Oruxmaps軟件在電網(wǎng)項(xiàng)目的應(yīng)用

楊永平,徐維,劉慧玲

(1.云南省電力設(shè)計(jì)院,昆明 650051;2.北方自動(dòng)控制技術(shù)研究所,太原 030006)

Oruxmaps軟件在電網(wǎng)項(xiàng)目的應(yīng)用

楊永平1,徐維1,劉慧玲2

(1.云南省電力設(shè)計(jì)院,昆明 650051;2.北方自動(dòng)控制技術(shù)研究所,太原 030006)

介紹了UTM坐標(biāo)系,以電網(wǎng)項(xiàng)目應(yīng)用為實(shí)例,闡述了Oruxmaps軟件結(jié)合Google Earth應(yīng)用于電網(wǎng)項(xiàng)目勘測(cè)的準(zhǔn)備工作和具體過(guò)程。

UTM坐標(biāo)系;Oruxmaps軟件;谷歌地球;離線地圖;電網(wǎng)項(xiàng)目

1 前言

移動(dòng)設(shè)備內(nèi)置有GPS定位模塊,具有獨(dú)立的操作系統(tǒng),可由用戶根據(jù)自身需要自行安裝第三方程序軟件,通過(guò)此類程序軟件可使移動(dòng)設(shè)備功能得到進(jìn)一步擴(kuò)充和增強(qiáng)。對(duì)于電力行業(yè)而言,電網(wǎng)項(xiàng)目的勘測(cè)設(shè)計(jì)自然少不了GPS定位。然而,將這些移動(dòng)設(shè)備直接應(yīng)用于輸電線路,若無(wú)手機(jī)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)即使其自身安裝的Google地圖資源也會(huì)受限,所以僅有移動(dòng)設(shè)備的GPS定位功能是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。鑒于Oruxmaps軟件可以在無(wú)手機(jī)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)狀態(tài)下直接調(diào)用Google離線地圖的特點(diǎn),以下采用平板電腦與Oruxmaps軟件相結(jié)合,應(yīng)用于老撾北部電網(wǎng)項(xiàng)目的野外勘測(cè)設(shè)計(jì),以供電力同行參考。

2 UTM坐標(biāo)系

1)帶的劃分相同而帶號(hào)起算不同,高斯投影的分帶是從零子午線向東每6度為一帶,而UTM投影是從180度起向東每6度為一帶,即高斯投影的第一帶 (0°～6°E)為UTM投影的第31帶。

UTM投影范圍限制在北緯84度至南緯80度之間,兩極地區(qū)采用通用極球面 (UPS)系。它是UTM的補(bǔ)充,但又是獨(dú)立系統(tǒng),兩系的相接處,有一定的重疊。

2)中央經(jīng)線長(zhǎng)度比不同,高斯投影每帶中央經(jīng)線的投影長(zhǎng)度比等于1,而UTM投影是將每帶中央經(jīng)線的長(zhǎng)度比確定為0.999 6。如此選擇可使6度帶的中央經(jīng)線與邊緣經(jīng)線的長(zhǎng)度變形絕對(duì)值大致相等。因此在中央經(jīng)線與邊緣經(jīng)線之間,可求得兩條無(wú)長(zhǎng)度變形的線,其位置距中央經(jīng)線以東以西各為180 km,相當(dāng)于經(jīng)差±1°40憶。這樣,UTM投影就是橫割圓柱投影,在兩條割線上長(zhǎng)度比等于1,沒(méi)有長(zhǎng)度變形。離開(kāi)兩條割線愈遠(yuǎn)變形愈大,在兩條割線以內(nèi)長(zhǎng)度變形為負(fù)值,在兩條割線外長(zhǎng)度變形為正值。

UTM投影的坐標(biāo)系統(tǒng)為：每一投影帶以中央經(jīng)線與赤道投影的交點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)。為避免出現(xiàn)負(fù)值,東西坐標(biāo) (y坐標(biāo))起始點(diǎn)加500 km(同高斯投影);南北坐標(biāo) (x坐標(biāo))北半球以原點(diǎn)為0,南半球以原點(diǎn)為100 00 km。即：北半球：x實(shí)=x,南半球：x實(shí)=x+100 000 00 m。

3 系統(tǒng)配置

硬件設(shè)備可以使用智能手機(jī)、平板電腦等移動(dòng)設(shè)備,軟件準(zhǔn)備主要包括安裝Oruxmaps軟件、制作離線地圖、下載hgt文件以及加載Google路徑圖。

3.1 Oruxmaps軟件

Android是一種基于Linux的自由及開(kāi)放源代碼的操作系統(tǒng),主要應(yīng)用于移動(dòng)設(shè)備,APK即Android安裝包。通過(guò)直接連接或?qū)PK文件傳到Android移動(dòng)設(shè)備中執(zhí)行即可安裝,故下載后綴APK的Oruxmaps軟件直接運(yùn)行安裝即可。

