“3S”系统在电力线路中的应用研究

廖元兵

摘要：输电线路的设计质量对线路工程建设项目影响重大，直接关系到社会、经济、环境以及电网的正常运行。遥感技术（RS）、全球定位系统（GPS）是常用的数据采集方法，地理信息系统（GIS）则是在此基础上建立起来的数据库，“3S”系统就是以该模式为基础，建立一个电力线路的应用平台，保证电力线路设计与勘测的正常进行。

关键词：“3S”系统；输电线路；线路工程

1 引言

随着计算机科学广泛应用和测绘科学的迅速发展，“3S”系统模式在电力线路系统中的地位显得尤为重要。“3S”系统是全球定位系统（Global Positioning System，GPS ）、遥感（Remote Sensing，RS）和地理信息系统（Geographic Information System，GIS）的简称。“3S”技术是建立数字地球、信息高速公路所需的高新技术，并在国内外得到了充分的认可。本文主要对其在电力线路设计与勘测中的应用进行探讨。

2 “3S”的应用现状

在国外，“3S”技术在多个领域都得到了充分的发展。例如，遥感系统包括传感器应用方法，信息传送方法，信息提取方法，信息提取设备以及信息应用方法等，通过对不同信息类型的分类处理，结合测量和分析技术，并配合光学、电子学、计算机科学的重要成果，在环境、资源、气象、防震抗震以及航空遥感技术、通信技术等领域都得到了充分发展和应用；全球定位系统技术在航天、卫星、现代通信等方面都得到了充分应用，并在环境、石油、测绘、交通、地质等多个领域都取得了巨大的成功；地理信息系统主要依靠计算机空间系统，地理测绘系统，并结合空间数据库模式、计算机科学技术、地理模型及多种数据分类、存储、分析、处理、管理、以及输送技术，形成一个完整信息运作模型，地理信息系统主要应用于市政建设、通信运营、规划设计、交通管理等多个方面。

我国的“3S”系统应用主要集中于民用和商用之中。例如，测绘部门利用全球定位系统做高级测试网，市政管理部门利用全球定位系统进行地籍数据收集和整理，工程建设部门利用全球定位系统进行工程设计；我国的遥感技术应用处于世界领先地位，集中应用于环境监控、地质勘测、城市遥感调查、城市用水取样、海洋资源考古调查、土地资源测绘、城市规划设计等领域；地理信息系统主要应用于测绘、国土资源部门及各大、中城市的城市建设系统。例如，利用卫星照片采集的地理信息进行公路选线、隧道挖掘、土地资源调查、建立铁路数字路基仿真系统等等[1]。

3 “3S”系统在电力线路工程中应用的意义

3.1改善传统的设计方式

利用遥感技术和全球定位系统进行数据采集，建立地理信息系统数据库，通过建立集成应用软件平台，根据所获得的地理信息数据和传统电力设备进行电力线路的规划、路径选择以及电力线路杆塔位的预排杆等[2]。这种方法在高电压的线路工程中能够代替传统的航空摄像与工程检测方法进行合理勘测，不仅能够降低勘测费用，而且等极大地提高工程建设效率，缩短工期。在低电压线路设计中应用“3S”技术，改变在地图上进行电力线路规划，再采用工程测量的方法进行定位、定线测量的勘测设计模式，可更好地进行优化设计。将“3S”技术应用到电力线路工程中，实现工程设计勘测一体化，能够在平断面图中实现对杆塔位的排列，极大地降低了返工率，不仅使工期时间缩短，而且还能够减少工程投资，产生极大的经济效益和社会价值。

3.2形成电网企业的信息化管理

应用“3S”技术，能够有效地增强电力线路工程技术的数据收集能力，同时对建立全公司系统的电力信息数据，加快电网企业的信息化建设提供重要的信息保证。

3.3 提升决策的科学性

利用“3S”技术在电力线路工程设计及勘测中的各项数据指标，在各电网公司中建立数字化电网，加强电网规划设计的科学性和维护合理性，并使其能够在可视化的操作平台下运行，以提升电网公司决策的科学性。

