关于输电线路选线中遥感三维可视化技术的有效运用分析

范巍巍

摘要:三维可视化主要应用于显示描述并理解地下及地面众多地质现象特征的工具之一，它被广泛应用在地质和地球物理学的各个领域。三维可视化是描绘并理解模型的手段之一，也是体现数据的具体形式之一。输电线路的建设选线特别需要遥感三维可视化技术，勘测人员可以直接在电脑或移动设备中观看地面模型，如此一来就能给实际工作带来很大便利。

关键词:输电线路；遥感三维可视化；运用

在运用遥感三维可视化技术之前，进行输电线路选线应首先收集设计路线的所需资料，在已掌握的地图上选择多个可行的线路方案后，对所有可行方案进行全面的比较分析，最终确定一个经济合理的选线方案。可以看出，输电线路的选线方法在很大程度上和勘探人员的实际工作能力和经验水平有很大关系，并且勘探人员可能会在现场受到视野限制，局限性较强。另外我国目前所使用的地图大多为上世纪80年代的地图，因此就需要采取新的、更准确、更客观的测绘方式。

一、技术背景

当前，输电线路在建设的过程中，用到的高程数据通常都是来自专业人员在现场进行勘探或测绘的结果，因此其准确性必须达到施工要求。目前出现的比较明显的缺点在于：技术数据的更新周期较长，并且研究数据需要付出很高昂的代价，这对于此行业的发展是非常不利的。因此，采取怎样的方式获得高程数据和地理位置，再通过真实快捷的方式构建三维地形，是当前输电线路遥感三维可视化地形的重点问题。

二、技术内容

此项技术的主要目的是构建在较小经济代价及三维地形装置方法之下，通过此装置不仅能够快速获得高程数据和地理位置，还能够根据此数据得到并构建具有实用价值的三维地形。此次研究所提供的构建三维地形的方法主要内容有：通过定位日志的方式获得特定地区的数据项；在预先设定好的平面上对所需操作进行区域划分，将区域划分为多个网格以获得网格的节点；网格所对应的高程确定是需要根据卫星的定位数据高程来实现；通过利用精准高程及网格节点，以待操作平面为基础，构建三维地形。

三、实例研究

（一）工程概况

以广东省韶关市擎能设计公司的某次工程项目为例进行研究。本次工程线路为500kV线路，进出线走廊较狭窄，沿线地势较为复杂。遥感图像是否能做到客观真实地反映地形、水文、植被等影像信息，具有较强现时性，将遥感三维可视化技术应用在选线过程中，能够实现虚拟三维可视化设计。

（二）实现过程

实现输电线路的数据可视化通常需要三类数据，分别为线路途经区域的DEM（数字高程模型）、遥感影像图以及铁塔三维模型。

1.遥感图像处理

此次工程采用了我国输电线路大面积采用的美国陆地卫星的TM影像，为获取更高分辨率的图像，此次工程还使用了法国的SPOT影像技术，比起美国的TM影像，法国的SPOT影像的空间分辨率更高[1]。正是因这两种影像数据之间的良好互补关系，因此将TM影像同SPOT影像进行图像校正并变化增强、融合后，所得到的彩图能够非常清晰地将地面的各地形展示出来，包括山脉、河流、路网、聚居点等，如图1、图2所示。

2.地形三维可视化

要实现输电线路的三维可视化，应首先实现对地形的三维可视化。地形的三维可视化以DEM为研究对象。采集DEM的方法一般有两种，一种是手扶跟踪的方法，一种是地形图扫描矢量化的方法。手扶跟踪的作业方法具有较大的劳动强度，并且效率较低，最关键的是难以保证精度。

经过研究与分析，最终决定在本次工程中运用DEM。首先对1:50000地形图采用扫描数字化的方式以获取数字化的地形图；然后使用图像处理软件（PS、AI等）进行预处理，例如图像旋转、调整图像亮度及对比度等；然后运用MapGIS（地理信息系统）处理地形图矢量[2]。在生成DEM的过程中，应对等高线进行全面精确的检查，检查是否存在问题，当检查完成，确定没有任何问题后，就可以生成DEM文件。

3.铁塔三维模型建立

首先是铁塔模型绘制。首先用AutoCAD（自动计算机辅助设计软件）绘制铁塔图形，在准备阶段对大量的必要数据进行集中处理，绘制输电铁塔的单线图和材料表以及基础根开尺表；设计人员在进行铁塔设计的过程中，可能对所用到的参数进行了归纳和总结，这样一来就在杆塔设计方面节省了大量的精力，效果如图3所示。

图3

其次是IMAGIS（建筑三维模型编辑器）创建铁塔三维实体。IMAGIS软件具有修改坐标的功能，可以根据设计的坐标和尺寸，在模型建立的过程中修改线条或实体的三维坐标，但这样一来容易出现一些人为或难以预料的问题[3]。所以应充分利用软件的数据转换功能，先使用AutoCAD绘制准确的线条模型，然后再将文件导入到IMAGIS中，在软件中创建为三维实体，这样一来创建的模型可以保证准确。

（三）工程应用

第一，应以合理性、安全性和便捷性为基础原则，尽量不使用大转角的方式，将线路的长度进行合理缩减。

第二，在选线时，应避免将线路设置在海拔1000米以上地区，尽量不要让线路经过冰区。

第三，尽量不要让输电线路通过煤田，如果一定要穿过煤田，应尽可能减少穿过煤田的长度。

第四，对房屋拆迁量较大的地段或路径进行进一步优化。

第五，对河流、水库和重要交叉跨越点的位置进行核实，考察位置是否合理。

结束语

此次研究了输电线路选线过程中遥感三维可视化技术的设计与运用，通过研究擎能设计公司的实际工程案例，分析了输电线路选线的遥感三维可视化技术实际应用策略，不仅节省了人力、物力和财力，还得到了非常好的效果。将遥感三维可视化技术应用在输电线路选择中，可以给设计人员带来很大便利,从而提高线路设计质量。

参考文献

[1]麦晓明,陈驰,彭向阳等.输电线路走廊三维可视化技术和系统设计[J].中国电力,2015,48(2):98-103.

[2]张建波,王贯华,赵禹等.遥感三维可视化技术在输电线路选线中的应用探究[J].城市建筑,2015,(36):265-265.

[3]徐德生,陈辅辉,黄双得等.线路通道全景可视化基础台账管理系统扩展应用研究[J].中国科技纵横,2014,(8):52-52.