【摘要】本文通過(guò)對(duì)目前廣域高分辨率遙感技術(shù)進(jìn)行介紹并分析了高分遙感數(shù)據(jù)在電力行業(yè)輸電線路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用方式，提出了應(yīng)用面向?qū)ο笏悸穼?duì)高分遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行地理信息提取技術(shù)，也討論了廣域高分遙感技術(shù)與三維GIS技術(shù)相結(jié)合構(gòu)建數(shù)字地球的基本方法，為電網(wǎng)建設(shè)信息化提供參考。

【關(guān)鍵詞】高分辨率遙感技術(shù)輸電線路設(shè)計(jì)電網(wǎng)建設(shè)三維GIS技術(shù)

一、引言

隨著三維GIS技術(shù)、遙感（RS）技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)（DB）技術(shù)的蓬勃發(fā)展，基于多源、海量遙感數(shù)據(jù)的三維大規(guī)模地形顯示、空間數(shù)據(jù)管理和空間數(shù)據(jù)分析等方面的理論和技術(shù)都取得了突破性的進(jìn)展。遙感技術(shù)，特別是中高分辨率遙感技術(shù)為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)化電力信息系統(tǒng)的建設(shè)提供了高分辨率的影像數(shù)據(jù)和地形數(shù)據(jù)，基于三維GIS平臺(tái)設(shè)計(jì)的三維可視化系統(tǒng)為電力行業(yè)進(jìn)行輸電線路設(shè)計(jì)提供了基本的空間環(huán)境，使得以往需要人工判別的地形數(shù)據(jù)、地理要素、人文條件等線路設(shè)計(jì)和施工中需要考慮的因素轉(zhuǎn)為計(jì)算機(jī)自動(dòng)判別，通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行空間分析，提取空間地理信息，進(jìn)而判定工程量，實(shí)現(xiàn)輸電線路設(shè)計(jì)和建設(shè)全過(guò)程的可視化展示。

二、廣域高分遙感技術(shù)在電力領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀

建立一個(gè)具有地理信息的數(shù)字化電網(wǎng)，為電網(wǎng)運(yùn)行管理提供一種基于空間信息的計(jì)算機(jī)管理的現(xiàn)代化手段，可以便捷地了解電網(wǎng)分布、相關(guān)屬性及實(shí)時(shí)信息，并支持業(yè)擴(kuò)報(bào)裝、事故搶修、可靠性分析等管理流程過(guò)程，以提高效益、降低成本、提升電網(wǎng)運(yùn)行管理水平，為企業(yè)進(jìn)一步適應(yīng)市場(chǎng)化經(jīng)營(yíng)和提供高品質(zhì)服務(wù)奠定基礎(chǔ)。

在廣域高分辨率遙感技術(shù)及其影像在各行業(yè)GIS系統(tǒng)中應(yīng)用的初期階段，影像數(shù)據(jù)主要以文件方式來(lái)管理，影像數(shù)據(jù)的安全得不到保障，數(shù)據(jù)容易丟失或者損壞，且不能輕易發(fā)覺(jué)。同時(shí)，隨著數(shù)據(jù)量的增大，數(shù)據(jù)文件的增多，數(shù)據(jù)管理會(huì)越來(lái)越困難。查找一個(gè)影像文件，有時(shí)候需要翻遍整個(gè)磁盤(pán)空間，耗費(fèi)人的時(shí)間和精力，之后研究人員開(kāi)始思考如何用數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)管理影像數(shù)據(jù)。關(guān)于海量影像數(shù)據(jù)庫(kù)的研究從20世紀(jì)80年代末就初見(jiàn)端倪，到20世紀(jì)90年代末，在海量影像數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的研究和實(shí)現(xiàn)方面，國(guó)內(nèi)外都已經(jīng)做了大量的工作，也推出了一些海量影像數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)和建庫(kù)工具，如國(guó)外的ERDAS公司的ImageCatalog、ESRI公司的ARCSDE柵格數(shù)據(jù)模塊、Oracle公司的GeoRaster模塊等，國(guó)內(nèi)國(guó)遙新天地的EV-Globe Creator，武大吉奧的GeoImageDB、北京超圖的SuperMap SDX +等。

