三維 GIS 技術(shù)應(yīng)用于電力選線是一種什么體驗？

發(fā)布日期：2019-05-05 23:28 瀏覽量：9807

隨著現(xiàn)代遙感技術(shù)的發(fā)展、多樣的遙感圖像數(shù)據(jù)的出現(xiàn)，使我們能夠很方便地獲取所需要的數(shù)據(jù)，測繪人員在電腦上看地面模型，就如同從空中看地面一樣的方便直觀，能在較大范圍內(nèi)對路徑方案進行優(yōu)選，還能看到線路與各種建筑物及公路、鐵路的相對關(guān)系等，從而獲得傳統(tǒng)選線方法難以達到的效果，降低了測繪人員的勞動強度。

一、三維可視化技術(shù)

1、數(shù)字高程模型（DEM）

數(shù)字高程模型（DEM）是一個數(shù)據(jù)集的規(guī)則網(wǎng)格節(jié)點（x，y）和高度（Z），DEM 是一個虛擬的地形表示，可以從等高線，坡度圖和其他信息，但也與 DOM 或其他專題數(shù)據(jù)疊加，用來分析地形相關(guān)的應(yīng)用程序，而 DEM 或 DOM 生產(chǎn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

數(shù)字高程模型DEM可用于繪制坡度、坡度圖、立體透視圖，拍攝正面拍攝圖像、立體景觀圖和地圖，作為國家地理信息的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，土木工程，景觀建筑和礦產(chǎn)工程規(guī)劃設(shè)計。

2、數(shù)字正射影像（DOM）

數(shù)字正射影像圖（DOM）是一個數(shù)字微分糾正和航空航天照片像素拼接，根據(jù)一定的圖形范圍裁剪生成數(shù)字正射影像圖組。圖像的幾何精度和圖像特征的地圖也是一個特點。

DOM 具有精度高，信息豐富等優(yōu)點，直觀、生動，快速訪問，可以作為一個圖分析背景的控制信息，并可提取自然資源和社會經(jīng)濟發(fā)展的歷史信息或最新信息，為土地資源調(diào)查，災(zāi)害防治和國家經(jīng)濟規(guī)劃，等，提供可靠的依據(jù)；并且可以根據(jù)信息，地圖的更新。在其他數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、真實性和完整性的評價中有著非常好的作用。

因此，圖像處理的幾何處理是遙感信息處理過程中的一個重要環(huán)節(jié)。隨著遙感技術(shù)的發(fā)展，對多源遙感數(shù)據(jù)的表示、融合、混合像元分解和混合像元的幾何配準(zhǔn)和處理方法提出了許多理論和方法。

3、地理信息系統(tǒng)（GIS）

地理信息系統(tǒng)，通常被稱為地理信息系統(tǒng)，這種技術(shù)通常被視為“3S”技術(shù)的重要組成部分。此外，地理信息系統(tǒng)通常由計算機系統(tǒng)、地理數(shù)據(jù)和用戶系統(tǒng)組成。在該系統(tǒng)中，該技術(shù)的應(yīng)用可以收集，存儲和管理。

此外，地理信息系統(tǒng)在城市線路選擇工作中的應(yīng)用，可以為城市線路的選線工作提供足夠的支持，并能提供更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)和測量結(jié)果。

二、三維 GIS 技術(shù)在電力選線中的應(yīng)用

三維 GIS 相對二維 GIS 對數(shù)據(jù)的表現(xiàn)更客觀實際，空間信息的展示更為直觀，能將抽象難懂的空間信息可視化和直觀化。三維 GIS 多維度空間分析功能更加強大?？臻g信息的分析過程，往往是復(fù)雜、動態(tài)和抽象的，在數(shù)量繁多、關(guān)系復(fù)雜的空間信息面前，二維 GIS 的空間分析功能常具有一定的局限性。

GIS 的優(yōu)勢在于可以提供廣域范圍的數(shù)據(jù)表現(xiàn)，三維 GIS 的優(yōu)勢在于可以模擬真三維的場景表現(xiàn)事物的空間分布。特高壓電力線路跨越線路距離長，通過地區(qū)的地理環(huán)境比較復(fù)雜，在特高壓線路的運行維護中應(yīng)用三維 GIS 技術(shù)可以實現(xiàn)空間信息可視化和直觀化，并實施一些相應(yīng)的管理手段。

