无人机倾斜摄影技术在输电线路运维中的应用

摘要：输电线路的日常维护和管理方式，主要是巡线人员对高差、距离等进行测量。测量时不免会使用测量工具，而传统的测量工具，其测量结果的准确性受测量现场环境的影响、测量人员的专业能力影响，还会为测量人员的安全带来较高的风险。在科技飞速发展的21世纪，无人机摄影技术早就运用到了各行各业的工作中。本文就无人机倾斜摄影技术在输电线路运维中的应用做出了阐述，并且加以分析和探究，试图解决传统测量方法的弊端，使测量数据更准确直观，降低测量人员的测量风险。

关键词：输电线路;无人机;倾斜摄影;测量

国民用电安全、稳定的问题，是关系到民生的问题，更是国家的大事。所以，对于这种重要的民生问题，就要给予重视，也就是要及时、全面的对输电线路进行养护和维修。就我国目前对输电线路的运行维护管理来看，涉及高差、距离等多个方面的测量工作。因为地形的复杂，环境的不利影响等因素，如何能够快速又准确的测量出想要的数据，成为了输电工人检修过程中面临的一大难题。随着科技的进步，无人机已经被应用在各种领域，它有着设计灵活、操作方便、人员零损伤、成本低的特点。倘若将无人机应用于输电线路的运行维护管理中，势必会引起行业内的一番强烈反响[1]。本文就是对无人机倾斜摄影技术应用于输电线路运行维护管理中的可能性，以及可能带来的好处做出剖析，试图解决我国输电线路运行维护管理中测量难度大、安全风险系数低的问题。

一、原理和方法

（一）测试原理

无人机摄影可以多角度、全方位的展开，不受地形、环境的影响，测试的原理就是利用无人机摄影的这种特性。对于实验我们采用无人机进行倾斜摄影、正射摄影两种方式进行相片的采集，再利用高科技手段将这些照片进行全方位的模块化整合，最后会通过三维立体建模的专业系统，形成一个模拟仿真的立体影像，将所拍摄到的环境1：1全方位的还原、展示在人们眼前。再通过软件的转化和测量，将景象最真实的展示到人们眼前，直接帮助测量队进行输电线路的运维和检修。

（二）无人机地面站

想要利用无人机摄影技术对输电线路进行运维和修护，需要在地面建立一个无人机地面站。无人机地面站主要是起到统筹、规划以及指挥的工作。地面站一般需要通过使用地面站计算机、通信数据链以及其他一些辅助的操控设备，再加以相应的软件系统作为搭配，才能够全方位、多角度的对无人机进行全面有效的操控[2]。对于输电线路的测量队来说，可能不同的测量队或是同一支测量队在不同的时间会选择不同型号的无人机，每次选择使用无人机的目的也可能不尽相同，所以，想要适应这些不同型号或是不同用途的无人机，就要根据无人机的特点建立适合的地面站系统，这样才能更好的检测和操控无人机的飞行状况，获取输电线路测量队最想要的、对其最有价值的影像。

（三）倾斜摄影技术

倾斜摄影技术是指无人机从垂直的、四个倾斜的等五个不同角度对影像进行采集，这更有利于后期对影像的合成，能够更加真实的向人们反映和展示出所拍摄的情境。这种无人机的倾斜摄影技术是近些年来国际上新兴发展的高新技术，更是现如今人们较为推崇的拍摄技术，更是现在应用最广泛的一种影像还原技术。

无人机的倾斜摄影技术相对于传统的正射影像技术，能够更加真实的反映一个三维的环境，通过多角度不同方面的拍摄，还可以从高度、长度、坡度、面积、体积等各个不同的方面和属性对所选择的输电线路进行测量，使测量队的工作结果更加准确，工作过程也更加安全。

二、工程案例

我们以惠州供电局的输电管理数据为基础，做出以下实验：其所选用的运维线路为110kV金榕丙线N66塔投运时间为2017年7月，所处地理位置环境复杂，为丘陵地带。本次实验采用无人机为微型多旋翼机型，并且配合l英寸2000万像素传感器以及24mmF2.8的广角镜头。实验内容具体如下：

（一）建立三维模型

首先我们利用建立的地面站为无人机的飛行规划路线，然后操控无人机根据设计好的飞行轨迹进行飞行，飞行的途中不断利用倾斜摄影技术对所选择的景象进行采集[3]。采集后，我们将数据传回再通过专业技术进行处理。最后，将处理好的信息呈现出三维立体的空间模型，地面站人员可以直接在显示器上观看。

