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        輸電路徑測(cè)量中地理空間信息技術(shù)的應(yīng)用分析

        2014-07-09 02:08:07李希鵬劉巖
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2014年20期
        關(guān)鍵詞:應(yīng)用

        李希鵬 劉巖

        摘 要:文章主要針對(duì)空間地理信息技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容展開(kāi)了探討,著重分析了其概念以及原理,并對(duì)GIS系統(tǒng)的組成以及系統(tǒng)中子系統(tǒng)的特點(diǎn)以及功能進(jìn)行了論述,從而分析了該項(xiàng)技術(shù)在輸電線(xiàn)路的路徑設(shè)計(jì)中的實(shí)際應(yīng)用狀況。

        關(guān)鍵詞:輸電路徑測(cè)量;空間地理信息;GPS;GIS;RS;應(yīng)用

        引言

        近年來(lái),我們國(guó)家在全球定位技術(shù)(GPS)、遙感(RS)、地理信息技術(shù)(GIS)等領(lǐng)域取得了巨大成就,特別是隨著全球范圍內(nèi)對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)(EOS)、國(guó)家信息高速公路(NII)、國(guó)家空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施(NSDI)等重大計(jì)劃的實(shí)施,人類(lèi)對(duì)地球不同層面、不同現(xiàn)象的綜合觀測(cè)能力以及信息的處理、傳輸和應(yīng)用能力達(dá)到了空前的水平。地理空間信息技術(shù)已在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。目前,電力系統(tǒng)已將該技術(shù)應(yīng)用到輸電線(xiàn)路路徑設(shè)計(jì)的生產(chǎn)實(shí)踐中,并取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

        1 技術(shù)簡(jiǎn)介

        1.1 全球定位系統(tǒng)即GPS系統(tǒng),主要指通過(guò)24顆衛(wèi)星在地球上空的六個(gè)軌道面進(jìn)行環(huán)繞,從而對(duì)需要確定的方位進(jìn)行精確定位。其進(jìn)行定位的基本原理主要是通過(guò)衛(wèi)星不斷的對(duì)自身時(shí)間信息以及星歷參數(shù)進(jìn)行發(fā)送,地面用戶(hù)在接收到該類(lèi)信息后經(jīng)計(jì)算機(jī)處理,得到接收機(jī)相關(guān)信息,即三維方向、位置以及時(shí)間和速度信息。通過(guò)該系統(tǒng)能夠在任何地點(diǎn)、時(shí)間對(duì)地面點(diǎn)進(jìn)行位置確定。

        1.2 遙感技術(shù)也是近兩年新型的技術(shù),即RS技術(shù),主要指從傳感系統(tǒng)或者影像系統(tǒng)中獲取可靠的地質(zhì)遺跡環(huán)境信息,并通過(guò)科學(xué)的手段進(jìn)行測(cè)量分析,并對(duì)結(jié)果進(jìn)行表達(dá)。通過(guò)大量的試驗(yàn),人們發(fā)現(xiàn),所有的物體都會(huì)吸收和發(fā)射或者反射電磁波,并且依據(jù)物體的不同,其對(duì)電磁波的作用也不同,這是物體的特性決定的。而RS技術(shù)便依照這一原理,通過(guò)對(duì)物體表面所發(fā)射或者反射的電磁波對(duì)物體信息進(jìn)行獲取,從而達(dá)到遠(yuǎn)距離對(duì)物體進(jìn)行識(shí)別的目的。依照波段范圍的差異,通過(guò)可監(jiān)管、紅外線(xiàn)湖綜合微波對(duì)物體進(jìn)行探測(cè),從而通過(guò)航空航天設(shè)備對(duì)影響予以獲取。并且能夠提取非語(yǔ)意信息,對(duì)目標(biāo)點(diǎn)予以精確的判定,掌握其屬性以及位置。

        1.3 地理信息系統(tǒng)即平常所說(shuō)的GIS系統(tǒng),主要用于對(duì)地理信息相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、查詢(xún)以及綜合處理,并對(duì)其結(jié)果進(jìn)行儲(chǔ)存,從而顯示出地理空間信息同其他先骨干信息之間的關(guān)系。GIS是一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng),而起主要依賴(lài)于計(jì)算機(jī)CAD軟件,從而能夠?qū)τ行У膶?duì)圖形數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。圖形數(shù)據(jù)具有的位置坐標(biāo)是圖形數(shù)據(jù)的重要標(biāo)志,由于圖形之間具有差異,拓?fù)潢P(guān)系也根據(jù)圖形的不同而不同,無(wú)論在連接關(guān)系上還是空間位置上??傊?,對(duì)空間地理信息進(jìn)行管理分析以及組織顯示的系統(tǒng)即地理信息系統(tǒng)。其組成主要包括了系統(tǒng)軟件、計(jì)算機(jī)設(shè)備、數(shù)據(jù)庫(kù)和分析應(yīng)用模型,此外包括人機(jī)交互界面和管理人員。

