張 兵，劉永強(qiáng) ，王 隆

（內(nèi)蒙古電力勘測設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010020）

VirtuoZoEle在某線路工程中的應(yīng)用

張 兵，劉永強(qiáng) ，王 隆

（內(nèi)蒙古電力勘測設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010020）

本文闡述了VirtuoZoEle軟件基本功能及工作流程，并詳述了線路工程路徑優(yōu)化設(shè)計(jì)流程。同時(shí)，應(yīng)用VirtuoZoEle軟件在錫盟-南京1000 kV特高壓（內(nèi)蒙段）工程中自動(dòng)拼接大場景，進(jìn)行線路優(yōu)化設(shè)計(jì)，量測平斷面圖，采集塔基斷面，對測量成果進(jìn)行精度評定，最后生成三維圖像。

VirtuoZoEle；特高壓；DEM；DOM；平斷面圖；塔基斷面；三維漫游。

1　VirtuoZoEle概況

VirtuoZoEle就是一款為電力設(shè)計(jì)量身定做的軟件，軟件的工作流程更符合電力設(shè)計(jì)院作業(yè)流程，功能模塊更貼合實(shí)際運(yùn)用，做到了從數(shù)據(jù)源到成果輸出的一體化。

VirtuoZoEle立體界面下操作，增加了直觀性和準(zhǔn)確性；自動(dòng)性高，節(jié)省了大量操作時(shí)間；數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)，能夠很好的保證真實(shí)性；三維漫游顯示，自定義飛行路線。軟件基本功能見圖1，基本工作流程見圖2。

2　選線量測

2.1數(shù)據(jù)處理

分別處理兩類數(shù)據(jù)，即DEM和DOM數(shù)據(jù)。DEM數(shù)據(jù)處理包括：生成DEM、編輯DEM、DEM裁切和編輯及由DEM生成等高線；DOM數(shù)據(jù)處理包括：DOM生成、DOM單片糾正、DOM調(diào)色、DOM裁切和拼接、DOM編輯、DOM重采樣和DOM分幅。

圖1　軟件基本功能

本工程空三部分由北京洛斯達(dá)公司處理，我單位數(shù)據(jù)處理從引入海拉瓦空三數(shù)據(jù)開始，在VirtuoZoEle下進(jìn)行DEM和DOM的數(shù)據(jù)處理。

圖2　基本流程圖

2.2創(chuàng)建大場景模型

空中三角測量完成后建立起了單個(gè)立體模型。送電線路工程選線往往需要在整體模型下進(jìn)行，就需要將單模型拼接成大場景模型。創(chuàng)建大場景模型有兩種方法：根據(jù)航帶上的STE模型生成MST 模型；根據(jù)大場景的DOM 和DEM 生成虛擬大場景。圖3顯示了以上兩種生成大場景的方法。

本工程內(nèi)蒙段共飛行了94、95、96三個(gè)航帶，其中96航帶分為2個(gè)部分。采用拼接MST模型的方法，生成4個(gè)大場景模型，用于接下來的選線量測。

圖3　創(chuàng)建大場景

2.3線路路徑優(yōu)化

原始資料收集到初步設(shè)計(jì)時(shí)做的1∶5萬路徑圖和現(xiàn)場選線的調(diào)繪資料。利用這些資料創(chuàng)建可導(dǎo)入軟件的線路文件和調(diào)繪數(shù)據(jù)文件。在VirtuoZoEle中選線量測模塊下，新建VZE文件，調(diào)入全部大場景模型，導(dǎo)入初始線路文件和調(diào)繪數(shù)據(jù)文件。配合設(shè)計(jì)人員進(jìn)行線路優(yōu)化設(shè)計(jì)，主要內(nèi)容和要求有：需要線路合理避開居民地、水域、礦山等重要地物；有條件的情況下同時(shí)選出幾個(gè)方案，讓設(shè)計(jì)人員進(jìn)行比選，確定初選路徑；對于重大交叉跨越應(yīng)實(shí)時(shí)生成平斷面，進(jìn)行預(yù)排桿塔位；配合結(jié)構(gòu)地質(zhì)人員逐一檢查每個(gè)轉(zhuǎn)角，確保所有轉(zhuǎn)角立塔合理。線路優(yōu)化設(shè)計(jì)完畢輸出最終線路路徑成果。本工程線路路徑優(yōu)化流程圖見圖4。

圖4　線路路徑優(yōu)化設(shè)計(jì)流程圖

3　采集平斷面

3.1斷面采集

手輪腳盤配合，人工采集斷面點(diǎn)。所測的斷面點(diǎn)應(yīng)能真實(shí)地反映地形變化和地貌特征。斷面點(diǎn)的間距，平面上不應(yīng)大于50 m，獨(dú)立山頭不得少于3個(gè)斷面點(diǎn)。在導(dǎo)線對地距離可能有危險(xiǎn)影響的地段，斷面點(diǎn)應(yīng)適當(dāng)加密。對山谷、深溝等不影響導(dǎo)線對地距離安全之處可中斷。