（二）测量数据

我们的根本目的是对形成的景象进行测量，从而满足测量队对输电线路运维测量结果的要求。根据呈现出的3D模型，我们对其进行测量。再利用传统方法进行测量，将两种测量结果进行对比，倘若利用无人机技术进行测量的结果与传统方法测量的结果相近，且差值在标准的误差范围内，我们认为本次利用无人机倾斜摄影技术对输电线路进行测量的结果是准确的。例如对坡高的测量，传统测距仪的测量值为59.10m，而利用无人机倾斜摄影技术测量出的坡高为59.15m，差值仅为0.05m，在可接受范围内。

（三）工作量说明

传统测量方法，对所选区域的测量，大约需要3人三至四小时方可完成，另外还需要一些诸如经纬仪、测距仪等的测量仪器。采用无人机倾斜摄影技术进行本次测量，只需要2人大约两小时就可以完成全过程，且测量数据不需要人为计算，计算机系统可以自动计算生成测量结果。相比较来说，使用无人机摄影技术对输电线路运维中的测量比使用传统测量方式更好。

三、无人机倾斜摄影技术测量的优点

通过上述的实验，我们总结出以下几点，有关无人机倾斜摄影技术在输电线路运维测量工作中的优点：

（一）景象更加直观

利用无人机的倾斜摄影技术，测量人员可以更加直观的看到所拍摄的画面。在形成3D影像后，测量人员观察到的是直观的三维立体图像。这更有利于测量人员进行观察，他们可以针对某一帧画面随意的暂停、截取以及选用，从而更好的判断周围的地形、环境，更好的对测量结果做出预估和判断。而传统的测量方法，很难做到随意截取或是选用，更多的还是要依靠测量人员的专业能力[4]。所以说，利用无人机倾斜摄影技术对输电线路运维工作进行辅助，能够使得景象更加直观，更有利于测量人员的判断工作。

（二）提高应急响应能力

利用无人机倾斜摄影技术测量出的图像更加易于保存，测量人员可以任意的选取和调用，即使是出差、旅途中都可以随时调取出想要的信息。这种高效率的工作是传统测量方式不能比拟的，更是在积极响应国家提高电力行业应急能力的政策，也是及时提供决策依据的重要影响因素。所以说，利用无人机倾斜摄影技术进行输电线路运维工作中的测量，相比较传统测量方法来说，无人机技术能够更好的提高测量部门的应急响应能力。

（三）方便应对特殊环境

当所需运维的输电线路处在复杂的地势，周围环境恶劣，那么人工的进行测量很可能会为测量人员带来安全风险。而这些生命安全上的风险，在利用无人机技术测量时是完全可以避免的。另一方面来看，当地势复杂、地形不规则，或是出现塌方又需要对边坡进行测量时，这种测量难度是很大的。即使可以克服这样的困难，但是对测量出的结果又很难保证准确，倘若测量过程出现差错，测量人员面临的可能是再一次进行测量[5]。这样时间、精力、人力、物力上的大量消耗，很难提高测量工作的效率，降低了测量工作的时效性以及准确性。

四、结论

无人机可以说是科技進步的产物，而无人机倾斜摄影技术在输电线路运维工作中的运用，可以说是时代发展中人类智慧的结晶。这代表着科技的发展进步，代表着人们工作效率的提升，工作量的减小，更代表着人类即将迈入一个全新时代，一个大数据的时代。所以，无人机摄影技术在输电线路运维工作中的运用是切实可行的，更是需要我们推崇的。

参考文献：

[1]雷瑜，周吾珍.浅析无人机倾斜摄影测量技术在国土调查中的应用前景[J].资源与人居环境，2019（7）42-42.

[2]周小红，李向欢，石蕾，等无人机倾斜摄影技术在电力巡线树障检测中的实践应用研究[J]电力大数据，2019（8）53-59.

[3]胡月.无人机倾斜摄影测量技术在立面测量中的应用研究[J]，世界有色金属，2019（7）31-32.

[4]孙杰，谢文寒，白瑞杰.无人机倾斜摄影技术研究与应用[J]测绘科学，2019（6）145-150

[5]张建.探究无人机倾斜摄影测量技术标准[J].中国金属通报，2019（3）288-289.

作者简介：袁晖（1986-），男，汉族，江西吉安人，工程师，本科，研究方向电力企业输电线路方向。