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摄影测量系统在电力选线的应用

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2018-05-21

  一.引言

  随着计算机技术的发展和全球卫星定位系统的应用,航空摄影测量技术也有了前所未有的发展和进步。全数字化摄影测量系统的成熟使摄影测量技术在电力勘测领域发挥了越来越重要的作用。

  全数字化摄影测量系统在电力送电线路工程建设中不仅可缩短工程周期、优化线路路径,而且大量地节约了建设投资。下面对内业和外业的作业流程分别进行探讨。

  二.外业流程和方法

  2.1航摄和航空像片获取

  航摄工作一般由专业的航空摄影公司来承担,经过验收可以获得较好的原始像片资料,包括底片(反转片)和两套印好的像片。

  2.2像控点布设和测量

  像控点选取原则以距离像片边缘不少于2cm,距像主点不少于3cm,尽量成对布设,选取细小标志并易于判读。为便于测试VirtuoZoNT系统,并确保空三加密顺利完成,采用同一个航带中每隔一个像对布设一对像控点的布设方案,增加了校核条件(在实际生产中可以减少像控点的数量)。为便于今后利用RTK-GPS进行杆塔放样,在线路每个转角点布点,并做固定标志,每10Km左右将一个像控点做成固定标志,以便保障RT-GPS的基准站设置。

  利用5台GPS采取快速静态双参考站的方法进行点位测量,GPS网采用重复参考站传递的主导线布网形式,可在保证工程精度的前提下提高工作效率。

  2.3外业像片调绘

  像片调绘主要包括交叉跨越、道路、房屋、河流等,注记类型、高度、杆型、走向、名称等主要信息,35Kv及以上交叉跨越线路用仪器实际测量高度。

  三.内业流程和方法

  3.1航空像片的扫描数字化

  对航片进行精密扫描,分辨率为25μ,扫描后每张像片的数据量约为80M左右,并用光盘保存数据。该项工作可委托拥有专业航片扫描仪的单位完成。

  3.2利用VirtuoZoNT系统进行数据处理及线路选线

  流程中内定向的精度和速度受航测相机的框标参数和框标精度的影响较大,由于这次航飞所用相机较老,框标精度不好,给内定向工作带来了一些不便,通过人工调节得到校正。

  根据送电线路工程特点,每一航带进行区域网单独平差,不同航带间不进行整体平差,既保证了同一个直线段间的相对精度,又提高了工作效率。

  转刺像控点对于区域网的平差非常重要,要保证在航带的两端和中部都要有相应的像控点。平差后经过PATB的粗差检测,可以将超。

  出指定限差范围的点标识出来,通过对点位的调整或删除来保证平差的精度。经过比较发现被挑出的点均为一些标志模糊的加密点和位置有疑问的像控点,对加密点可以删除,对像控点进行确认和校正,误差较大的像控点应当删除以免影响平差精度。

  由于航飞时飞机会发生倾斜,所以核线重采样后的立体像对在视觉上也会发生倾斜,为了消除这种倾斜影响,系统设置了两种核线采样方式,即非水平核线和水平核线,水平核线的采样方式会消除影像倾斜现象。在同一航带分别用两种核线采样后,利用几个未参加平差并已知三维坐标的线路转角点进行模型坐标量测比较,结果用非水平核线采样后的坐标成果更加准确。

  核线采样后需要进行视差曲线的编辑,除了树木和房屋的曲线需要修改外,其他的地区视差曲线较好,可对线路走向内的视差曲线进行重点编辑,这是影响数字地形模型(DEM)精度的重要因素。编辑工作完成后即可进行DEM、等高线和正射影像的自动生成和拼接。核线采样生成后,即可进行线路路径的选线工作。该工作是在测图模块下进行的,可以在拼接好的整条航带正射影像上选取路径、量取边线信息,并打开立体像对,配合正射影像在立体环境下更好的确定线路路径,同时转绘调绘信息,转角点确定后的三维坐标也是在这里提取。所有调绘信息、线路路径和其他标注信息会生成二维矢量图,可以输出为DXF格式。绘制信息会在正射影像、立体像对和二维矢量图上同步显示,但所有绘制信息的修改和添加都要在正射影像或立体像对上进行,如果在二维矢量图上改动可能会造成系统故障和死机。通过将正射影像、等高线、调绘信息和选定的线路路径自动叠加,即可生成一幅信息完整的正射影像图。

  3.3通过电力送电线路平纵断面测图模块生成线路平纵断面图和平纵断面数据文件。

  线路平纵断面图的中线和边线可以通过拼接好的DEM自动获取,受DEM精度和网格步长的影响,会与实际地形有出入(比如:漏掉网格步长内的地形),但获取数据快捷方便,在对平纵断面精度要求不高的情况下(比如:预排杆位)非常实用。另外也可以通过在立体像对中人工量测的方法,进行平纵断面图中线和边线的量取,这样得到的结果会很精确,通过与工测方法得到的平纵断面图相比,高程误差一般在0.5m左右,平面误差也完全满足精度要求,但其速度和精度受作业员的经验、熟练程度等人为因素影响较大。

  线路调绘信息,特别是交叉跨越信息通过手工添加,并在立体像对上量测必要的平纵断面信息。

  成果可以输出为DXF格式的线路平纵断面图,也可以输出平纵断面数据文件,提供给线路电气专业人员,利用线路电气排位软件进行杆位布设。目前该系统可提供同东北电力设计院电气布设程序的接口数据。

  四.结论

  适普公司针对电力工程设计的专业需求,在全数字化摄影测量系统中增加了能够适应电力送电线路工程设计的功能。通过工程的实践表明,该系统完全适合电力工程设计全过程的各种要求,取得了令人满意的效果,但是在工作中也有一些对工程质量影响较大,需要注意的因素:

  1.航空照片的质量要有保证,认真验收,避免由于质量问题给工程精度造成影响;

  2.外业像控点的选取要清晰明了易于内业判读,标记要详细,注记要明确,加强校核避免位置错误出现;

  3.内业过程中像控点转刺、等视差曲线编辑、立体像对的量测是主要的人为控制因素,要认真仔细,尽量减少人为误差因素。

  总之,全数字化摄影测量系统在电力工程中的应用使传统的测量工作手段有了巨大的进步,使电力送电线路传统的勘测设计模式有了实质性的改变,较大的提高了工作效率,通过路径的优化节约了大量的工程投资。随着全数字化摄影测量系统的不断完善,该技术必将会在今后的工程项目中发挥更大的作用。


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