        2 地理空間信息技術(shù)應(yīng)用

        2.1 GPS的應(yīng)用

        在進(jìn)行輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)的每一個(gè)環(huán)節(jié)都能夠應(yīng)用到GPS系統(tǒng),并且其功能能夠滿(mǎn)足大部分工作,從而降低了工作人員的勘測(cè)工作強(qiáng)度,并將勘測(cè)工期有效縮短,降低了勘測(cè)成本。正因?yàn)镚PS系統(tǒng)在測(cè)量工作中具有的巨大優(yōu)勢(shì),使得該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用范圍更加廣泛。

        2.1.1 進(jìn)行外控測(cè)量過(guò)程中,通過(guò)GPS在路徑設(shè)計(jì)的外控測(cè)量階段,可以通過(guò)靜態(tài)測(cè)量模式進(jìn)行操作,對(duì)沿線(xiàn)交叉跨越以及沿線(xiàn)的不良地貌信息進(jìn)行采集,同事針對(duì)走廊內(nèi)礦、廠以及其他的建筑物信息進(jìn)行掌握,從而避免了由于地形問(wèn)題或者交通問(wèn)題對(duì)測(cè)量工作效率以及準(zhǔn)確度等方面的影響。

        2.1.2 在進(jìn)行線(xiàn)路設(shè)計(jì)定位中,首先設(shè)計(jì)人員需要將塔位坐標(biāo)提供給勘測(cè)人員,通過(guò)定位使用RTK對(duì)塔位坐標(biāo)進(jìn)行輸入,利用GPS系統(tǒng)對(duì)塔位實(shí)際位置進(jìn)行確定。當(dāng)前所使用的RTK儀器中對(duì)整周模糊度的計(jì)算大部分都采用了OTF算法,該方式結(jié)算時(shí)間較短,并且通過(guò)該種方式進(jìn)行測(cè)量,能夠?qū)Χㄎ贿M(jìn)行精確,通過(guò)觀測(cè)手簿對(duì)放樣點(diǎn)進(jìn)行精確定位,以收斂值確定定位精度。觀測(cè)可以在點(diǎn)位達(dá)到要求精度后予以停止,并將點(diǎn)位坐標(biāo)進(jìn)行存儲(chǔ)。

        2.1.3 在定線(xiàn)階段,通過(guò)RTK功能,勘測(cè)人員能夠進(jìn)行準(zhǔn)確的定線(xiàn),通過(guò)將轉(zhuǎn)角塔位的數(shù)據(jù)輸入,在GPS手簿中進(jìn)行基準(zhǔn)線(xiàn)的建立,通過(guò)相鄰塔位坐標(biāo)數(shù)據(jù),系統(tǒng)能夠?qū)⒅骶€(xiàn)確定下來(lái)并顯示出單位圓,并計(jì)算出流動(dòng)站同主線(xiàn)之間的實(shí)際偏離角度和距離,顯示出其實(shí)際位置,以此將流動(dòng)站向主線(xiàn)上引導(dǎo),知道其能夠同主線(xiàn)重合。從而對(duì)現(xiàn)場(chǎng)兩個(gè)轉(zhuǎn)角塔之間依照實(shí)際狀況確定直線(xiàn)塔位置,并進(jìn)行數(shù)據(jù)貯存。

        2.2 RS的應(yīng)用

        在線(xiàn)路段設(shè)計(jì)過(guò)程中,RS幾乎的應(yīng)用主要體現(xiàn)在地面信息的獲取上,例如在220KV至500KV的輸電線(xiàn)路的設(shè)計(jì)中,通過(guò)攝影測(cè)量的方式作為主要的地面信息獲取的海拉瓦測(cè)量系統(tǒng)已經(jīng)得以全面的應(yīng)用。該系統(tǒng)會(huì)生成相應(yīng)的圖形,通過(guò)圖形設(shè)計(jì)人員能夠?qū)崟r(shí)量取三維坐標(biāo)以及相關(guān)數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)確的位置比較以及選擇,將輸電設(shè)計(jì)過(guò)程中所遇到的障礙以及較為特殊的跨越物進(jìn)行落實(shí),并準(zhǔn)確的進(jìn)行塔基地形和風(fēng)偏驗(yàn)算。

