输电路径测量中地理空间信息技术的应用分析

李希鹏　刘岩

摘 要：文章主要针对空间地理信息技术的相关内容展开了探讨，着重分析了其概念以及原理，并对GIS系统的组成以及系统中子系统的特点以及功能进行了论述，从而分析了该项技术在输电线路的路径设计中的实际应用状况。

关键词：输电路径测量；空间地理信息；GPS；GIS；RS；应用

引言

近年来，我们国家在全球定位技术（GPS）、遥感（RS）、地理信息技术（GIS）等领域取得了巨大成就，特别是随着全球范围内对地观测系统（EOS）、国家信息高速公路（NII）、国家空间数据基础设施（NSDI）等重大计划的实施，人类对地球不同层面、不同现象的综合观测能力以及信息的处理、传输和应用能力达到了空前的水平。地理空间信息技术已在国民经济建设中的各个领域得到了广泛的应用。目前，电力系统已将该技术应用到输电线路路径设计的生产实践中，并取得了可观的经济效益和社会效益。

1 技术简介

1.1 全球定位系统即GPS系统，主要指通过24颗卫星在地球上空的六个轨道面进行环绕，从而对需要确定的方位进行精确定位。其进行定位的基本原理主要是通过卫星不断的对自身时间信息以及星历参数进行发送，地面用户在接收到该类信息后经计算机处理，得到接收机相关信息，即三维方向、位置以及时间和速度信息。通过该系统能够在任何地点、时间对地面点进行位置确定。

1.2 遥感技术也是近两年新型的技术，即RS技术，主要指从传感系统或者影像系统中获取可靠的地质遗迹环境信息，并通过科学的手段进行测量分析，并对结果进行表达。通过大量的试验，人们发现，所有的物体都会吸收和发射或者反射电磁波，并且依据物体的不同，其对电磁波的作用也不同，这是物体的特性决定的。而RS技术便依照这一原理，通过对物体表面所发射或者反射的电磁波对物体信息进行获取，从而达到远距离对物体进行识别的目的。依照波段范围的差异，通过可监管、红外线湖综合微波对物体进行探测，从而通过航空航天设备对影响予以获取。并且能够提取非语意信息，对目标点予以精确的判定，掌握其属性以及位置。

1.3 地理信息系统即平常所说的GIS系统，主要用于对地理信息相关数据进行分析、查询以及综合处理，并对其结果进行储存，从而显示出地理空间信息同其他先骨干信息之间的关系。GIS是一种计算机系统，而起主要依赖于计算机CAD软件，从而能够对有效的对图形数据进行处理。图形数据具有的位置坐标是图形数据的重要标志，由于图形之间具有差异，拓扑关系也根据图形的不同而不同，无论在连接关系上还是空间位置上。总之，对空间地理信息进行管理分析以及组织显示的系统即地理信息系统。其组成主要包括了系统软件、计算机设备、数据库和分析应用模型，此外包括人机交互界面和管理人员。

2 地理空间信息技术应用

2.1 GPS的应用

在进行输电线路设计的每一个环节都能够应用到GPS系统，并且其功能能够满足大部分工作，从而降低了工作人员的勘测工作强度，并将勘测工期有效缩短，降低了勘测成本。正因为GPS系统在测量工作中具有的巨大优势，使得该项技术的应用范围更加广泛。

2.1.1 进行外控测量过程中，通过GPS在路径设计的外控测量阶段，可以通过静态测量模式进行操作，对沿线交叉跨越以及沿线的不良地貌信息进行采集，同事针对走廊内矿、厂以及其他的建筑物信息进行掌握，从而避免了由于地形问题或者交通问题对测量工作效率以及准确度等方面的影响。

2.1.2 在进行线路设计定位中，首先设计人员需要将塔位坐标提供给勘测人员，通过定位使用RTK对塔位坐标进行输入，利用GPS系统对塔位实际位置进行确定。当前所使用的RTK仪器中对整周模糊度的计算大部分都采用了OTF算法，该方式结算时间较短，并且通过该种方式进行测量，能够对定位进行精确，通过观测手簿对放样点进行精确定位，以收敛值确定定位精度。观测可以在点位达到要求精度后予以停止，并将点位坐标进行存储。

2.1.3 在定线阶段，通过RTK功能，勘测人员能够进行准确的定线，通过将转角塔位的数据输入，在GPS手簿中进行基准线的建立，通过相邻塔位坐标数据，系统能够将主线确定下来并显示出单位圆，并计算出流动站同主线之间的实际偏离角度和距离，显示出其实际位置，以此将流动站向主线上引导，知道其能够同主线重合。从而对现场两个转角塔之间依照实际状况确定直线塔位置，并进行数据贮存。

2.2 RS的应用

在线路段设计过程中，RS几乎的应用主要体现在地面信息的获取上，例如在220KV至500KV的输电线路的设计中，通过摄影测量的方式作为主要的地面信息获取的海拉瓦测量系统已经得以全面的应用。该系统会生成相应的图形，通过图形设计人员能够实时量取三维坐标以及相关数据，实现快速准确的位置比较以及选择，将输电设计过程中所遇到的障碍以及较为特殊的跨越物进行落实，并准确的进行塔基地形和风偏验算。

2.3 GIS在输电线路路径中的应用

输电线路路径设计的好坏不仅要考虑技术、设备、设施等因素的影响，还要考虑自然环境、地方规划的影响等，所以在设计过程中总是希望找到合适的位置。为了解决这个问题，由某公司开发的输电线路计算机应用设计系统在部分电力公司得到应用。

2.3.1 系统的特点。该系统使用Arcinfo（GIS底层开发应用软件）、TIN（摄影测量空三解算软件）、GRID（栅格数据处理技术）、NETWORK等技术，应用全数字化信息设计输电线路的路径。全面实现线路模拟、显示、查询、处理、分析的一体化；可以通过DEM叠加DOM的方式对整条输电线路路径进行三维漫游显示，直接模拟线路完成后的真实景观；还可以通过数据库的查询、管理功能，直接点击杆塔明细表、结构图等信息。应用该系统可以全面提高输电线路数字化和信息化的管理水平。

2.3.2 系统的现实性。该系统是根据输电线路勘测设计的工作步骤开发出来的。目前，我国输电线路勘测设计一般分为五个阶段：第一，大方案设计，在此阶段，根据电力供应的长期规划，确定线路的一些基本要素，包括线路大致走向、电压等级、单双回、变电站等。第二，踏勘，在此阶段，收集线路经过地区，关于自然环境条件、地形特征、地方要求等方面的信息，依据环境、技术、经费等因素的影响，给出几个比较方案。第三，初步路径设计，在此阶段，根据1：5万地形图，初步确定被推荐的线路路径的每一级杆塔位置。第四，准确路径设计，在此阶段，沿着确定的大致线路路径进行航摄，再根据摄影测量结果，将每一级杆塔的位置确定到地形图上。第五，线路勘测，在此阶段进行细致的野外勘测设计，线路、杆塔、基础都要准确定位。

3 结束语

在GIS设计系统中充分应用地理信息技术是对该输电线路设计系统分析以及集成功能的充分利用，从而在设计输电线路中实现全面的数字信息化以及规模化，从而将线路设计工作的科技含量予以提高，从设计速度、设计精度方面分析，空间地理信息技术的应用能够有效提高工作效率，同时还大大降低了资本投入。

参考文献

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