三、基于數(shù)字地球的廣域高分遙感數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)路線

廣域高分遙感技術(shù)是目前發(fā)展得很快的測(cè)繪技術(shù)手段，其測(cè)繪成果應(yīng)用到數(shù)字地球上時(shí)，首先要進(jìn)行各種校正和圖形圖像處理操作，否則在海量高分辨率遙感數(shù)據(jù)的集成過(guò)程中容易出現(xiàn)越積越大的數(shù)據(jù)誤差和數(shù)據(jù)不協(xié)調(diào)的情況出現(xiàn)。具體過(guò)程如下：

（1）數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。根據(jù)電路線路設(shè)計(jì)工程師在可研階段確定的路徑方案的要求，確定遙感影像數(shù)據(jù)在路線兩側(cè)的控制范圍。根據(jù)可研路徑坐標(biāo)計(jì)算受控制的若干個(gè)轉(zhuǎn)角的經(jīng)緯度坐標(biāo)，作為收集衛(wèi)星影像的范圍依據(jù)。（2）利用全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)處理影像。用于糾正影像的參考數(shù)據(jù)源為地形圖、DEM數(shù)據(jù)，在軟件下尋找同名點(diǎn)糾正，再進(jìn)行銳化、融合、增強(qiáng)等處理生成了真彩色遙感正射影像，提供了優(yōu)化路徑的準(zhǔn)確參考數(shù)據(jù)源。

四、對(duì)遙感影像進(jìn)行銳化、融合、增強(qiáng)以及成品輸出處理

銳化處理能使地物邊緣特征更明顯，對(duì)全色片進(jìn)行銳化后，有利于我們判斷居民區(qū)，在輸電線路設(shè)計(jì)過(guò)程中有效避開(kāi)這些區(qū)域。將全色和多光譜兩種影像按照一定特征值融合后，能生成自然色彩的影像，使得遙感影像數(shù)據(jù)與現(xiàn)場(chǎng)情況看起來(lái)更接近。融合后的影像顏色可以根據(jù)個(gè)人的要求去進(jìn)行增強(qiáng)處理，增強(qiáng)處理后的影像目標(biāo)特征更明顯，更有利于選線設(shè)計(jì)。

五、制作三維實(shí)景漫游圖

根據(jù)輸電線路設(shè)計(jì)結(jié)果，以數(shù)字高程模型為支持，基于三維GIS平臺(tái)構(gòu)建三維仿真場(chǎng)景，制作三維實(shí)景漫游圖，實(shí)現(xiàn)數(shù)字地球?yàn)g覽。

六、廣域高分遙感影像在輸電線路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

廣域高分遙感影像數(shù)據(jù)是實(shí)現(xiàn)數(shù)字地球仿真模擬的基礎(chǔ)，在電力行業(yè)應(yīng)用中為輸電線路設(shè)計(jì)提供基本的空間場(chǎng)景和基本的空間地理要素基礎(chǔ)。通過(guò)對(duì)高分遙感影像進(jìn)行圖像要素分析，可以建立起輸電選線設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)仿真環(huán)境，實(shí)現(xiàn)快速選線操作。

基于廣域高分辨率遙感影像數(shù)據(jù)的圖像分析結(jié)果，有助于建立起目標(biāo)區(qū)域內(nèi)地理地形分類(lèi)范式，在數(shù)字地球上提供基于要素分析和空間分析的選線評(píng)價(jià)和選線優(yōu)化功能，使得選線設(shè)計(jì)整體工作更加科學(xué)和快速，線路建設(shè)設(shè)計(jì)成本降低，線路建設(shè)工程量減少，并使得最終的數(shù)字化選線設(shè)計(jì)工作成果能夠快速進(jìn)行數(shù)字化移交。

傳統(tǒng)作業(yè)初步設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)就是現(xiàn)場(chǎng)踏勘，用來(lái)彌補(bǔ)地圖已經(jīng)太陳舊的現(xiàn)象，不過(guò)現(xiàn)場(chǎng)踏勘只能看到局部的地物，而不能全局的看整個(gè)線路路徑，而高分辨率遙感影像則可以站在全局看問(wèn)題，使初步設(shè)計(jì)精度大大提高。

