【關(guān)鍵詞】架空；輸電；測量

引言

隨著電力需求的增長和電網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大，行業(yè)對于架空輸電線路的測量和監(jiān)測需求也越來越迫切。傳統(tǒng)的架空輸電線路測量一般采用人工測量的方式，存在測量效率低、精度難以保證和人力成本高等問題；而無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)由于其高效、高精度的特點(diǎn)，成為解決架空輸電線路測量難題的理想選擇。本文將對無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)在架空輸電線路測量中的應(yīng)用進(jìn)行探討。

一、無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)

無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)是一種通過無人機(jī)搭載傾斜攝影儀實(shí)現(xiàn)多角度、全方位影像數(shù)據(jù)獲取的新興技術(shù)。通過無人機(jī)在空中飛行，傾斜攝影儀可以拍攝輸電線路等目標(biāo)的影像，獲取不同角度、不同方向的影像數(shù)據(jù)。這項(xiàng)技術(shù)結(jié)合了航空攝影和地面攝影的優(yōu)點(diǎn)，可以在一次飛行中實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)區(qū)域全面覆蓋的同時獲取高分辨率的影像數(shù)據(jù)[1]。

二、無人機(jī)傾斜攝影測量的優(yōu)勢

無人機(jī)傾斜攝影測量因其具有高效、高精度、低成本等多方面的優(yōu)勢，在架空輸電線路等領(lǐng)域的測量應(yīng)用中備受青睞。首先，無人機(jī)可以實(shí)現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)采集，這大大縮短了測量的時間成本。無人機(jī)通過飛行，可以快速獲取大量高分辨率的影像數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)區(qū)域的全方位、全角度的攝影覆蓋，為后續(xù)的分析和測量提供充分的數(shù)據(jù)支持。其次，無人機(jī)傾斜攝影測量具有較高的測量精度。借助高精度的傾斜攝影儀和精準(zhǔn)的GPS定位技術(shù)，無人機(jī)可以準(zhǔn)確獲取目標(biāo)區(qū)域的三維坐標(biāo)信息，從而實(shí)現(xiàn)對輸電線路等對象的精確測量和建模。這種高精度的測量結(jié)果可以為線路的管理和維護(hù)提供可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。再次，無人機(jī)傾斜攝影測量還具有低成本的優(yōu)勢。相比傳統(tǒng)的人工測量方法，無人機(jī)測量不僅減少了人力成本和時間成本，還可以避免人員在高空和復(fù)雜環(huán)境中的作業(yè)風(fēng)險，這大大提高了工作的安全性。最后，無人機(jī)設(shè)備具有購置和維護(hù)成本較低的特點(diǎn)，這使其具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用場景的不斷拓展，無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)將在未來發(fā)揮越來越重要的作用[2]。

三、無人機(jī)傾斜攝影測量在架空輸電線路測量中的應(yīng)用要點(diǎn)

（一）像控點(diǎn)測量

像控點(diǎn)測量是無人機(jī)傾斜攝影測量在架空輸電線路測量中常用的方法之一。在目標(biāo)區(qū)域的地面上對像控點(diǎn)進(jìn)行測量，可以提高無人機(jī)拍攝的影像匹配精度，從而實(shí)現(xiàn)對輸電線路的測量和定位。在測量過程中，無人機(jī)會根據(jù)像控點(diǎn)的位置進(jìn)行定位，確保影像數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和一致性；通過像控點(diǎn)測量，可以有效減小由于地形、光照等因素引起的影像畸變，提高數(shù)據(jù)處理和分析的準(zhǔn)確性。這種方法可以有效應(yīng)用于對輸電線路的精細(xì)化測量和監(jiān)測，從而為線路的規(guī)劃、設(shè)計和維護(hù)提供可靠的數(shù)據(jù)支持。

