高 西 峰

(陜西省電力設(shè)計(jì)院，陜西 西安 710054)

基于DEM模型的衛(wèi)星影像在送電線路工程中的應(yīng)用

高 西 峰

(陜西省電力設(shè)計(jì)院，陜西 西安 710054)

基于DEM模型的衛(wèi)星影像提供了區(qū)域內(nèi)的數(shù)字三維模型，在這個(gè)模型上開(kāi)展送電線路的可研以及初設(shè)工作，具有效果比較突出的優(yōu)點(diǎn),以太中銀送電線路為例，簡(jiǎn)要介紹了在適普軟件平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)DEM模型和衛(wèi)星影像的疊加過(guò)程，并分析了其產(chǎn)生的效果,以供參考。

DEM模型，衛(wèi)星影像，送電線路，適普平臺(tái)

衛(wèi)星影像是由地球同步衛(wèi)星在高空對(duì)地面進(jìn)行攝影而獲得的像片，它具有航測(cè)像片的一切特性，但在更新上要遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于航測(cè)像片，雖然相對(duì)航測(cè)而言，衛(wèi)星影像在精度上要劣于航測(cè)像片，但其費(fèi)用低，獲取的途經(jīng)多，獲取周期短，而且衛(wèi)星影像展示了一個(gè)更加寬廣的視野。

衛(wèi)星影像已廣泛應(yīng)用于城市規(guī)劃、農(nóng)場(chǎng)評(píng)估、資源清查、地質(zhì)探礦、環(huán)境保護(hù)等諸多領(lǐng)域，在電力行業(yè)，衛(wèi)星影像也越來(lái)越多的被設(shè)計(jì)單位所接受，應(yīng)用于線路設(shè)計(jì)，如：2002年，為配合750 kV官亭—蘭州東送電線路工程的初步設(shè)計(jì)工作，西北電力設(shè)計(jì)院使用衛(wèi)片輔助選線，而在±660 kV寧東—山東輸電線路工程中，也采用高分辨率衛(wèi)星影像在可研階段來(lái)選擇路徑。與傳統(tǒng)方法相比，衛(wèi)星影像提供了一個(gè)全新的獲取路徑地物信息的方法，其獲取方便，信息量全、新，如果配合DEM模型，建立起區(qū)域內(nèi)的數(shù)字三維模型，可以為電力工程建設(shè)提供強(qiáng)大的數(shù)據(jù)平臺(tái)。

1 衛(wèi)星影像在送電線路中的作用

在現(xiàn)階段，衛(wèi)星影像的分辨率相對(duì)航片比較低，還不足以取代航測(cè)用于線路的施工圖階段，但在線路的可研階段，對(duì)于路徑走廊的選擇比較和在初設(shè)階段的初切斷面及優(yōu)化排位可以發(fā)揮巨大的作用。1)可研階段?？梢栽趯挾燃s20 km的衛(wèi)星影像上進(jìn)行路徑的大方案比選和推薦方案的優(yōu)化工作。通過(guò)對(duì)樹(shù)木、房屋、規(guī)劃區(qū)、自然保護(hù)區(qū)、礦區(qū)、軍事設(shè)施，以及機(jī)場(chǎng)等人文自然等因素的合理避讓，降低施工難度，增強(qiáng)選線的合理性。同時(shí)，在路徑確定后，可以對(duì)跨越的房屋、道路、河流等進(jìn)行量化統(tǒng)計(jì)，為前期規(guī)劃和可行性研究提供科學(xué)的參考依據(jù)。2)初設(shè)階段。在衛(wèi)星影像和DEM模型構(gòu)建的工作平臺(tái)上，能夠更加直觀地觀測(cè)到測(cè)區(qū)各種地物、地形地貌信息，進(jìn)行線路的初選和實(shí)時(shí)進(jìn)行線路的初排位，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行線路方案的比較選擇。與以往的工作方法相比，初設(shè)方案的路徑更加具體和細(xì)化，能夠準(zhǔn)確確定轉(zhuǎn)角位置和數(shù)量，初步確定直線塔位和數(shù)量，可操作性和實(shí)用性強(qiáng)。

