电网工程建设中无人机航测技术的应用

彭磊,李美华,刘彬,彭岩

摘要：无人机硬件的发展和软件技术的不断完善，使得搭载各种传感器获取空间数据的能力得到大幅提升。无人机的使用成本低，获得的数据精度高，在工程领域的运用也不断成熟，在项目建设的各个阶段发挥着越来越重要的作用。电力行业对项目全过程化管理需求，项目的全生命周期综合管理成为当前电力设计企业转型的迫切需求，原有的单要素、碎片化、单过程的资源管理方式难以满足管理提升的需求，急需在技术上从二维到三维的转变。

关键词：电网工程;无人机;航测技术

引言

随着科技的不断发展和进步，无人机倾斜摄影测量技术正在逐步取代电气工程中的传统测量技术。无人机测量技术可以优化测量步骤和测量精度，方便测量员具体操作内容，减少操作难度，支持电力系统的实时工作。

1无人机技术概述

无人机主要是指无人驾驶、不能载人的飞行器，利用无线遥控、系统程序和信息技术，对飞行器进行远程操控，可以携带各种设备完成既定任务。随着无人机技术的发展，其已经在诸多行业和领域中获得广泛应用。无人机技术包含任务控制、飞行控制和后勤控制三个系统，其中任务控制主要是指由地面后勤控制向无人机下达各种任务指令，并且将任务的完成情况及时反馈到后勤系统；飞行控制是在无人机飞行过程中，为了促使其完成任务而下达的各种飞行指令，目的为远程操控无人机；后勤控制主要负责无人机的影像信息反馈以及任务指令下达，当无人机将影像信息传递给后勤系统后，工作人员根据其影像制作三维模型。

2特点和优势

与传统的航空摄影处理相比，无人机倾斜摄影技术在价格和应用方面更为有效，对飞行气候条件的要求也更低，这在数字县、城市等方面可以发挥实际作用。一方面，无人机本身飞行高度低，可以使用多角度摄影机完成地面物体顶部和侧面高复盖率数据的综合，并获得所有要素的详细情况。此外，照片表达的内容更为多样，因此得到的相邻图像之间的横向重叠和轨道重叠程度更高。此外，无人机倾斜摄影测量技术可以通过计算机处理图像信息实现实时匹配和建模控制，从而满足最重要的是无人机倾斜摄影测量技术可以在应用控制系统中建立更合理的共享控制模式，结合丰富的测量功能，提高应用效果。此外，无人机倾斜摄影测量技术还能有效地实现侧纹理数据的管理和采集，其纹理参数和数据内容采集比传统控制技术模式更具优势。

3无人机航测技术在电网工程建设中的应用

3.1在线路规划与地形图测量中的应用

无人机空中探测技术在电网建设中发挥着重要作用。在电网建设中，电路规划和测量是必不可少的。关于电网项目中输电线路的规划，规划整个道路需要一个相对广阔的视野。通过将无人机空中探测技术应用于走廊规划，它能够在某一地区使用无人机，从更全面的角度拍摄该地区的环境照片，并获得相应的地理信息。利用无人机测量技术获取地理信息可以帮助电网工程师规划区域走廊。无人驾驶航拍充分考虑到有关因素，如特定地区的环境和规划，了解走廊规划的具体要求，充分协调工作，利用有限的道路资源，并确保合理的走廊规划在地形测绘方面，电力网可行性研究的设计需要更精确的地形图，无人机空中探测技术提供了相对适当比例的高清晰度区域图像 从而可以提高电网工程现场的路径和配置效率。

3.2设计阶段

在电力工程设计阶段，涉及测绘、地质、水文气象、电气、土建、结构、通信、水工、技经等多专业间的通力合作。无人机测绘数据生成的三维模型，作为各专业间设计沟通的载体，提供可视化的设计环境。怎样深度融合实景三维模型与激光点云数据等现实数据和建筑信息模型(building information modeling，BIM)等设计数据并高效协作，已成为亟待突破的难点。等利用无人机进行激光探测及测距测绘作业，探索了其成果数据作为BIM前期工程项目数据的可行性。等对BIM技术在水库工程设计及施工阶段应用分析进行研究，并对水库运行维护阶段应用方式开展探讨和研究，促使项目相关建设主体能协同工作、提高项目全过程精细化管理水平、为项目建设的各阶段提供有力的数据和技术支撑。勘测设计各专业，通过三维实景模型与设计模型的无缝融合应用，让设计业务流程及工程信息从二维到三维转变。多专业空间数据的融合应用，将为勘测设计工作提供一个信息协同交互平台，减少各专业沟通障碍，提高勘测设计水平和工程设计管理效率。设计人员通过三维可视化的设计，采用模块化设计原则，对设计方案进行全方位优化，做到精细化设计，用一个项目对应一个模型来协同设计管理工作。

3.3智慧巡检管理

无人机巡检管理系统的整体计算能力较低，优化整合效果不佳。利用5G技术、云计算技术、大数据技术可以加强无人机环境感知力，自主识别目标属性，优化整合空域，指挥控制多机设备。同时注重规划集权协同路径，交互协同语义，提升技术可行性。智慧巡检管理对无人机管控的精细化、信息化与标准化要求较高，融合多元巡检数据，建立时序信息数据库，主要存储巡检影像图像。采用智能化算法，科学分析数据信息，更新和完善缺陷智能识别算法。联合无人机设备、相关业务平台，不仅可以联动信息，还可以共享数据。采用人工智能技术、云雾边技术管理无人机智慧巡检全过程。

3.4三维建模

与传统的图像采集处理方法相比，无人机倾斜摄影测量技术允许使用不同角度的摄像机对地形细节图像进行实时聚合管理，并提供了一种自动批量提取信息处理模式，从而大大提高了地形建模的水平此外，使用无人机倾斜摄影测量技术进行三维建模还可以为今后的维护工作提供保障，利用技术优势，并为区域电力工程的管理控制提供保障。

3.5在施工过程中预防环境污染

许多电力工程在进行施工时并不是有意会对周围环境造成污染，可能是一些不经意间的举动所带来的环境污染，并没有被及时的意识到，就对环境带来了破坏，通过无人机技术可在一定程度上减少无意识污染的出现，预防环境污染。对于植被、动物所带来的影响而言，可在施工过程中使用无人机进行实时监测，掌握环境动态，详细了解在施工时对哪些土地进行了使用，以便在使用完毕后及时对其进行整改，防止遗忘和忽略，也可提前了解该环境中所存在的各种动物，先对其进行妥善安置再进行电力施工。

3.6电力工程与检修

在电力线装配线的构造中，重点是构造基线。手工暴露作业中，地理因素影响较大，施工组织困难，会显着增加危险性，对工程的效率和成本影响较大。通过暴露无人驾驶飞行器提供指导方针可以提高运营效率，减少安全风险。工程完成和验收时，不再需要人工攀登方法，采用无人驾驶飞机检查模式。利用可见光相机，能够拍摄并记录负面缺陷，不仅降低手工劳动强度，而且缩短运输时间。在电网维护保养作业中，可以用无人驾驶飞机搭载喷洒灭火装置，可以清楚地看到，外国遗体可以悬挂在电力线的导线上。

结束语

总而言之，随着我国工程建设行业的发展，现场环境更加复杂和多变，为施工单位开展各项管理增添了一定难度。无人机作为一种新型技术，在工程建设中可以起到良好的辅助作用，为各项管理提供信息和数据支撑。同时，通过图像处理和三维建模，还能够帮助施工单位制定各项决策。因此，施工企业要认识到无人机技术的优越性，根据现场施工实际合理应用，进而推动行业的可持续发展。

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