无人机航测技术在输电线路设计中的应用

布然

摘要：由于受地区地势、环境天气等因素的影响，输电线路工程在建设中对施工区域的各项数据进行测量时难度较大。随着科学技术的发展，测绘技术也在不断发展中，无人机摄影测量技术是一种新型的、先进的测绘技术，通过对无人机使用控制，对施工地区的地形地貌进行详细的勘测、拍摄、记录，得出工程建设中所需的数据信息，以便制定科学的施工计划。本文通过分析无人机摄影测量技术的特点，和无人机摄影测量技术的概念和优势，分析探讨无人机摄影测量技术在输电线路设计中的应用。

关键词：无人机摄影测量;输电线路;应用

输电线路工程在电力工程建设中是一项重要工作，设计科学合理的输电线路可以有效的减少工程建设中的成本、缩短建设工期，输电线路的设计的建设需要以大量的精确度数值、数据为基础，所以需要对工程建设地区的地形地貌进行准确的勘察，得到精确的数据。因此，无人机摄影测量技术的应用，不仅解决了特殊地形环境、特别气候天气下输电线路工程中的测绘难题，且提高了输电线路工程建设计划的科学严谨性。

1无人机航测系统

无人机航测系统主要由无人机飞行平台、飞行控制系统、影像获取设备、通信设备、遥控设

备和地面信息接收与处理设备组成。其中，飞行控制系统主要包括： 稳定飞行姿态的垂直陀螺，获取飞行平台位置信息的GPS 接收天线以及控制飞机自主飞行的微处理器。地面配套设备主要包括： 实时影像的接收与显示的数据接收终端，数码相机获取的地面高清影像的数据处理终端以及控制飞机起降、飞行和拍摄的遥控设备。

2无人机航测技术特点

无人机航测技术，以获取高分辨率数字影像为应用目标，以自动驾驶飞机为飞行平台，以高分辨率数码相机为传感器，通过3S 技术在系统中集成应用，最终获取小面积、真彩色、大比例尺、现势性强的航测遥感数据。其技术特点主要有如下：

（ 1） 无人机数据处理流程与传统航测相比，具有以下特点： ①采用非量测数码相机，镜头畸变较传统航摄仪大; ②低空宽视角，因视点变化的原因，影像四周地物几何变形大，特征匹配难度大，有效匹配率低;③低空、宽像幅且高重叠度，影像数据量大; ④虽采取了一定防范措施，但仍免不了出現大的旋偏角，常有超出± 15°规范要求的情况。

（ 2） 升降灵活，环境要求低，野外作业方便。目前国内使用的超轻型飞机中均不必使用专门的机场和跑道，在100 m ～ 200 m长的周围较空旷的公路或硬草地即可起降。

（ 3） 一般作业区域航高低于1 000 m，属于低空、超低空，除机场附近、边境附近等特殊区域外，可避免办理空域申请，机动性强，受约束少，作业简便，可在云层下实施航拍，快速获取高分辨率数码影像。

（ 4） 安全可靠，无人驾驶自动飞行，多项控制措施保障系统安全，具备滑翔能力和弹射、伞降保护功能。

（ 5） 地域适应性强。对于丘陵及山地，无人机具有相当大的优势，受云雾干扰影响较小，随气候变化可及时调整飞行方案，避免因气候变化的影响带来的不必要损失。

3无人机航测技术在输电线路设计中的应用

3.1路径优化设计

通过无人机获取原始数据可以得到高精度的DOM 和DSM， 导入道亨输电线路三维选线及设计平台， 利用三维仿真技术实现输电线路的三维可视化设计， 采用最优方案避开沿线障碍物，准确模拟线路在不同气象条件下的真实情况， 选线成果直接生成线路走廊的三维电子沙盘。同时在进行前期选线时， 可新建不同选线方案，每个方案下创建不同的路径版本。通过对比，选择最优路径。

3.2优化排位设计

运用道亨输电线路三维选线及设计平台， 通过手工排位、智能排位， 有效提高设计工作效率， 利用三维仿真技术的立体显示， 可直观地观察设计电力线与周围障碍物在空间上的关系， 如交叉线路在空间上的距离、设计电力线路与线下走廊范围内经济作物的净空等， 并调整杆塔位置及杆塔高度。线路设计完成后可得到与实际情况基本一致的三维效果展示图， 通过查看不同对象线路设计的基本信息， 同时为方便施工和查看， 可将三维图形转换为二维的CAD 文件， 通过此种方式与目前实际的设计手段接轨， 实现二维、三维的自由转换。通过二维文件与三维文件的交互关系， 实现两者的同步修改。

3.3地物信息解译

1） 沿线地物信息统计。通过高清图像解译，统计获取沿线跨越物信息。

2） 估算耕地占用、房屋拆迁数量及赔偿费用。耕地占用、房屋拆迁赔偿在输电线路建设成本中占有一部分比例， 根据外业调绘， 形成高分辨率的三维真实景观图， 可清晰地查看设计线路走廊房屋状况，包括耕地面积、房屋建筑结构、层数及占地面积，根据这些细节可有准备地计算需拆迁房屋数量， 估算赔偿费用， 使输电线路建设成本预算更科学。

参考文献：

[1]张晓东，窦延娟，刘平，等.机载激光雷达技术在电力选线工程中的应用[J].长江科学院院报，2010（1）：26-28.

[2]刘宇.无人机系统在线性工程测量中的应用[D].南昌：东华理工大学，2014.

[3]韩文军，雷远华，周学文.无人机航测技术及其在电网工程建设中的应用探讨[J].电力勘测设计， 2010（3）：62-67.

[4]张弛.无人机技术在农村宅基地确权登记中的应用探讨[J].价值工程，2017（2）：210-212.

（作者单位：北京恒华伟业科技股份有限公司）