        2.3 GIS在輸電線(xiàn)路路徑中的應(yīng)用

        輸電線(xiàn)路路徑設(shè)計(jì)的好壞不僅要考慮技術(shù)、設(shè)備、設(shè)施等因素的影響,還要考慮自然環(huán)境、地方規(guī)劃的影響等,所以在設(shè)計(jì)過(guò)程中總是希望找到合適的位置。為了解決這個(gè)問(wèn)題,由某公司開(kāi)發(fā)的輸電線(xiàn)路計(jì)算機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)系統(tǒng)在部分電力公司得到應(yīng)用。

        2.3.1 系統(tǒng)的特點(diǎn)。該系統(tǒng)使用Arcinfo(GIS底層開(kāi)發(fā)應(yīng)用軟件)、TIN(攝影測(cè)量空三解算軟件)、GRID(柵格數(shù)據(jù)處理技術(shù))、NETWORK等技術(shù),應(yīng)用全數(shù)字化信息設(shè)計(jì)輸電線(xiàn)路的路徑。全面實(shí)現(xiàn)線(xiàn)路模擬、顯示、查詢(xún)、處理、分析的一體化;可以通過(guò)DEM疊加DOM的方式對(duì)整條輸電線(xiàn)路路徑進(jìn)行三維漫游顯示,直接模擬線(xiàn)路完成后的真實(shí)景觀;還可以通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)的查詢(xún)、管理功能,直接點(diǎn)擊桿塔明細(xì)表、結(jié)構(gòu)圖等信息。應(yīng)用該系統(tǒng)可以全面提高輸電線(xiàn)路數(shù)字化和信息化的管理水平。

        2.3.2 系統(tǒng)的現(xiàn)實(shí)性。該系統(tǒng)是根據(jù)輸電線(xiàn)路勘測(cè)設(shè)計(jì)的工作步驟開(kāi)發(fā)出來(lái)的。目前,我國(guó)輸電線(xiàn)路勘測(cè)設(shè)計(jì)一般分為五個(gè)階段:第一,大方案設(shè)計(jì),在此階段,根據(jù)電力供應(yīng)的長(zhǎng)期規(guī)劃,確定線(xiàn)路的一些基本要素,包括線(xiàn)路大致走向、電壓等級(jí)、單雙回、變電站等。第二,踏勘,在此階段,收集線(xiàn)路經(jīng)過(guò)地區(qū),關(guān)于自然環(huán)境條件、地形特征、地方要求等方面的信息,依據(jù)環(huán)境、技術(shù)、經(jīng)費(fèi)等因素的影響,給出幾個(gè)比較方案。第三,初步路徑設(shè)計(jì),在此階段,根據(jù)1:5萬(wàn)地形圖,初步確定被推薦的線(xiàn)路路徑的每一級(jí)桿塔位置。第四,準(zhǔn)確路徑設(shè)計(jì),在此階段,沿著確定的大致線(xiàn)路路徑進(jìn)行航攝,再根據(jù)攝影測(cè)量結(jié)果,將每一級(jí)桿塔的位置確定到地形圖上。第五,線(xiàn)路勘測(cè),在此階段進(jìn)行細(xì)致的野外勘測(cè)設(shè)計(jì),線(xiàn)路、桿塔、基礎(chǔ)都要準(zhǔn)確定位。

        3 結(jié)束語(yǔ)

        在GIS設(shè)計(jì)系統(tǒng)中充分應(yīng)用地理信息技術(shù)是對(duì)該輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)系統(tǒng)分析以及集成功能的充分利用,從而在設(shè)計(jì)輸電線(xiàn)路中實(shí)現(xiàn)全面的數(shù)字信息化以及規(guī)?;?,從而將線(xiàn)路設(shè)計(jì)工作的科技含量予以提高,從設(shè)計(jì)速度、設(shè)計(jì)精度方面分析,空間地理信息技術(shù)的應(yīng)用能夠有效提高工作效率,同時(shí)還大大降低了資本投入。

        參考文獻(xiàn)

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        [2]謝文輝,李億紅,蘇誠(chéng).跨部門(mén)大型地理信息系統(tǒng)構(gòu)建與實(shí)踐[A].第十三屆華東六省一市測(cè)繪學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C].2011.

        [3]孫成忠,陳士林,趙潤(rùn)懷.地理信息系統(tǒng)與中藥資源信息化建設(shè)[A].全國(guó)第9屆天然藥物資源學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C].2010.endprint

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