李希鵬　劉巖

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

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

引言

近年來，我們國家在全球定位技術(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)對地觀測系統(tǒng)（EOS）、國家信息高速公路（NII）、國家空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施（NSDI）等重大計劃的實施，人類對地球不同層面、不同現(xiàn)象的綜合觀測能力以及信息的處理、傳輸和應(yīng)用能力達到了空前的水平。地理空間信息技術(shù)已在國民經(jīng)濟建設(shè)中的各個領(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)用到輸電線路路徑設(shè)計的生產(chǎn)實踐中，并取得了可觀的經(jīng)濟效益和社會效益。

1 技術(shù)簡介

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

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，并通過科學(xué)的手段進行測量分析，并對結(jié)果進行表達。通過大量的試驗，人們發(fā)現(xiàn)，所有的物體都會吸收和發(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，通過對物體表面所發(fā)射或者反射的電磁波對物體信息進行獲取，從而達到遠距離對物體進行識別的目的。依照波段范圍的差異，通過可監(jiān)管、紅外線湖綜合微波對物體進行探測，從而通過航空航天設(shè)備對影響予以獲取。并且能夠提取非語意信息，對目標(biāo)點予以精確的判定，掌握其屬性以及位置。

1.3 地理信息系統(tǒng)即平常所說的GIS系統(tǒng)，主要用于對地理信息相關(guān)數(shù)據(jù)進行分析、查詢以及綜合處理，并對其結(jié)果進行儲存，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是一種計算機系統(tǒng)，而起主要依賴于計算機CAD軟件，從而能夠?qū)τ行У膶D形數(shù)據(jù)進行處理。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，拓撲關(guān)系也根據(jù)圖形的不同而不同，無論在連接關(guān)系上還是空間位置上?？傊瑢臻g地理信息進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、計算機設(shè)備、數(shù)據(jù)庫和分析應(yīng)用模型，此外包括人機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

在進行輸電線路設(shè)計的每一個環(huán)節(jié)都能夠應(yīng)用到GPS系統(tǒng)，并且其功能能夠滿足大部分工作，從而降低了工作人員的勘測工作強度，并將勘測工期有效縮短，降低了勘測成本。正因為GPS系統(tǒng)在測量工作中具有的巨大優(yōu)勢，使得該項技術(shù)的應(yīng)用范圍更加廣泛。

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

2.1.2 在進行線路設(shè)計定位中，首先設(shè)計人員需要將塔位坐標(biāo)提供給勘測人員，通過定位使用RTK對塔位坐標(biāo)進行輸入，利用GPS系統(tǒng)對塔位實際位置進行確定。當(dāng)前所使用的RTK儀器中對整周模糊度的計算大部分都采用了OTF算法，該方式結(jié)算時間較短，并且通過該種方式進行測量，能夠?qū)Χㄎ贿M行精確，通過觀測手簿對放樣點進行精確定位，以收斂值確定定位精度。觀測可以在點位達到要求精度后予以停止，并將點位坐標(biāo)進行存儲。

2.1.3 在定線階段，通過RTK功能，勘測人員能夠進行準(zhǔn)確的定線，通過將轉(zhuǎn)角塔位的數(shù)據(jù)輸入，在GPS手簿中進行基準(zhǔn)線的建立，通過相鄰塔位坐標(biāo)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)能夠?qū)⒅骶€確定下來并顯示出單位圓，并計算出流動站同主線之間的實際偏離角度和距離，顯示出其實際位置，以此將流動站向主線上引導(dǎo)，知道其能夠同主線重合。從而對現(xiàn)場兩個轉(zhuǎn)角塔之間依照實際狀況確定直線塔位置，并進行數(shù)據(jù)貯存。

2.2 RS的應(yīng)用

在線路段設(shè)計過程中，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的輸電線路的設(shè)計中，通過攝影測量的方式作為主要的地面信息獲取的海拉瓦測量系統(tǒng)已經(jīng)得以全面的應(yīng)用。該系統(tǒng)會生成相應(yīng)的圖形，通過圖形設(shè)計人員能夠?qū)崟r量取三維坐標(biāo)以及相關(guān)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)快速準(zhǔn)確的位置比較以及選擇，將輸電設(shè)計過程中所遇到的障礙以及較為特殊的跨越物進行落實，并準(zhǔn)確的進行塔基地形和風(fēng)偏驗算。

2.3 GIS在輸電線路路徑中的應(yīng)用

輸電線路路徑設(shè)計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)計過程中總是希望找到合適的位置。為了解決這個問題，由某公司開發(fā)的輸電線路計算機應(yīng)用設(shè)計系統(tǒng)在部分電力公司得到應(yīng)用。

2.3.1 系統(tǒng)的特點。該系統(tǒng)使用Arcinfo（GIS底層開發(fā)應(yīng)用軟件）、TIN（攝影測量空三解算軟件）、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)計輸電線路的路徑。全面實現(xiàn)線路模擬、顯示、查詢、處理、分析的一體化；可以通過DEM疊加DOM的方式對整條輸電線路路徑進行三維漫游顯示，直接模擬線路完成后的真實景觀；還可以通過數(shù)據(jù)庫的查詢、管理功能，直接點擊桿塔明細表、結(jié)構(gòu)圖等信息。應(yīng)用該系統(tǒng)可以全面提高輸電線路數(shù)字化和信息化的管理水平。

2.3.2 系統(tǒng)的現(xiàn)實性。該系統(tǒng)是根據(jù)輸電線路勘測設(shè)計的工作步驟開發(fā)出來的。目前，我國輸電線路勘測設(shè)計一般分為五個階段：第一，大方案設(shè)計，在此階段，根據(jù)電力供應(yīng)的長期規(guī)劃，確定線路的一些基本要素，包括線路大致走向、電壓等級、單雙回、變電站等。第二，踏勘，在此階段，收集線路經(jīng)過地區(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)費等因素的影響，給出幾個比較方案。第三，初步路徑設(shè)計，在此階段，根據(jù)1：5萬地形圖，初步確定被推薦的線路路徑的每一級桿塔位置。第四，準(zhǔn)確路徑設(shè)計，在此階段，沿著確定的大致線路路徑進行航攝，再根據(jù)攝影測量結(jié)果，將每一級桿塔的位置確定到地形圖上。第五，線路勘測，在此階段進行細致的野外勘測設(shè)計，線路、桿塔、基礎(chǔ)都要準(zhǔn)確定位。

3 結(jié)束語

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

參考文獻

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