)交叉跨越的地下电缆、地下光缆应在像片上给出其类别及位置。(5)交叉跨越的架空索道、架空水渠等地物应在像片上给出其位置及高度,河流应给出其名称;交叉跨越的道路应标出路面材料、通达最近城镇的名称。(6)居民地名称,房屋结构和层次,在调绘片上都要注明。已拆迁的建筑物和新增加的地物要补充调绘在航片上。
2.4 航测内业
(1)数据输入。新建测区,引入影像文件。(2)像片的内定向。内定向,运行检查菜单,对内定向超限的数据进行处理。(3)像片的相对定向。点的粗差检测,像片的绝对定向,生成水平核线。(4)进行影像匹配,生成DEM模型,拼接DEM模型。(5)打开PLD软件,将定线时设计的转角坐标保存为路径文件,打开整个测区的DEM模型和正射影像图,将正射影像图叠加到DEM模型上,这时路
径将显示在立体影像上,设计人员在上面进行路径调整和优化,并将调整后的转角坐标保存在文本文件中,还可生成房屋面积和交叉跨越等统计数据文件。
2.5 路径优化
利用VirtuoZo全数字摄影测量系统可使各专业人员协同作业,在室内选线可获得室外选线难以达到的效果,大大方便了勘测设计人员调整线路,并可以合理避让房屋、优选杆塔位置,大大降低了勘测设计人员的劳动强度。由于所使用的航片信息全面,除能充分反映地貌、植被、沟渠、房屋外,另叠加了调绘的交叉跨越信息,使得优化路径考虑的因素更加全面。
选线时勘测设计人员在室内用偏正光立体镜可多人同时在显示器上看同一地面立体模型,视野范围广,且可随时显示任意点的坐标、高程及点与点之间的距离等。因而,在正射影像图及地面立体模型上进行路径方案的选择,如同从空中看地面,可在较大范围内对路径方案进行优选,并准确测出线路对地及房屋的距离、交叉跨越角度、各种建筑物及公路、铁路路面高程等。
3 结语
在送电线路工程勘测中应用VirtuoZo全数字摄影测量技术,将大部分外业工作转化为内业工作,大大提高工作效率。航测平断面图的平面精度完全满足规程规范要求,高程精度尚有欠缺,应在终勘定位时用GPS或全站仪测定直线桩、塔位桩的高程。
参考文献
[1] 张帆.全数字摄影测量方法在空间数据生产中的应用研究[J].测绘科学,2010(6):53～54
[2] 郑爵宇.数字正射影像图制作与应用方法探讨[J].测绘科学,2010(2):29～33.