4 “3S ”系统在电力线路工程设计与勘测中应用的重要环节

4.1 获取勘测设计基础信息

利用“3S”技术进行电力线路工程设计与勘测的主要流程如图1所示。其中，利用遥感技术，能准确实时地获取实地状况，丰富基础地理信息资料，如主要地貌、铁路公路、河流湖泊、城镇乡村等基础信息，利用遥感技术获得最新的卫星图片和高精度航空图片；利用遥感技术与实地勘察、文献资料等相结合，能及时获取地质灾害的相关信息，如洪涝灾害、泥石流、滑坡现象等；利用遥感技术能获取有关定线的相关信息，如遥感地面控制点、变测试点、相邻电力线路方向以及规划区位置、军事区位置、采矿区位置、杆塔位置、电力厂站位置等信息利用全球定位系统能够准确快速地获取所需定位信息。综合利用相关信息不仅能够及时规避电力线路的地质灾害风险，避开规划区位置、军事区位置、采矿区位置、杆塔位置、电力厂站位置等容易相互产生干扰的区域，使电力线路布置更加趋于合理，而且还能降低房屋拆迁的比率，缩短线路长度，降低工程建设的非必要消耗等。

4.2 完善电力线路信息平台

电力线路信息平台具有对采集的数据进行分段处理、分类分析、重点显示、集中输出以及为实际应用提供准确决策的功能，并能构建地形三维立体模型，建立电力线路走向的三维漫游和地图查询系统建立电力线路信息平台。首先要扫描卫星照片，现在的资源卫星主要有美国的 Landsat 系列、法国的SPOT系列、日本的 JERS-1及我国的国土资源普查卫星等；其次要输入全球定位系统静态、动态三维数据及数字高程数据；然后输入已有电力线路信息、与电力线路相关的其他信息，建立具体线路工程的信息应用平台[3-4]。

在选取全球定位系统外控点时，应在整个测区内均匀布置外控点，同时要尽量保证全球定位系统布置于测控区的外围，这样不仅能够较好地提高拟合的精度，同时也能够加强高程拟合精度对勘测设计的精准程度。

4.3 选取电力线路路径和优化设计

利用电力线路信息平台（地理信息系统信息平台）可及时地对电力线路的路径进行选取和规划。由于扫描的是近期的遥感卫星照片，信息平台上的信息与实地相符，使电力线路设计工作更加贴合于实际。在信息平台上可清楚地看清影响设计的各种地理因素和相邻的现有电力线路，并进行多方案优化设计如果通过复杂地区，进一步优化电力线路的路径，从而实现电力线路工程的勘测设计一体化，有效地缩短电力线路工程的设计和勘测周期，极大地降低电力线路的投资建设费用。

5 结语

将“3S”系统应用到电力线路的工程设计与勘测中，可有效地改善传统的设计勘测方式，极大地提升了电网企业的现代化管理水平和信息化电网的建设。通过对电力线路信息系统合理设计、规划、路径选取、杆塔位设计，可有效地缩短电力线路工程的设计和勘测周期，极大地降低电力线路的投资建设费用。

参考文献：

[1] 郭建文, 冯敏, 尚庆生, 等. 基于 3S 技术的青藏铁路数字路基仿真平台应用研究[J]. 遥感技术与应用, 2006, 21(4): 349-354.

[2] 徐春, 段德磊. 3S技术在电力工程建设与管理中的应用[J]. 云南电力技术, 2007, 35(5): 63-64.

[3] 陈功, 程正逢, 李慕清, 等. 遥感影像地图的制作及其在电力勘测设计中的应用[J].电力勘测设计, 2008(4): 22-24.

[4] 邓加娜, 胡茂林, 莫平洁, 等. 数字地球及其在电力勘测设计中的应用[J]. 电力勘测设计, 2008(5): 48-52.