1、基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)

線路三維可視化輔助設(shè)計系統(tǒng)不僅要對電力傳輸和改造設(shè)備的坐標(biāo)、高程信息，還要有形狀空間和屬性信息的設(shè)備。傳輸數(shù)據(jù)包括電廠升壓站、變電所、設(shè)備數(shù)據(jù)等。電廠升壓站名稱、類型、目的、電廠的位置、三維模型、經(jīng)緯度坐標(biāo)和高程。

對于地圖數(shù)據(jù)線的完成，通過現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集，采用手持全球定位系統(tǒng)采集框架，塔坐標(biāo)，因為這種方法耗時，也不能直接接入塔高和電線等屬性信息，因此不建議在設(shè)計院大面積推廣。

2、直觀還原真實三維地形地貌

選線平臺實現(xiàn)了海量 DEM、DOM 和矢量數(shù)據(jù)的迭加、大區(qū)域的無縫漫游、無級縮放，以簡單實用的分屏顯示二、三維聯(lián)動操作，直觀真實地還原三維地形地貌。

選線平臺可以在三維地形上模擬線路走向與塔位，進行集成化的三維漫游與量測操作，極大地方便了選線人員進行路徑優(yōu)化調(diào)整，從而大大提高了選線精度和效率。

3、輔助功能

設(shè)計人員還可以利用選線平臺隨時查看和比較線路的平斷面，進行桿塔預(yù)排位等。平斷面和預(yù)排位數(shù)據(jù)可直接用于排桿軟件，進行手動與自動排桿，便于備選設(shè)計方案進行桿塔排位的統(tǒng)計，進行優(yōu)化方案比選，提供可靠的輔助決策，綜合統(tǒng)計分析，為管理決策人員提供依據(jù)，同時，平斷面數(shù)據(jù)能夠輸出其他排桿軟件所需的格式。

在設(shè)計過程中，外業(yè)調(diào)繪勘察是必不可少的環(huán)節(jié)，選線平臺可以方便的定義調(diào)繪圖的范圍，分層控制圖紙，將影像、矢量、等高線等信息輸出到統(tǒng)一的調(diào)繪圖數(shù)據(jù)庫中，利用調(diào)繪圖編輯軟件提供的強大圖表輸出功能，按指定比例輸出影像文件，直接進行打印輸出。

4、貼合設(shè)計需求的專業(yè)功能

該平臺提供了高度的集成度，簡單易用，優(yōu)化了選線工具。新線路設(shè)計，實時顯示角點、累距離、角度，并實時顯示設(shè)計線高程樣線，為設(shè)計人員提供參考和幫助，以擴展現(xiàn)有線路，在現(xiàn)有線路上任意連接、添加、刪除、修改角。

根據(jù)項目的不同部分，由不同的設(shè)計人員進行電路設(shè)計，將設(shè)計結(jié)果中的每一部分都匯總成工程成果，大大提高了工作效率，縮短了工期。

5、機載激光雷達數(shù)據(jù)

在構(gòu)建輸電線路三維場景中需要對鐵塔、間隔棒、房屋、樹木、跨越線等對象進行三維建模，使用三維建模工具進行建模，以 3DS 文件格式存儲后可以導(dǎo)入系統(tǒng)的三維模型庫中作為數(shù)據(jù)支持。

三維模型庫中的模型可和系統(tǒng)中的對象進行匹對，并在三維場景下顯示。如線路上的桿塔可以通過桿塔型號與模型庫的鐵塔模型進行匹對，也可以手工修改線路桿塔與鐵塔模型的對應(yīng)關(guān)系。

在三維場景中，能流暢地進行瀏覽、漫游、縮放、旋轉(zhuǎn)、飛行等等基本操作，并能任意定位到桿塔、跨越物、房屋的三維模型上，并自由旋轉(zhuǎn)多視角觀察指定桿塔、跨越物、房屋等。

在三維線路場景中，可清晰的掌握工程線路經(jīng)過地區(qū)的主要交叉跨越，彌補了傳統(tǒng)二維地形圖進行線路選線的不足，對線路的排塔定位起到了重要的參考作用。三維 GIS 選線平臺可使設(shè)計人員內(nèi)業(yè)作業(yè)效率大幅提高，有利于提高設(shè)計質(zhì)量，保障工程技術(shù)指標(biāo)的落實。

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