李益

[摘 要]無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)是國際測繪領(lǐng)域近些年發(fā)展起來的一項(xiàng)高新技術(shù)，相對于正射影像，傾斜攝影能更加真實(shí)的反映現(xiàn)場三維環(huán)境，通過配套軟件可直接利用成果影像進(jìn)行高度、長度、面積、體積、角度、坡度等屬性的量測，同時(shí)傾斜攝影對建筑物能批量貼紋理，有效的降低了三維建模的成本。本文研究傾斜攝影技術(shù)在電力輸電線路路徑規(guī)劃中的應(yīng)用，為輸電線路設(shè)計(jì)中路徑方案優(yōu)選提供直觀、準(zhǔn)確、豐富的三維數(shù)據(jù)源，為輸電力線路設(shè)計(jì)提供決策依據(jù)。

[關(guān)鍵詞]無人機(jī)；傾斜攝影；路徑規(guī)劃；輸電線路

中圖分類號：TQ329 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）04-0053-01

0 引言

隨著城市建設(shè)的飛速發(fā)展，建設(shè)環(huán)境日益惡化，地質(zhì)災(zāi)害頻繁發(fā)生，輸電線路規(guī)劃設(shè)計(jì)難度日益加大。采用傳統(tǒng)的測量方式對輸電線路資源進(jìn)行調(diào)查，工作量大、效率低、成本高，難以滿足電網(wǎng)建設(shè)需求。針對上述問題，該文提出了利用傾斜攝影技術(shù)進(jìn)行實(shí)景三維建模的方法對輸電線路資源進(jìn)行快速調(diào)查，可有效提高輸電線路的設(shè)計(jì)質(zhì)量，規(guī)劃工程建設(shè)投資造價(jià)，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

1 傾斜攝影工作原理

傾斜攝影技術(shù)是國際測繪遙感領(lǐng)域新興發(fā)展起來的一項(xiàng)高新技術(shù)，融合了傳統(tǒng)的航空攝影和近景測量技術(shù)，顛覆了以往正射影像只能從垂直角度拍攝的局限，通過在同一飛行平臺上搭載多臺傳感器，同時(shí)從垂直、前視、左視、右視與后視共五個(gè)不同的角度采集影像，如圖1所示。其中，垂直攝影影像，可經(jīng)過傳統(tǒng)航空攝影測量技術(shù)處理，制作4D（DEM，DOM，DLG與DRG）產(chǎn)品；前視、左視、右視與后視4個(gè)傾斜攝影影像，傾斜角度在15°—45°之間，可用于獲取地物側(cè)面豐富的紋理信息。

通過高效自動化的三維建模技術(shù)，快速構(gòu)建具有準(zhǔn)確地物地理位置信息的真三維空間場景，直觀地掌握目標(biāo)區(qū)域內(nèi)地形地貌與所有建筑物的細(xì)節(jié)特征，可為電力和水利工程建設(shè)、地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急指揮等提供現(xiàn)勢、詳盡、精確、逼真的空間基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)支持和公共服務(wù)。

2 傾斜攝影技術(shù)的優(yōu)勢

無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)眾多，不僅降低了建立三維模型的成本，提高了建模效率，更將所采集信息的精度提升到另一個(gè)水平，而且該系統(tǒng)的操作較為簡便，對于場地的要求也不算太高。

在輸電線路的建設(shè)過程中，必然會途徑部分房屋建筑，當(dāng)輸電線路的最佳位置無法避開房屋建筑時(shí)，就會對工程房屋進(jìn)行拆遷。由于實(shí)地測量的精度存在較大誤差，而且工作量太大。因此，目前一般采用無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)來統(tǒng)計(jì)被拆遷房屋建筑的數(shù)量。通過三維模型的建立，不僅能夠?qū)ㄖ菍訑?shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，對于建筑的結(jié)構(gòu)和材質(zhì)也都能夠進(jìn)行記錄與傳統(tǒng)的攝影勘測技術(shù)相比。建立三維模型具有以下優(yōu)勢：

2.1 還原一個(gè)真實(shí)的世界

與傳統(tǒng)手工三維模型和實(shí)景三維模型不同，在進(jìn)行傾斜攝影工作時(shí)，無人機(jī)搭載傾斜攝影云臺在低空繞行，云臺的捕捉器十分靈敏，能夠清晰地記錄下地面的建筑，植被等的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)被傳入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)以后，經(jīng)過專門軟件的處理，就能夠建立三維模型。將所拍攝地域的真實(shí)面貌多角度全面展現(xiàn)。還原精度極高。