2 基于DEM模型的衛(wèi)星影像在送電線路應(yīng)用中的實(shí)現(xiàn)方法

能夠把DEM模型疊加到衛(wèi)星影像中的軟件平臺(tái)比較多，經(jīng)過(guò)慎重調(diào)研，我院于2009年初購(gòu)置一套適普全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站，全數(shù)字化攝影測(cè)量系統(tǒng)VirtuoZo NT是由適普公司研制開(kāi)發(fā)的可直接從數(shù)字影像中獲取測(cè)繪信息的軟件平臺(tái)。其具有可靠的高度自動(dòng)化定向，領(lǐng)先的影像匹配算法和快速的影像匹配功能，具有自適應(yīng)地形的DEM自動(dòng)高效提取功能，獨(dú)特的正射影像自動(dòng)生成與無(wú)縫鑲嵌，獨(dú)具特色的地物采集，全新的互補(bǔ)色立體顯示，所見(jiàn)即所得的DEM交互編輯功能等特點(diǎn)。且操作界面友好，可輸出立體模型、正射影像圖(DOM)、數(shù)字高程模型(DEM)等產(chǎn)品。

110 kV太中銀供電線路工程是太中銀鐵路的配套工程，我院承擔(dān)了該項(xiàng)目的初設(shè)工作，由于時(shí)間急，該項(xiàng)目我院首次使用衛(wèi)星影像來(lái)輔助選線?，F(xiàn)以該項(xiàng)目的使用過(guò)程為例，來(lái)表述基于DEM模型的衛(wèi)星影像在送電線路中的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。

衛(wèi)片應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)流程圖見(jiàn)圖1。

2.1 衛(wèi)片及DEM模型的選取

從北京東方道邇公司收集到可研路徑范圍內(nèi)印度IRS-P5衛(wèi)片，于2006年12月～2008年12月拍攝，景寬為26 km×26 km，分辨率為2.5 m，總面積為4 000 km2；從測(cè)繪局購(gòu)買(mǎi)1∶5萬(wàn)成品DEM模型。

2.2 衛(wèi)片的處理

通過(guò)工具軟件ERDAS IMAGE處理衛(wèi)片，經(jīng)平移、旋轉(zhuǎn)等操作，將衛(wèi)片置于正確的坐標(biāo)系統(tǒng)，將衛(wèi)片導(dǎo)出為可供適普平臺(tái)讀取的圖片*.tif格式。

衛(wèi)片坐標(biāo)校正見(jiàn)圖2。

2.3 數(shù)據(jù)的疊加

在適普平臺(tái)電力軟件3DMAP EPIGS新建*.OST模型，導(dǎo)入前期準(zhǔn)備好衛(wèi)星影像路徑圖及DEM高程文件，進(jìn)行疊加處理。

創(chuàng)建立體模型見(jiàn)圖3。

2.4 優(yōu)化選線與排位

2.4.1 優(yōu)化選線

在線路設(shè)計(jì)和勘測(cè)各專業(yè)人員的配合下，依據(jù)衛(wèi)星影像圖進(jìn)

行路徑大方案的比選，并根據(jù)收資和協(xié)議情況，考慮路徑方案沿線的城鄉(xiāng)規(guī)劃區(qū)、開(kāi)發(fā)區(qū)、風(fēng)景區(qū)，以及軍事和民用重要設(shè)施(如飛機(jī)場(chǎng)、導(dǎo)航臺(tái)、無(wú)線電發(fā)射臺(tái))，礦場(chǎng)等對(duì)線路路徑選擇有影響的地方，在衛(wèi)星影像圖上選擇路徑最短，地質(zhì)條件穩(wěn)定，跨越點(diǎn)最佳(公路、鐵路、河流、水庫(kù)、電力線等跨越)，交通較方便，滿足沿線規(guī)劃要求、設(shè)施、環(huán)境等綜合因素的原則選擇路徑大方案。