Oruxmaps軟件是Android操作系統(tǒng)平臺(tái)上應(yīng)用于戶外運(yùn)動(dòng)的一個(gè)簡(jiǎn)體中文GPS軟件,使用Oruxmaps軟件下載 Google離線地圖,省去了OziExplorer(簡(jiǎn)稱Ozi)導(dǎo)航軟件要求校準(zhǔn)地圖的步驟,可以直接在已下載的Google電子導(dǎo)航地圖上設(shè)立航點(diǎn)、航跡以及路線等。

3.2 制作離線地圖

采用事先下載Google離線地圖,以使野外勘測(cè)工作更有效。通常制作離線地圖有如下三個(gè)途徑：

1)通過(guò)MOBAC(Mobile Atlas Creator)軟件創(chuàng)建

安裝JAVA虛擬機(jī),直接執(zhí)行打開(kāi)MOBAC軟件界面,在 “坐標(biāo)信息”欄選擇欲下載區(qū)域的地圖范圍;在 “地圖源”欄選擇欲下載哪個(gè)網(wǎng)站的地圖 (比如選擇Google Map地圖源下載Google地圖);在 “縮放比例”欄選擇合適的地圖級(jí) (0～19級(jí))下載;在 “當(dāng)前地圖冊(cè)”欄新建地圖冊(cè)和添加選擇的區(qū)域;在 “地圖冊(cè)配置”欄開(kāi)始下載地圖冊(cè)即可。

2)可以將已校準(zhǔn)過(guò)的ozi、kap、tiff、tfw等格式的地圖轉(zhuǎn)換為Oruxmaps格式,單純的圖像文件也可用來(lái)定義Oruxmaps的地圖。

3)利用Oruxmaps軟件創(chuàng)建離線地圖

需要說(shuō)明的是：①下載地圖會(huì)占用很大流量,推薦采用WIFI連接,如數(shù)據(jù)量特別大的地圖,建議用MOBAC等方式創(chuàng)建后復(fù)制到系統(tǒng)中;②開(kāi)始下載地圖數(shù)據(jù),有時(shí)會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題,可以忽略這些錯(cuò)誤繼續(xù)下載。

3.3 下載hgt文件

根據(jù)老撾北部電網(wǎng)項(xiàng)目覆蓋范圍：北緯19° 40憶～20°52憶,東經(jīng)101°50憶～102°36憶,從相關(guān)網(wǎng)站下載該區(qū)域后綴 hgt的 DEM文件 (即N19E101.hgt、N19E102.hgt、N20E101.hgt、N20E102.hgt),然后將這些hgt文件復(fù)制到Oruxmaps軟件安裝目錄的dem文件夾下。

3.4 加載Google路徑圖

利用Google優(yōu)化選線平臺(tái)在室內(nèi)調(diào)整老撾北部電網(wǎng)項(xiàng)目輸電線路路徑,將Google地圖上相對(duì)科學(xué)合理的線路路徑保存為KML或KMZ文件,導(dǎo)入到平板電腦的Oruxmaps軟件安裝目錄的overlay文件夾下。到野外后,直接加載 KML或KMZ文件即可。

4 在電網(wǎng)項(xiàng)目中的應(yīng)用

某線路沿線植被均非常茂密,多為橡膠樹(shù)、柚木、喬木、灌木等,通視條件很不好;交叉跨越眾多,共跨越13號(hào)公路8次,河流3次,115kV線路3次,泛亞鐵路規(guī)劃路徑2次。工程所要求的UTM坐標(biāo)系正好與Google Earth所用坐標(biāo)系完全一致,充分利用Google地圖,用來(lái)彌補(bǔ)收資地圖比例尺小、現(xiàn)勢(shì)性差的不足。

4.1 線路勘測(cè)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

1)在可研、初設(shè)階段的應(yīng)用：采用配有Oruxmaps軟件的平板電腦,集成有GPS定位導(dǎo)航、電子羅盤(pán)、數(shù)碼相機(jī)的所有功能,不僅易于攜帶,而且利用Google地圖定位精度可達(dá)幾米,完全滿足輸電線路在Google地圖上選線的需要,可有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)選線中普通地圖的時(shí)效性差和圖紙變形問(wèn)題。

近年來(lái)老撾交通道路建設(shè)迅猛發(fā)展,大量鄉(xiāng)村路甚至等級(jí)公路均未調(diào)繪到地形圖上,為了保證線路終勘階段的交通便利,可利用Oruxmaps軟件的航跡存儲(chǔ)功能,將工程終勘所經(jīng)路段的起點(diǎn)、終點(diǎn)和拐點(diǎn)等,坐在車內(nèi)便可及時(shí)記錄航跡到所建立的數(shù)據(jù)文件中,通過(guò)接口線纜下載到PC機(jī)中進(jìn)行在線Google線路路徑優(yōu)化選線。

利用Nexus 7的GPS導(dǎo)航功能進(jìn)行輸電線路沿線踏勘,在實(shí)地隨時(shí)采集記錄對(duì)線路有影響的地物 (如軍事禁區(qū)、礦山等)。如遇到影響走廊的地物需避讓時(shí),可根據(jù)線路路徑測(cè)量其至影響物處的偏距、累距。可見(jiàn),在輸電線路工程中,利用平板電腦所采航點(diǎn)、航跡可對(duì)線路路徑做優(yōu)化選線,充分避讓各類規(guī)劃區(qū)、軍事區(qū)等,有效提高線路路徑方案的可行性。