2.2 降低測繪成本，提升經(jīng)濟(jì)效益

無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)的基礎(chǔ)是計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的應(yīng)用，現(xiàn)代數(shù)字化測繪技術(shù)可以將測量數(shù)據(jù)進(jìn)行資源共享，同時(shí)在資源的保存與傳送方面的成本也相對低廉。在傳統(tǒng)的三維模型建立技術(shù)中，一旦出現(xiàn)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，可能導(dǎo)致整份測繪圖都會作廢，而無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)的多角度信息量測，很好的規(guī)避了這一缺陷。與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的集合使用，使其在出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)能夠進(jìn)行較為方便的改動，避免冗余的過程加大工作人員的工作量，提升輸電線路建設(shè)工作效率和經(jīng)濟(jì)效益。

2.3 地質(zhì)災(zāi)害模擬

在輸電線路的建設(shè)過程中，輸電路徑的設(shè)計(jì)是極為重要的一環(huán)，為了最大限度減輕地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生時(shí)，對輸電站和電網(wǎng)造成無法估量的損失，可以在路徑設(shè)計(jì)時(shí)就通過地質(zhì)災(zāi)害模擬，來進(jìn)行提前的規(guī)劃的防控。傾斜攝影技術(shù)的三位模型恰恰能夠提供在這一功能，通過遙感監(jiān)測裝置來模擬地質(zhì)災(zāi)害系統(tǒng)。

3 在輸電線路規(guī)劃中的應(yīng)用研究

3.1 準(zhǔn)確量測線路通道內(nèi)建筑物拆遷面積

傾斜攝影測量所生產(chǎn)的實(shí)景三維模型，具有時(shí)效好、精度高、信息豐富的特點(diǎn)，可準(zhǔn)確量測地物的坐標(biāo)、寬度、高度和面積等。在真三維模型上進(jìn)行精細(xì)化判讀與室內(nèi)量測，對輸電線路擁擠地段建筑物樓層數(shù)與實(shí)際面積進(jìn)行快速統(tǒng)計(jì)，從而有效估算線路工程建設(shè)所必需的房屋拆遷量，使工程賠償造價(jià)準(zhǔn)確合理，降低施工民事難度。

3.2 準(zhǔn)確確定林區(qū)植被屬性與覆蓋范圍

對于輸電線路通道內(nèi)林木密集覆蓋區(qū)，在真三維模型上可直觀地判斷出林木種類與分布范圍，并準(zhǔn)確量測出地表林木高度；通過線路路徑規(guī)劃設(shè)計(jì)，有效避讓林木密集區(qū)，減少線路在林木區(qū)，尤其是生長較快的按樹林區(qū)中的長度，降低設(shè)計(jì)鐵塔高度和林木砍伐量，有效控制青苗賠償費(fèi)用，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

3.3 快速調(diào)查險(xiǎn)惡地形與惡劣地質(zhì)區(qū)

通過逼真的三維環(huán)境，設(shè)計(jì)人員可快速直觀地掌握輸電線路通道內(nèi)的地形地貌細(xì)節(jié)特征，在經(jīng)濟(jì)合理的前提下，路徑選擇盡量避讓崩塌、滑坡、高山大嶺、重冰區(qū)、水網(wǎng)以及礦產(chǎn)采空區(qū)等險(xiǎn)惡地形與惡劣地質(zhì)區(qū)，確保每個(gè)基塔位不會出現(xiàn)因地形、地質(zhì)因素導(dǎo)致不能立塔的問題，有利于線路后續(xù)協(xié)調(diào)與施工，使新建線路更加安全可靠。

3.4 快速量測交叉跨越高度

對于鐵路、高速公路、已建輸電線路等沿線重要交叉跨越，在真三維模型上可準(zhǔn)確量測被跨越物的坐標(biāo)、距離與高度信息，合理規(guī)劃線路路徑跨越位置，有利于跨越塔架立和放線施工，有效控制工程投資造價(jià)。同時(shí)，綜合協(xié)調(diào)需建線路與沿線交叉跨越設(shè)施的矛盾，減少交叉跨越已建輸電線路，特別是高電壓等級的輸電線路，降低施工過程中的停電損失，實(shí)現(xiàn)電力建設(shè)與經(jīng)濟(jì)建設(shè)的和諧發(fā)展。

4 結(jié)語

隨著信息時(shí)代的到來，計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，無人機(jī)的使用逐漸從軍事領(lǐng)域衍生到部分民用領(lǐng)域，無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)得到飛速發(fā)展。對于新時(shí)代的我們來說，電是必不可少的，不僅工業(yè)用電量需求加劇，民用電量需求也在不斷上升，電力的高效輸送己經(jīng)成為亟待解決的問題，必須加快電網(wǎng)設(shè)施的建設(shè)。無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)正是因?yàn)槿S模型的高精度建立，而被廣泛應(yīng)用到輸電線路的路徑規(guī)劃設(shè)計(jì)中。

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