三維 GIS 技術應用于電力選線是一種什么體驗？

發(fā)布日期：2019-05-05 23:28 瀏覽量：10299

隨著現(xiàn)代遙感技術的發(fā)展、多樣的遙感圖像數(shù)據(jù)的出現(xiàn)，使我們能夠很方便地獲取所需要的數(shù)據(jù)，測繪人員在電腦上看地面模型，就如同從空中看地面一樣的方便直觀，能在較大范圍內(nèi)對路徑方案進行優(yōu)選，還能看到線路與各種建筑物及公路、鐵路的相對關系等，從而獲得傳統(tǒng)選線方法難以達到的效果，降低了測繪人員的勞動強度。

一、三維可視化技術

1、數(shù)字高程模型（DEM）

數(shù)字高程模型（DEM）是一個數(shù)據(jù)集的規(guī)則網(wǎng)格節(jié)點（x，y）和高度（Z），DEM 是一個虛擬的地形表示，可以從等高線，坡度圖和其他信息，但也與 DOM 或其他專題數(shù)據(jù)疊加，用來分析地形相關的應用程序，而 DEM 或 DOM 生產(chǎn)基礎數(shù)據(jù)。

數(shù)字高程模型DEM可用于繪制坡度、坡度圖、立體透視圖，拍攝正面拍攝圖像、立體景觀圖和地圖，作為國家地理信息的基礎數(shù)據(jù)，土木工程，景觀建筑和礦產(chǎn)工程規(guī)劃設計。

2、數(shù)字正射影像（DOM）

數(shù)字正射影像圖（DOM）是一個數(shù)字微分糾正和航空航天照片像素拼接，根據(jù)一定的圖形范圍裁剪生成數(shù)字正射影像圖組。圖像的幾何精度和圖像特征的地圖也是一個特點。

DOM 具有精度高，信息豐富等優(yōu)點，直觀、生動，快速訪問，可以作為一個圖分析背景的控制信息，并可提取自然資源和社會經(jīng)濟發(fā)展的歷史信息或最新信息，為土地資源調(diào)查，災害防治和國家經(jīng)濟規(guī)劃，等，提供可靠的依據(jù)；并且可以根據(jù)信息，地圖的更新。在其他數(shù)據(jù)的準確性、真實性和完整性的評價中有著非常好的作用。

因此，圖像處理的幾何處理是遙感信息處理過程中的一個重要環(huán)節(jié)。隨著遙感技術的發(fā)展，對多源遙感數(shù)據(jù)的表示、融合、混合像元分解和混合像元的幾何配準和處理方法提出了許多理論和方法。

3、地理信息系統(tǒng)（GIS）

地理信息系統(tǒng)，通常被稱為地理信息系統(tǒng)，這種技術通常被視為“3S”技術的重要組成部分。此外，地理信息系統(tǒng)通常由計算機系統(tǒng)、地理數(shù)據(jù)和用戶系統(tǒng)組成。在該系統(tǒng)中，該技術的應用可以收集，存儲和管理。

此外，地理信息系統(tǒng)在城市線路選擇工作中的應用，可以為城市線路的選線工作提供足夠的支持，并能提供更準確的數(shù)據(jù)和測量結(jié)果。

二、三維 GIS 技術在電力選線中的應用

三維 GIS 相對二維 GIS 對數(shù)據(jù)的表現(xiàn)更客觀實際，空間信息的展示更為直觀，能將抽象難懂的空間信息可視化和直觀化。三維 GIS 多維度空間分析功能更加強大。空間信息的分析過程，往往是復雜、動態(tài)和抽象的，在數(shù)量繁多、關系復雜的空間信息面前，二維 GIS 的空間分析功能常具有一定的局限性。

GIS 的優(yōu)勢在于可以提供廣域范圍的數(shù)據(jù)表現(xiàn)，三維 GIS 的優(yōu)勢在于可以模擬真三維的場景表現(xiàn)事物的空間分布。特高壓電力線路跨越線路距離長，通過地區(qū)的地理環(huán)境比較復雜，在特高壓線路的運行維護中應用三維 GIS 技術可以實現(xiàn)空間信息可視化和直觀化，并實施一些相應的管理手段。