（二）空中三角測量

空中三角測量是指對目標(biāo)區(qū)域從不同位置拍攝的影像中的共同特征點(diǎn)進(jìn)行三角計算，以實(shí)現(xiàn)對輸電線路的三維坐標(biāo)測量和建模。例如，測量不同位置的影像之間的角度和距離關(guān)系，可以恢復(fù)目標(biāo)物體的三維空間坐標(biāo)信息，實(shí)現(xiàn)對輸電線路的精確定位和建模。在架空輸電線路測量中，空中三角測量方法可以高效地獲取目標(biāo)區(qū)域的三維信息，為線路的規(guī)劃設(shè)計和維護(hù)提供重要的數(shù)據(jù)支持。同時，空中三角測量還可以應(yīng)用于對線路的遙感監(jiān)測和變形分析，從而為線路的安全運(yùn)行和維護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。

（三）三維實(shí)景建模

三維實(shí)景建模是指通過在不同角度和位置拍攝目標(biāo)區(qū)域的影像，利用傾斜攝影技術(shù)獲取高分辨率的影像數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對輸電線路及周邊環(huán)境的真實(shí)三維建模。對這些三維模型進(jìn)行分析和處理，可以準(zhǔn)確地識別輸電線路的位置、高度、走向等信息，為線路的設(shè)計和管理提供重要參考。同時，三維實(shí)景建模還可以應(yīng)用于對線路周圍環(huán)境的地形、植被覆蓋等情況進(jìn)行分析，為線路的環(huán)境適應(yīng)性評估和風(fēng)險預(yù)警提供支持。

（四）平斷面測量

平斷面測量主要是在輸電線路的特定位置上，通過對線路的橫截面進(jìn)行測量和分析，獲取線路的高程和橫截面形狀等信息。通過平斷面測量，測量人員可以準(zhǔn)確了解輸電線路在地面上的位置、高度變化等情況，為線路的優(yōu)化設(shè)計和安全管理提供重要數(shù)據(jù)支持。平斷面測量還可以應(yīng)用于對線路周圍環(huán)境的地形和地貌情況進(jìn)行分析，為線路的運(yùn)行和維護(hù)提供全面的信息參考。

（五）變化檢測與監(jiān)測

變化檢測與監(jiān)測是在無人機(jī)傾斜攝影測量中用于跟蹤輸電線路和周邊環(huán)境變化的重要方法。測量人員通過定期使用無人機(jī)對輸電線路及其周邊區(qū)域進(jìn)行拍攝，可以積累大量的影像數(shù)據(jù)，從而對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析。變化檢測的核心在于識別和量化時間序列中的變化，包括線路的位移、結(jié)構(gòu)損傷、周邊環(huán)境的變化等。測量人員通過定期拍攝輸電線路，對比不同時間的影像，可以監(jiān)測到線路的變形、損壞或腐蝕情況，以預(yù)防和及時處理潛在的安全隱患；同時，監(jiān)測輸電線路周圍環(huán)境的變化，如植被生長、地形變動、建筑物建設(shè)等，識別可能影響線路的安全性和維護(hù)需求的潛在因素；通過將不同時間的影像數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，利用影像處理技術(shù)對其進(jìn)行精確的變化量化，生成詳細(xì)的變化報告，進(jìn)而制定合理的維護(hù)和修復(fù)計劃。變化檢測與監(jiān)測不僅能幫助測量人員實(shí)時掌握輸電線路及其周邊環(huán)境的動態(tài)變化，還能為長期維護(hù)提供重要數(shù)據(jù)支持，提高線路的安全性和可靠性。這種方法的實(shí)施需要穩(wěn)定的無人機(jī)飛行計劃和高效的數(shù)據(jù)處理能力，以確保檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性和時效性[3]。

