空间影像技术在架空送电线路测量中的应用

韩洪武

【摘要】随着全国高压电网建设步伐的不断推进，西电东送、电力远距离传输、电网跨越省份、地区多以及电网穿越地形复杂，为了顺应这一发展趋势，架空送电线路测量必须实现更高的发展。传统的测量方法与现代化电力施工要求已经出现了不相称的现状。空间影像测量技术的应用，一方面可以采集到传统测量方法没有办法采集的图像数据，另一方面其可以实现对空间数据坐标的采集。空间影像测量技术的应用加快了测量效率，节约了时间，为项目的审核及决策提供方便。

【关键词】空间影像技术架空送电测量

【中图分类号】TM752 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2013）01—0135—01

东部城市是我国经济高发区，用电危机一直威胁着这些地区的用电安全。随着经济的发展，大批特高压线路的建设在缓解东部用电高峰城市电力危机方面发挥着不可忽视的作用。但是特高压线路建设难度大，而且建设工程相当复杂。其具备的特点是高压电线跨越地形复杂且数量繁多、电线档距长、铁塔高等。特高压线路的主要功能是实现对经济发达、工业发达的地区进行长途输电，确保其用电安全。然而，对于传统的测量技术而言，这些新的要求已经无法得到充分的满足，所以现代化的空间影像测量技术的开发和应用迫在眉睫。

一、传统的电力测量技术

何谓传统的电力测量？其方式主要是通过采用基于悬高测量方法的平视法测量方式来解决对架空送电线路测量点的测量。对净空距离以及导线弛度的测量是统的电力测量的重难点。

所谓悬高法，它的应用主要是为了对难接近点的三维坐标的测量，比如：铁架横担、架空导线等。悬高法作为间接测量方式的一种，其主要用于测量非接触点的三维坐标。但是悬高法测量方式存在着很大的局限性，主要表现在悬高点的精确度被棱镜以及悬高点铅锤度限制，换句话说就是只有棱镜与悬高点处于同一条竖直的铅锤线上，悬高点三维坐标的精度才能得到保证。下面是一个具体的数据分析：

当棱镜与悬高点的垂角被设定为450时，水平距离上10厘米的误差导致的高程误差达到10厘米；如果棱镜与悬高点的垂直角被设定为600时，水平距离上10厘米的误差导致的高程误差达到17厘米。

二、空间影像测量技术

（一）空间影像测量技术

所谓空间影像测量技术，它是指待测物体的各个点的坐标位置，通过借助于待测物体的影像对待测物体的三维几何坐标，以及空间位置来加以确定。它是一种符合现代化测量要求的技术。相对于传统摄影测量方法，空间影像测量技术存在很多的不同点：空间影像测量技术加入了全站仪光学测量的相关功能，该作用在于对待测物体特征的采集以及对待测物体影像测量数据的采集，通过上述数据以及物体特征的采集进而实现对待测物体影像各方位元素的收集以及从全方位纠正待测物体，最终实现测量的高效率以及高精度。但是传统测绘技术与三维扫描相结合的Trimble VX空间测站仪也能够采集到“一站式”空间影像数据。

（二）矢量照片

空间影像技术能够采集到矢量照片。VX空间测站仪具有矢量CCD传感器，该传感器同测距以及测角传感器处于同一轴线上。CCD传感器能够对矢量数码相片进行高效采集、凭借VX实现待测物体的常规测量，从而收集到被测物体的相关矢量影像。同一般数码相片相比较，该相片被标有具体的精确坐标，方便了对该坐标点的准确测量。内业对矢量照片的数字化处理，能够得出被测物体的三维影像数据信息；采集被测物体全方位矢量影像数据，能够得出被测物体的3600矢量照片。

（三）点云扫描

所谓点云扫描，它是指对选定的区域进行有序的扫描测量。VX空间测量仪能够快速、精确、自动地收集目标物体和目标区域的表面坐标，即点云。点云涵盖了待测物体的点三维坐标数据，实现有效采集大量的繁杂三维坐标，从而实现后期三维建模处理对大量数据的需要。矢量影像数据与数字滤波处理后的点云数据可以实现纹理叠加，从而纠正了摄影存在的不足。三维建模可以被传人至CAD或者3DMax进行深入处理，从而得到预期的效果。

三、空间影像测量与电力施工测量的密切联系

空间影像测量技术是非接触式野外测量方式的一种，它的优点在于针对架空送电线路测量施工过程中可能存在的问题进行高效处理。空间测站仪主要是从矢量照片、长距离棱镜反射测量、点云扫描以及外业数据采集等各方面实现了架空送电线路测量效率的最大化提高。

（一）业内资料和矢量照片

依据相关部门对特高压电力施工规范的要求：基铁塔的施工涉及的任何一个环节均要对其进行拍照存档。关于特高压电力施工的拍照存档作业，其存在一定的难度，特别是要精确、清晰地记录下特高压线路的实际情况更是存在难度。但是如果将VX技术应用于特高压电力施工的拍摄中，其意义是显而易见的。VX拍摄出的矢量数码相片不仅可以记录下电力施工实际画面，而且还可以对照片涉及到的测量物进行三维几何测量，从而实现更多相关数据的收集。

VX拍摄的矢量数码相片附带着拍摄物的实际三维坐标，该信息方便了对铁塔的相应位置进行分组和编号，从而为内业资料的整合提供了很大的方便。测量物的点云数据与VX拍摄的矢量数码照片相结合，可以方便将铁塔线路与铁塔的实际三维目标模型化。关于对电力施工质量的检查以及施工效率的计算，其直观性和形象化可以借助于对电力施工不同阶段记录下来的三维模型数据的对比分析加以实现。尤其是针对某些施工工程的细节问题，其图像以及几何数据的有效性和真实性可以依据对比分析施工不同进度的三维模型数据加以复核。

（二）外业采集数据、点云扫描以及测量长距离无棱镜反射

被测物体的点云扫描能够实现对被测物体三维点位数据的高效率采集，然后被测物体的三维点位数据与矢量数码照片相结合，最终实现三维建模的高精确度。空间影像测量具备的长距离无棱镜反射测量功能可以实现户外测量作业次数最大化地减少，从而方便了测量工作人员在某一个测量站便可以完成对绝大多数测量点的测量任务。无反射测量方法属于非接触式直接测量方式的一种，它被运用于电力施工的测量中的作用在于：在对被测量物的导线尺度测量以及交叉跨越测量作业时，无反射测量方法允许基点测量作业中不采用棱镜，而且可以对导线的至低点以及至高点的三维坐标进行直接测量。以此同时，长度为800米的长距离五棱镜反射测量也实现了对大部分架空送电线路的测量要求。

四、总结

空间影像测量技术能够实现在测量架空送电线路外、内业作业时的高工作效率。空间影像信息以及三维测量数据的全方位、多角度采集的意义在于：丰富了现有的架空送电线路测量成果；在工程质量以及工程资料的核查方面，空间影像测量技术为其提供了更为充足的事实依据以及理论基础。加强对高空影像技术的开发和利用，有利于确保特高压线路施工的施工效率和施工质量，这为我国电力工程的建设以及东部电力资源匮乏地区的用电安全提供了保障。这也是我国经济建设和社会发展的需要。

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