WorldView高分辨率卫星立体像对在输电线路测量中的应用研究

■李炜 张中原 周玉娟

（河南省电力勘测设计院 河南郑州430007）

WorldView高分辨率卫星立体像对在输电线路测量中的应用研究

■李炜 张中原 周玉娟

（河南省电力勘测设计院 河南郑州430007）

本文阐述了利用0.4米WorldView高分辨率卫星立体像对进行输电线路平断面量测的作业方法，并利用外业测量数据进行了精度分析，结果表明：利用高分辨率卫星立体像对量测线路平断面图满足输电线路施工图阶段的精度需求，可以作为困难地区输电线路的数据获取方式，可以极大的减少成本和外业周期。

高分辨率卫星立体像对DEM输电线路

1　引言

目前，我国220kV以上等级的输电线路设计中，航空摄影测量技术是主流的技术手段。该技术能在三维立体观测的模式下对线路路径范围内的真实场景进行浏览和地物量测，能够提供十分丰富的信息为路径选择、优化及勘测设计提供技术支持，大大提高选线及勘测设计质量，降低野外劳动强度。但是航空摄影常常受到空域管制、天气等因素的影响而被迫延迟甚至放弃，严重影响到工程进度。且每个项目都要单独组织航摄，周期长、成本高，对工程适用存在一定的局限性。随着航天遥感技术的飞速发展，尤其是高分辨卫星影像的兴起，如美国WorldView-3卫星影像分辨率已经达到了0.31米，迎来了大比例尺航天测图的新时代。近年发射的高分辨遥感卫星大都具有侧视成像能力，具备与航空立体像对接近的基高比，使星载遥感立体像对获取DEM（数字高程模型）成为可能。利用卫星立体像对进行输电线路勘测设计成为可能。本文将结合具体工程案例介绍高分辨率卫星立体像对在输电线路中的应用。

2　高分辨率遥感卫星简介

本文所使用的数据是美国WorldView-3卫星0.4米分辨率的立体像对，WorldView-3卫星是第一颗具有多载荷、超高光谱的高分辨率商用卫星。WorldView-3运行轨道在617公里的轨道高度上，提供全色0.31米，多光谱1.24米，短波近红外3.7米及CAVIS波段30米分辨率的卫星影像。具体的卫星参数见表1：

表1　WorldView-3卫星基本参数表

本文从下订单到收到数据，用时8天，花费5万余元，相比传统航测技术，无论是在时间效益还是在经济效益上都有着明显的优势。

3　技术路线

结合河南省电力勘测设计院三维数字化规划设计平台中勘测设计模块中的卫星影像处理模块、选线模块及联机测量模块的功能，本文总结制定了从获取数据到平断面输出的全套作业流程，如图1所示：

图1　平断面量测流程图

4　输电线路工程应用

在河南汝州某220kV输电线路工程中进行了应用。该工程位于汝州市南部山区，线路长度10km左右，植被主要是灌木和高度为2-3m的杂树。

4.1像控点测量

购买的卫星数据面积在120km2左右，在影像的四周和中部均匀布设6个像控点，像控点选在明显地物的几何中心且高程没有突变的地方，如道路交叉角处，利用河南CORS系统进行坐标测量。

4.2外业调绘

重点是调查交叉跨越和新增地物，交叉跨越对10kV以上等级的输电线路实测杆塔位置和跨越点高度，对线路路径中心20m范围内的新增地物进行补测。

4.3数据处理

利用河南省电力勘测设计院三维数字化规划设计平台中勘测设计模块中的卫星影像处理模块和像控点数据对立体像对进行处理，绝对定向中误差为0.18米。在得到DEM产品后，需对线路路径范围内的DEM进行人工编辑处理，主要工作是将DEM高程编辑至地面处，剔除植被、房屋等对DEM的影响。

4.4平断面联机测量

平断面图采用河南省电力勘测设计院三维数字化规划设计平台中的联机模块和北京洛斯达公司的《架空送电线路软件》联机的方式并结合外业调绘资料进行测绘，中心断面和边线可直接将DEM成果导入软件中进行读取，人工量测风偏点和平面地物。

5　成果检测

对全线所有塔位进行人工定位并实测塔位高程，将实测塔位高程与平断面图中从DEM里提取的塔位高程进行比较，统计结果如表2所示：

表2　塔位实测高程与DEM高程较差统计表

检测结果与传统航测技术的高程精度基本持平，能够满足施工图阶段的设计需求。

6　结束语

（1）从以上分析可以看出，利用WorldView-3卫星0.4米分辨率的立体像对进行处理，获取的数据产品精度能够达到传统航测技术的水平，在输电线路数据获取来源方式上可以替代航空摄影测量技术。

（2）利用高分辨率卫星采集数据，影像获取速度快、现势性好、费用低，非常适合大面积测图或者长距离输电线路工程的应用，尤其对国外的输电线路工程，由于无法进行航空摄影测量，此方法无论在经济效益还是社会效益上，都有着巨大的优势。

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TM764.1[文献码]B

1000-405X（2016）-2-120-2