2.4.2 優(yōu)化排位

在電力量測(cè)模塊中新建*.ele文件，將優(yōu)化選線生成的歷經(jīng)轉(zhuǎn)角坐標(biāo)導(dǎo)入，經(jīng)設(shè)置高程、累距、邊線等相關(guān)參數(shù)后，即可生成斷面圖(因初設(shè)階段主要排定并統(tǒng)計(jì)桿塔數(shù)目，在此階段自動(dòng)生成斷面已能滿足設(shè)計(jì)要求)。將其導(dǎo)出為電力行業(yè)通用道亨*.org格式，即可供電氣專業(yè)人員進(jìn)行桿塔優(yōu)化排位。

2.5 使用效果

和可研階段的路徑圖相比，使用衛(wèi)星影像輔助選線后，路徑局部調(diào)整很大，主要集中在居民區(qū)和工礦采油區(qū)，調(diào)整后的路徑更加合理，同時(shí)也較為準(zhǔn)確地統(tǒng)計(jì)了桿塔位的數(shù)量和塔型。

3 基于DEM模型的衛(wèi)星影像在送電線路應(yīng)用的效益分析

1)提高了路徑成立的可信程度。

在衛(wèi)星影像和DEM模型構(gòu)建的工作平臺(tái)上，更加全面地考慮了影響路徑的各種因素，減少了路徑不確定性因素的干擾，加深了可研和初設(shè)階段的深度，提高了路徑成立的可信程度，為決策層提供了更高層次的參考數(shù)據(jù)。

2)時(shí)間效益和經(jīng)濟(jì)效益顯著。

使用衛(wèi)星影像輔助電力選線，使得大部分的外業(yè)踏勘工作可以在內(nèi)業(yè)完成，縮短了工期，提高了工作效率；使用衛(wèi)星影像能夠大范圍的獲取數(shù)據(jù)資料，可以合理地避開(kāi)村莊、林區(qū)，減少走廊清理費(fèi)用，節(jié)約了線路投資費(fèi)用。

3)社會(huì)效益良好。

在線路設(shè)計(jì)中使用高分辨率的衛(wèi)星影像選線，合理避開(kāi)了林區(qū)、耕地、風(fēng)景保護(hù)區(qū)，減少了房屋的拆遷，達(dá)到了地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展、環(huán)境保護(hù)和電網(wǎng)建設(shè)雙贏的局面。

[1] 關(guān)澤群，劉繼琳.遙感圖像解譯[M].武漢：武漢大學(xué)出版社，2006.

[2] 陳亞明，宋志勇.衛(wèi)星數(shù)據(jù)影像在750 kV送電線路工程中的應(yīng)用[J].測(cè)繪技術(shù)裝備，2007,2(9):23-25.

[3] 張 侗，萬(wàn)明忠，范光甫.全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)在高壓架空輸電線路中的應(yīng)用[J].電力勘測(cè)設(shè)計(jì)，1998(3)：55.

Application of satellite image based on DEM model in transmission line engineering

GAO Xi-feng

(ShannxiPowerDesignInstitute,Xi’an710054,China)

On the basis of three-dimensional digital model provided within the region of DEM model satellite image, the paper launches preliminary work of transmission line on the model, its effect is obvious. Taking Taizhongyin transmission line as an example, it briefly introduces the superposition process of realizing DEM model and satellite image on the supersoft platform, analyzes its effect, with a view to provide some guidance.

DEM model, satellite image, transmission line, supersoft platform

1009-6825(2014)28-0229-02

2014-07-24

高西峰(1976- )，男，碩士，工程師

TU198

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