四、無人機(jī)傾斜攝影測量在架空輸電線路測量中的應(yīng)用策略

（一）合理規(guī)劃航線

合理規(guī)劃航線可以提高數(shù)據(jù)獲取的效率，減少測量過程中的誤差，還可以確保數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性。在規(guī)劃航線時，測量人員需要充分考慮目標(biāo)區(qū)域的特點(diǎn)、地形、環(huán)境和測量要求，以確保無人機(jī)能夠有效覆蓋整個目標(biāo)區(qū)域并獲取所需的傾斜攝影數(shù)據(jù)。首先，測量人員應(yīng)對目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行充分的調(diào)查和分析，確定需要測量的架空輸電線路的范圍和特點(diǎn)；再根據(jù)線路的長度、復(fù)雜程度及所需數(shù)據(jù)的精度要求，進(jìn)行合理的分區(qū)劃分和航線規(guī)劃，確保每個區(qū)域都能夠被充分覆蓋。其次，測量人員應(yīng)合理設(shè)置飛行高度、飛行速度、航線間隔等參數(shù)，這利于獲得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息。例如，合理的飛行高度和速度，可以保證數(shù)據(jù)的采集效率和質(zhì)量；而適當(dāng)?shù)暮骄€間隔，可以確保數(shù)據(jù)的重疊度和覆蓋度，提高后續(xù)數(shù)據(jù)處理的精度和準(zhǔn)確性。最后，測量人員應(yīng)考慮航線的飛行路徑，避免其與地形障礙物的碰撞或其他飛行安全問題，保證無人機(jī)能夠按照預(yù)定航線穩(wěn)定飛行，獲取完整的傾斜攝影數(shù)據(jù)。

（二）設(shè)置合適的像控點(diǎn)

像控點(diǎn)是用來校正傾斜攝影數(shù)據(jù)的重要參考，可以提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和精度。首先，測量人員應(yīng)在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)合理布設(shè)像控點(diǎn)，以覆蓋整個測量區(qū)域并確保數(shù)據(jù)的一致性。像控點(diǎn)的位置應(yīng)該選在具有明顯地理特征和易于識別的地點(diǎn)，以便后續(xù)對比和校正。其次，測量人員應(yīng)根據(jù)數(shù)據(jù)采集設(shè)備的技術(shù)參數(shù)和要求，設(shè)置數(shù)量和間隔合適的像控點(diǎn)。一般來說，像控點(diǎn)的布設(shè)密度，應(yīng)該根據(jù)目標(biāo)區(qū)域的復(fù)雜程度和測量精度要求確定，以確保數(shù)據(jù)校正的有效性和準(zhǔn)確性。最后，像控點(diǎn)的選取和設(shè)置應(yīng)考慮與無人機(jī)飛行軌跡的對應(yīng)關(guān)系，以便在后續(xù)數(shù)據(jù)處理中能夠準(zhǔn)確匹配和校正傾斜攝影數(shù)據(jù)[4]。

（三）選擇適宜的傾斜攝影儀

傾斜攝影儀是用于獲取傾斜攝影數(shù)據(jù)的關(guān)鍵設(shè)備，其性能和質(zhì)量直接影響到測量數(shù)據(jù)的精度和準(zhǔn)確性。首先，不同的傾斜攝影儀具有不同的技術(shù)參數(shù)和性能特點(diǎn)。在選擇傾斜攝影儀時，測量人員需要根據(jù)測量需求和目標(biāo)區(qū)域的特點(diǎn)，如分辨率、拍攝角度范圍、數(shù)據(jù)采集速度等，選擇適合的傾斜攝影儀，確保數(shù)據(jù)的獲取效果最優(yōu)[5]。其次，傾斜攝影儀需要保持穩(wěn)定的姿態(tài)，這樣才能夠最大程度確保獲取的傾斜攝影數(shù)據(jù)具有高質(zhì)量和可靠性。因此，選擇傾斜攝影儀需要考慮其穩(wěn)定性和精確度參數(shù)，確保在不同環(huán)境條件下能夠保持良好的拍攝效果。再次，傾斜攝影儀需要適應(yīng)不同的環(huán)境條件和目標(biāo)區(qū)域的特點(diǎn)，還需要能與其他設(shè)備或軟件進(jìn)行兼容，以確保數(shù)據(jù)的有效獲取和處理。