七、廣域高分遙感地形數(shù)據(jù)的輸電線路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

廣域高分辨率遙感地形數(shù)據(jù)在輸電線路設(shè)計(jì)過(guò)程中的應(yīng)用主要有兩點(diǎn)，一個(gè)是使用現(xiàn)有的遙感地形數(shù)據(jù)來(lái)約束遙感影像，對(duì)影像進(jìn)行圖形圖像校正和匹配，達(dá)到廣域高分辨率遙感影像、傳統(tǒng)的地形圖（矢量化成果）和廣域高分辨率遙感地形數(shù)據(jù)的整合，為電力輸電線路設(shè)計(jì)提供精準(zhǔn)的空間位置信息；二是在基于三維GIS平臺(tái)進(jìn)行三維仿真環(huán)境建設(shè)中提供地形起伏變化和空間地理特征信息的高程數(shù)據(jù)，為電力輸電線路設(shè)計(jì)和數(shù)字選線、工程建設(shè)等活動(dòng)提供空間模擬環(huán)境。

八、基于高分影像的設(shè)計(jì)相關(guān)地理信息提取

在廣域高分辨率遙感技術(shù)應(yīng)用的實(shí)踐中，通過(guò)遙感影像判讀、識(shí)別各種目標(biāo)是非常重要的環(huán)節(jié)，無(wú)論是專(zhuān)業(yè)信息提取、動(dòng)態(tài)變化監(jiān)測(cè)，還是專(zhuān)題地圖制作和遙感數(shù)據(jù)庫(kù)的建立等都離不開(kāi)分類(lèi)技術(shù)。應(yīng)用面向?qū)ο蟮姆诸?lèi)方法，結(jié)合野外驗(yàn)證，得到的分類(lèi)圖詳細(xì)而又符合實(shí)際情況，分類(lèi)后處理也簡(jiǎn)便易行。由于面向?qū)ο蟛粌H利用光譜特征，還利用其它如空間特征、形狀特征、紋理特征等參與分類(lèi)，提高了分類(lèi)精度，并且與其它數(shù)據(jù)源的融合、與GIS的連接也更簡(jiǎn)便容易，所以面向?qū)ο蟮倪b感分類(lèi)方法具有良好的應(yīng)用前景。

九、結(jié)語(yǔ)

隨著廣域高分辨率遙感技術(shù)以及國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，高空間分辨率的彩色影像和數(shù)字地形數(shù)據(jù)逐漸成為大比例尺制圖、規(guī)劃設(shè)計(jì)和電力行業(yè)業(yè)務(wù)運(yùn)行和管理等領(lǐng)域的重要數(shù)據(jù)源，對(duì)于超高壓送電線路來(lái)說(shuō)，采用高分辨率遙感數(shù)據(jù)選線，產(chǎn)生了較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。但使用高分辨率遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行輸電選線設(shè)計(jì)只是其在電力行業(yè)應(yīng)用的一部分，對(duì)高分辨率遙感技術(shù)成果的開(kāi)發(fā)應(yīng)用還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。我們應(yīng)該著眼于以下三個(gè)方面來(lái)改善和改進(jìn)遙感數(shù)據(jù)的電力行業(yè)應(yīng)用思路和技術(shù)手段：一是糾正參考數(shù)據(jù)源方法及其算法需要改進(jìn)；二是遙感影像生成線路設(shè)計(jì)平斷面圖方面值得探討和研究；三是拓展高分辨率遙感影像在電力設(shè)計(jì)其它專(zhuān)業(yè)的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]范光甫等，三維數(shù)字化電網(wǎng)解決方案，電力勘測(cè)設(shè)計(jì)，p30～34，2005.2（1）；

[2]賈永紅，多源遙感影像數(shù)據(jù)融合方法及其應(yīng)用的研究，博士學(xué)位論文，2001.9；

[3]朱長(zhǎng)青等，基于多進(jìn)制小波的SPOT全色影像和多光譜遙感影像融合[J]，測(cè)繪學(xué)報(bào)，2000，29（2）：p132～135；

[4]呂惠萍，SPOT衛(wèi)片在土地利用分類(lèi)中的應(yīng)用效果初探遙感技術(shù)與應(yīng)用，2001，3：p53～55；

[5]陸小藝等，三維GIS在電網(wǎng)工程設(shè)計(jì)運(yùn)行過(guò)程中的應(yīng)用研究，紅水河，p54～56，2009.4（28）（2）；