李益

[摘 要]無人機傾斜攝影技術是國際測繪領域近些年發(fā)展起來的一項高新技術，相對于正射影像，傾斜攝影能更加真實的反映現(xiàn)場三維環(huán)境，通過配套軟件可直接利用成果影像進行高度、長度、面積、體積、角度、坡度等屬性的量測，同時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在電力輸電線路路徑規(guī)劃中的應用，為輸電線路設計中路徑方案優(yōu)選提供直觀、準確、豐富的三維數據源，為輸電力線路設計提供決策依據。

[關鍵詞]無人機；傾斜攝影；路徑規(guī)劃；輸電線路

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

0 引言

隨著城市建設的飛速發(fā)展，建設環(huán)境日益惡化，地質災害頻繁發(fā)生，輸電線路規(guī)劃設計難度日益加大。采用傳統(tǒng)的測量方式對輸電線路資源進行調查，工作量大、效率低、成本高，難以滿足電網建設需求。針對上述問題，該文提出了利用傾斜攝影技術進行實景三維建模的方法對輸電線路資源進行快速調查，可有效提高輸電線路的設計質量，規(guī)劃工程建設投資造價，保護生態(tài)環(huán)境。

1 傾斜攝影工作原理

傾斜攝影技術是國際測繪遙感領域新興發(fā)展起來的一項高新技術，融合了傳統(tǒng)的航空攝影和近景測量技術，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，同時從垂直、前視、左視、右視與后視共五個不同的角度采集影像，如圖1所示。其中，垂直攝影影像，可經過傳統(tǒng)航空攝影測量技術處理，制作4D（DEM，DOM，DLG與DRG）產品；前視、左視、右視與后視4個傾斜攝影影像，傾斜角度在15°—45°之間，可用于獲取地物側面豐富的紋理信息。

通過高效自動化的三維建模技術，快速構建具有準確地物地理位置信息的真三維空間場景，直觀地掌握目標區(qū)域內地形地貌與所有建筑物的細節(jié)特征，可為電力和水利工程建設、地質災害應急指揮等提供現(xiàn)勢、詳盡、精確、逼真的空間基礎地理信息數據支持和公共服務。

2 傾斜攝影技術的優(yōu)勢

無人機傾斜攝影技術的優(yōu)點眾多，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。

在輸電線路的建設過程中，必然會途徑部分房屋建筑，當輸電線路的最佳位置無法避開房屋建筑時，就會對工程房屋進行拆遷。由于實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傾斜攝影技術來統(tǒng)計被拆遷房屋建筑的數量。通過三維模型的建立，不僅能夠對建筑樓層數進行統(tǒng)計，對于建筑的結構和材質也都能夠進行記錄與傳統(tǒng)的攝影勘測技術相比。建立三維模型具有以下優(yōu)勢：

2.1 還原一個真實的世界

與傳統(tǒng)手工三維模型和實景三維模型不同，在進行傾斜攝影工作時，無人機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，植被等的數據。數據被傳入計算機系統(tǒng)以后，經過專門軟件的處理，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，提升經濟效益

無人機傾斜攝影技術的基礎是計算機信息技術的應用，現(xiàn)代數字化測繪技術可以將測量數據進行資源共享，同時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中，一旦出現(xiàn)數據錯誤，可能導致整份測繪圖都會作廢，而無人機傾斜攝影技術的多角度信息量測，很好的規(guī)避了這一缺陷。與計算機系統(tǒng)的集合使用，使其在出現(xiàn)錯誤時能夠進行較為方便的改動，避免冗余的過程加大工作人員的工作量，提升輸電線路建設工作效率和經濟效益。

2.3 地質災害模擬

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

3 在輸電線路規(guī)劃中的應用研究

3.1 準確量測線路通道內建筑物拆遷面積

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

3.2 準確確定林區(qū)植被屬性與覆蓋范圍

對于輸電線路通道內林木密集覆蓋區(qū)，在真三維模型上可直觀地判斷出林木種類與分布范圍，并準確量測出地表林木高度；通過線路路徑規(guī)劃設計，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，降低設計鐵塔高度和林木砍伐量，有效控制青苗賠償費用，保護生態(tài)環(huán)境。

3.3 快速調查險惡地形與惡劣地質區(qū)

通過逼真的三維環(huán)境，設計人員可快速直觀地掌握輸電線路通道內的地形地貌細節(jié)特征，在經濟合理的前提下，路徑選擇盡量避讓崩塌、滑坡、高山大嶺、重冰區(qū)、水網以及礦產采空區(qū)等險惡地形與惡劣地質區(qū)，確保每個基塔位不會出現(xiàn)因地形、地質因素導致不能立塔的問題，有利于線路后續(xù)協(xié)調與施工，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確量測被跨越物的坐標、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。同時，綜合協(xié)調需建線路與沿線交叉跨越設施的矛盾，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，實現(xiàn)電力建設與經濟建設的和諧發(fā)展。

4 結語

隨著信息時代的到來，計算機技術的飛速發(fā)展，無人機的使用逐漸從軍事領域衍生到部分民用領域，無人機傾斜攝影技術得到飛速發(fā)展。對于新時代的我們來說，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成為亟待解決的問題，必須加快電網設施的建設。無人機傾斜攝影技術正是因為三維模型的高精度建立，而被廣泛應用到輸電線路的路徑規(guī)劃設計中。

參考文獻

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