（四）做好數(shù)據(jù)處理和分析

傾斜攝影在獲取數(shù)據(jù)后，需要經(jīng)過專業(yè)的數(shù)據(jù)處理和分析流程以得到準(zhǔn)確、可靠的測量結(jié)果，從而促進(jìn)電力輸電線路的順利設(shè)計、建設(shè)和運(yùn)營管理。首先，測量人員需要對獲取的傾斜攝影數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)校正和配準(zhǔn)，通過像控點(diǎn)進(jìn)行定位和校正，消除誤差和畸變，并檢查測量數(shù)據(jù)的質(zhì)量，確保數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性。其次，測量人員要提取傾斜攝影數(shù)據(jù)的三維重構(gòu)和地理信息，將傾斜攝影數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為三維模型或地理信息數(shù)據(jù)，對架空輸電線路進(jìn)行準(zhǔn)確的測量和分析；在此過程中，需要考慮地形、環(huán)境等因素，以獲取更準(zhǔn)確的測量結(jié)果。最后，測量人員對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，提取出關(guān)鍵信息，如桿塔位置、導(dǎo)線高度等，從而為輸電線路的設(shè)計和維護(hù)提供參考；同時，利用地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）等工具，將測量結(jié)果進(jìn)行可視化展示和管理，以支持實(shí)際的決策和操作。

（五）關(guān)注結(jié)果評估和應(yīng)用

獲取到的測量結(jié)果需要經(jīng)過評估和驗(yàn)證，以確保其準(zhǔn)確性和可靠性；也需要將其有效地應(yīng)用于實(shí)際的電力輸電線路設(shè)計和運(yùn)營管理中，促進(jìn)電力行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。首先，測量人員需要對測量結(jié)果進(jìn)行評估和驗(yàn)證。通過對比實(shí)地現(xiàn)狀、對比其他地理信息數(shù)據(jù)等方式，對測量結(jié)果進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)和準(zhǔn)確性驗(yàn)證，以確保數(shù)據(jù)的可信度和有效性[6]。其次，解讀測量結(jié)果，給電力行業(yè)相關(guān)部門和決策者提供關(guān)鍵的信息，如輸電線路的狀態(tài)評估、維護(hù)和規(guī)劃等，為電力輸電線路的設(shè)計和運(yùn)營提供支持和指導(dǎo)。再次，不斷地對測量結(jié)果進(jìn)行更新和優(yōu)化，以確保數(shù)據(jù)的時效性和準(zhǔn)確性。此外，測量單位應(yīng)積極探索新的技術(shù)手段和方法，以提高測量結(jié)果的質(zhì)量和應(yīng)用效果，更好地支持電力輸電線路的規(guī)劃、建設(shè)和運(yùn)營管理工作。

（六）保障無人機(jī)飛行安全

保障無人機(jī)飛行安全是進(jìn)行無人機(jī)傾斜攝影測量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。飛行安全不僅關(guān)乎數(shù)據(jù)的獲取質(zhì)量，還直接影響到操作人員和設(shè)備的安全。首先，在每次飛行前，操作人員需要對無人機(jī)進(jìn)行全面的檢查，包括電池電量、導(dǎo)航系統(tǒng)、傳感器和攝像設(shè)備的狀態(tài)，確保所有系統(tǒng)正常工作，以避免在飛行過程中出現(xiàn)故障。其次，操作人員應(yīng)根據(jù)目標(biāo)區(qū)域的地形、環(huán)境和飛行任務(wù)，制定詳細(xì)的飛行計劃。計劃中應(yīng)包括飛行路線、飛行高度、飛行速度及可能的應(yīng)急措施。特別是在復(fù)雜地形或擁擠區(qū)域，詳細(xì)的飛行計劃有助于避免碰撞和其他安全問題。再次，規(guī)劃飛行路線應(yīng)避開飛行禁區(qū)和潛在的障礙物，如高壓電線、建筑物、樹木等，確保無人機(jī)在飛行過程中不會受到干擾或碰撞。最后，天氣條件對無人機(jī)的飛行穩(wěn)定性影響重大。在飛行前檢查天氣預(yù)報，避免在強(qiáng)風(fēng)、雷暴或其他惡劣天氣條件下進(jìn)行飛行；選擇晴朗的天氣進(jìn)行飛行，可以提高影像質(zhì)量和數(shù)據(jù)采集效率[5-6]。

結(jié)語

無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)在架空輸電線路測量中的應(yīng)用，具有廣闊的發(fā)展前景和應(yīng)用價值。利用無人機(jī)進(jìn)行傾斜攝影測量，可以實(shí)現(xiàn)對輸電線路的高效、高精度測量和三維重建；在提高測量效率和精度的同時，減少測量人力和時間成本。未來，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用場景的不斷拓展，無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)將在架空輸電線路測量中發(fā)揮越來越重要的作用。