1、基礎地理數(shù)據(jù)

線路三維可視化輔助設計系統(tǒng)不僅要對電力傳輸和改造設備的坐標、高程信息，還要有形狀空間和屬性信息的設備。傳輸數(shù)據(jù)包括電廠升壓站、變電所、設備數(shù)據(jù)等。電廠升壓站名稱、類型、目的、電廠的位置、三維模型、經(jīng)緯度坐標和高程。

對于地圖數(shù)據(jù)線的完成，通過現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集，采用手持全球定位系統(tǒng)采集框架，塔坐標，因為這種方法耗時，也不能直接接入塔高和電線等屬性信息，因此不建議在設計院大面積推廣。

2、直觀還原真實三維地形地貌

選線平臺實現(xiàn)了海量 DEM、DOM 和矢量數(shù)據(jù)的迭加、大區(qū)域的無縫漫游、無級縮放，以簡單實用的分屏顯示二、三維聯(lián)動操作，直觀真實地還原三維地形地貌。

選線平臺可以在三維地形上模擬線路走向與塔位，進行集成化的三維漫游與量測操作，極大地方便了選線人員進行路徑優(yōu)化調(diào)整，從而大大提高了選線精度和效率。

3、輔助功能

設計人員還可以利用選線平臺隨時查看和比較線路的平斷面，進行桿塔預排位等。平斷面和預排位數(shù)據(jù)可直接用于排桿軟件，進行手動與自動排桿，便于備選設計方案進行桿塔排位的統(tǒng)計，進行優(yōu)化方案比選，提供可靠的輔助決策，綜合統(tǒng)計分析，為管理決策人員提供依據(jù)，同時，平斷面數(shù)據(jù)能夠輸出其他排桿軟件所需的格式。

在設計過程中，外業(yè)調(diào)繪勘察是必不可少的環(huán)節(jié)，選線平臺可以方便的定義調(diào)繪圖的范圍，分層控制圖紙，將影像、矢量、等高線等信息輸出到統(tǒng)一的調(diào)繪圖數(shù)據(jù)庫中，利用調(diào)繪圖編輯軟件提供的強大圖表輸出功能，按指定比例輸出影像文件，直接進行打印輸出。

4、貼合設計需求的專業(yè)功能

該平臺提供了高度的集成度，簡單易用，優(yōu)化了選線工具。新線路設計，實時顯示角點、累距離、角度，并實時顯示設計線高程樣線，為設計人員提供參考和幫助，以擴展現(xiàn)有線路，在現(xiàn)有線路上任意連接、添加、刪除、修改角。

根據(jù)項目的不同部分，由不同的設計人員進行電路設計，將設計結(jié)果中的每一部分都匯總成工程成果，大大提高了工作效率，縮短了工期。

5、機載激光雷達數(shù)據(jù)

在構(gòu)建輸電線路三維場景中需要對鐵塔、間隔棒、房屋、樹木、跨越線等對象進行三維建模，使用三維建模工具進行建模，以 3DS 文件格式存儲后可以導入系統(tǒng)的三維模型庫中作為數(shù)據(jù)支持。

三維模型庫中的模型可和系統(tǒng)中的對象進行匹對，并在三維場景下顯示。如線路上的桿塔可以通過桿塔型號與模型庫的鐵塔模型進行匹對，也可以手工修改線路桿塔與鐵塔模型的對應關系。

在三維場景中，能流暢地進行瀏覽、漫游、縮放、旋轉(zhuǎn)、飛行等等基本操作，并能任意定位到桿塔、跨越物、房屋的三維模型上，并自由旋轉(zhuǎn)多視角觀察指定桿塔、跨越物、房屋等。

在三維線路場景中，可清晰的掌握工程線路經(jīng)過地區(qū)的主要交叉跨越，彌補了傳統(tǒng)二維地形圖進行線路選線的不足，對線路的排塔定位起到了重要的參考作用。三維 GIS 選線平臺可使設計人員內(nèi)業(yè)作業(yè)效率大幅提高，有利于提高設計質(zhì)量，保障工程技術指標的落實。