2)在終勘階段的應(yīng)用：某電網(wǎng)項(xiàng)目測(cè)區(qū)植被覆蓋率達(dá)到90%以上,當(dāng)在終勘階段遇到植被茂密區(qū) (通視條件非常差)時(shí),此時(shí)可利用Oruxmaps軟件界面右側(cè)第5個(gè) “3D”按鈕,啟用三維立體模型幫助測(cè)量員判斷沿線路徑哪些地方需要觀測(cè)風(fēng)偏、危險(xiǎn)點(diǎn)等。

在線路終勘階段,輸電線路測(cè)量工作包括定線和定位,一般定線工作采用GPS RTK測(cè)量作業(yè)模式,而定位工作是在定線完成的前提下,當(dāng)以全站儀進(jìn)行塔基斷面 (或地形圖)測(cè)量時(shí),由于植被茂密,難于尋找樁位,此時(shí)如借助配有Oruxmaps軟件的Nexus 7進(jìn)行導(dǎo)航樁位,則可非常輕松地到達(dá)樁位目的地,以避免在樹(shù)林中迷路。

4.2 線路外控測(cè)量中的應(yīng)用

首先在室內(nèi)利用繪有線路路徑的Google地圖,在線路路徑兩側(cè)進(jìn)行圖上布設(shè)GPS控制點(diǎn),借助Google地圖以布設(shè)在地理位置易于保存、交通相對(duì)便利的地方;然后將圖上設(shè)計(jì)好的Google地圖保存為KML或KMZ文件,導(dǎo)入到Nexus 7的Oruxmaps軟件安裝目錄的overlay文件夾下。這時(shí)利用配有Oruxmaps軟件的Nexus 7,可實(shí)時(shí)導(dǎo)航到圖上已設(shè)計(jì)好的GPS控制點(diǎn)實(shí)地位置,現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)具體情況再適當(dāng)調(diào)整,以使GPS控制點(diǎn)位置布設(shè)更加科學(xué)合理。同樣,在終勘階段借助配有已導(dǎo)入GPS控制點(diǎn)的Nexus 7,以及初設(shè)已拍攝的GPS控制點(diǎn)照片,可非常容易地找到控制點(diǎn),有效提高了勘測(cè)效率。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述,由于Oruxmaps軟件無(wú)需網(wǎng)絡(luò)可直接調(diào)用Google離線地圖,具有三維模型顯示功能,并且諸如智能手機(jī)移動(dòng)設(shè)備體積小、重量輕、攜帶方便,定位快、單機(jī)定位亦能達(dá)到一定精度要求,方便對(duì)實(shí)地拍攝取景。對(duì)精度要求不太高的一般測(cè)量工作,具有快速高效、簡(jiǎn)便準(zhǔn)確的特點(diǎn),如線路選線優(yōu)化路徑,尋找GPS控制點(diǎn),調(diào)繪地物等等。

[1] 劉大杰,施一民,過(guò)靜珺.全球定位系統(tǒng) (GPS)原理與數(shù)據(jù)處理 [M].上海：同濟(jì)大學(xué)出版社,1996.

[2] 孫達(dá),蒲英霞.地圖投影 [M].南京：南京大學(xué)出版社,2005.

[3] Oruxmaps導(dǎo)航軟件使用說(shuō)明書(shū) [Z].

[4] 楊永平,段德磊,徐春,等.基于智能手機(jī)和OZI軟件的電力工程應(yīng)用 [C].電力工程測(cè)量專業(yè)經(jīng)驗(yàn)交流會(huì)論文集 (下),2013.

Application of Oruxmaps Software in Grid Project of Northern Laos

YANG Yongping1,XU Wei1,LIU Huiling2
(1.Yunnan Electric Power Design Institute,Kunming 650051;2.North Automatic Control Technology Institute,Taiyuan 030006)

UTM coordinate system is introduced in this paper,and the preparations and specific processes of application in grid project investigation with oruxmaps software and google earth are detailedly expatiated by means of the practical example in grid project of northern laos.The practice demonstrates that the method is simple,powerful,adaptable,and can be used efficiently in grid project investigation in the absence of mobile network signal.

UTM coordinate system;Oruxmaps software;Google earth;Offline maps;Grid project

TM76

B

1006-7345(2014)03-0087-03

2014-01-28

楊永平 (1974),男,碩士,高級(jí)工程師,云南省電力設(shè)計(jì)院,從事電力工程測(cè)量和GPS技術(shù)的應(yīng)用研究 (e-mail)hhuyyp @126.com。

徐維 (1982),男,學(xué)士,工程師,云南省電力設(shè)計(jì)院,從事架空輸電線路設(shè)計(jì)工作。

劉慧玲 (1981),女,學(xué)士,工程師,北方自動(dòng)控制技術(shù)研究所,從事GPS技術(shù)的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用研究。