3.2平面數(shù)據(jù)編輯

平面數(shù)據(jù)采集的結(jié)果只在平面上表示，斷面上不表示。對于線路中心線兩側(cè)各50 m范圍內(nèi)有影響的建（構(gòu)）筑物、道路、管線、河流、水庫、水塘、水溝、渠道、墳地、懸?guī)r、陡壁等都應(yīng)進(jìn)行采集；線路通過森林、果園、苗圃、農(nóng)作物及經(jīng)濟(jì)作物區(qū)時(shí)，都應(yīng)測其邊界，標(biāo)注高度；線路平行接近通信線時(shí)，應(yīng)實(shí)測其相對位置。

3.3平斷面輸出

平斷面數(shù)據(jù)采集完畢，可輸出多種格式如DXF、ORG、WAP等。本工程輸出為ORG格式。導(dǎo)入到道亨線路軟件下，編輯線高、平面數(shù)據(jù)后即可向設(shè)計(jì)方提供最終平斷面成果。

4　采集塔基斷面

塔基斷面要求，比例尺縱1∶100，橫1∶200。應(yīng)根據(jù)線路等級及塔型確定最大根開。塔基斷面圖的測量應(yīng)反映塔腿方向的高程變化，斷面點(diǎn)位高程精度限差為0.3 m。

塔基斷面圖樣式見圖5。

圖5　塔基斷面圖樣圖

手動(dòng)方式采集塔基斷面時(shí)，調(diào)用測點(diǎn)所在單模型。在VirtuoZoEle選線量測模塊下，在建立好線路文件后即可進(jìn)入立體模型采集。采用手輪腳盤時(shí)，需要將XYZ值設(shè)定在0.5以下。手動(dòng)方式采集塔基斷面的精度與作業(yè)人員的熟練程度有關(guān)。采集界面圖見圖6。

圖6　人工采集塔基斷面界面圖

本工程對全線80級塔位進(jìn)行塔基斷面采集，輸出DXF格式文件。

5　制作DOM

圖7中，應(yīng)用出圖模塊，利用影像數(shù)據(jù)和DTM快速鑲嵌，生成正射影像。利用正射影像，導(dǎo)入線路路徑，疊加上等高線、坐標(biāo)網(wǎng)格線以及調(diào)繪的居民區(qū)、電力線、通訊線等信息形成1∶10000比例尺正射影像圖。

圖7　制作正射影像圖流程

6　精度情況

6.1高程定位精度

6.2塔基斷面精度

7　三維漫游

三維漫游流程圖見圖8。

圖8　三維漫游制作流程圖

首先編輯本工程塔基信息，包括塔基（x，y，z）坐標(biāo)，呼高，塔基類型，旋轉(zhuǎn)角。然后設(shè)置起始桿塔和終止桿塔，相機(jī)高度，相機(jī)傾角，飛行速度，開始錄制AVI格式文件。圖9為本工程三維場景局部圖。

圖9　三維漫游局部場景圖

8　結(jié)語

VirtuoZoEle在本工程屬首次應(yīng)用，在處理數(shù)字航空影像數(shù)據(jù)方面有其獨(dú)特優(yōu)勢。由現(xiàn)場定位結(jié)果反饋，精度能夠滿足特高壓送電線路工程終勘要求，特別是內(nèi)業(yè)對塔基斷面的測量在以前的線路工程勘測中是沒有的。

塔基斷面內(nèi)業(yè)測量的成功應(yīng)用，可以在今后的線路工程中積極推廣。三維漫游功能提供了更為直觀的設(shè)計(jì)方式，在線路審核、后期施工等方面都有很重要的參考價(jià)值。

［1］張祖勛，張劍清.數(shù)字?jǐn)z影測量學(xué)（第二版）［M］.武漢：武漢大學(xué)出版社，2012.

［2］武漢大學(xué)測繪學(xué)院.誤差理論與測量平差基礎(chǔ)（第二版）［M］.武漢：武漢大學(xué)出版社，2013.

［3］李慧奇，丁巧林，劉建新.輸電線路設(shè)計(jì)軟件的開發(fā)［J］.電力情報(bào)，2002，（2）.

［4］GB 50741-2012，1000 kV架空輸電線路勘測規(guī)范［S］.

［5］GB 50026-2007，工程測量規(guī)范［S］.

［6］GB/T 20257.1-2007，1∶500 1∶1000 1∶2000地形圖圖式［S］.

VirtuoZoEle in UHV Ximeng-nanjing 1000 kV（Inner Mongolia Section） Project in the APPLIcation

ZHANG Bing，LIU Yongqiang，WANG Long
（Inner Mongolia Electric Power Survey&Design Institute Co，Ltd.， Hohho 010020，China）

This paper expounds the basic function and working flow of VirtuoZoEle software， and describes the optimization design process line project path. At the same time，application of VirtuoZoEle software in the UHV Ximeng-Nanjing 1000kV （Inner Mongolia section） automaticmosaic scenes in engineering， line optimization design， measuring the cross-section diagram， collecting tower section， accuracy assessment on the measuring results，and finally generating 3D image.

VirtuoZoEle； UHV； DEM； DOM； flat section； the tower section； 3D roa ming.

P2

B

1671-9913（2016）03-0039-04

2015-02-10

張兵（1980- ），湖北武漢人，男，工程師，主要從事電力測量、地形測繪、航測等測繪內(nèi)外業(yè)。