亞米級GPS手持機帶圖作業在農網改造升級工程勘測設計中的應用

于潤華 張運祥 賀洪錄

引言：為提高農網升級改造工程勘測設計的質量，本文提出“亞米級GPS手持機帶圖作業”方案，即將國家電網公司GIS平臺中10kV數據底圖和衛星圖像導入GPS手持機，外業勘測實現GPS手持機帶圖作業；也可將手持機的測量數據導入GIS平臺，從而完善農村電網地理信息，實現對農網的電子化管理。

前言

農村房屋道路錯綜復雜、樹障繁多，勘測人員置身陌生的環境，很難做到全面兼顧、精確判斷，甚至會誤判。此外，目前農網改造升級工程的勘測設計中使用的測量方式（如皮尺、手推車等）受諸多因素制約，普遍存在最佳線路走徑方案難以確定、數據不準確、耗時耗力等難題。這必將嚴重影響農網升級改造工程的勘測設計的質量和效率。GPS測量技術（如RTK、CORS）精度高，在電力線路勘測中已經獲得廣泛應用。但在房屋道路錯綜復雜、樹障繁多的農村地區勘測時，由于受到設備體積大、信號不穩定等因素制約，導致使用效果不理想。

為提高農村地區勘測設計的質量，進一步深化農網改造標準化建設水平，在遵循“小容量，短半徑，密布點”的設計原則下，我們提出“亞米級GPS手持機帶圖作業”的勘測設計方案。新方案可以幫助設計人員迅速掌握農村現狀、確定最優線路走徑，極大提高了工作效率；根據新方案設計出的規劃圖精度高，線路走徑準確直觀，對后期施工有重大指導作用； 此外，必要時可以把采集的數據導入GIS系統，實現農村電網的電子化管理。

一、設備及軟件介紹

1、根據農網改造升級工程的實際情況和經濟性原則，我們選擇具備抗干擾能力極強、兼容性好、“三防”、電池續航時間長等能力的亞米級GPS手持機。（二）國家電網公司電網GIS地理信息服務平臺（提供10kV線路數據），MapCloud（GIS數據采集軟件），Real Map Office（配圖工具）以及AUTOCAD作圖軟件。

二、工作步驟介紹

1、制作背景底圖。將GIS系統提供的10kV線路底圖與本地衛星圖像經過矢量渲染、影響疊加、數據轉換、屬性匹配等處理后，導入GPS手持機。（2）實地測量。關鍵位置采點，包括：10kVT接桿位置、變壓器位置、終端桿位置、十字桿位置、分支桿位置、轉角桿位置等，使用文字備注。（3）數據傳輸。將GPS手持機中的數據上傳到電腦，經過格式轉換后變為AUTOCAD可以使用的DXF文件。（4）CAD制作規劃圖。（5）將經過處理后的數據上傳到GIS平臺。

三、應用實例

朱集鎮馬鐵匠村位于樂陵市東北部，交通便利，農業、村辦企業比較發達，該村約有居民370戶，占地面積約450畝。該村的狀況具有有一定代表性，以此為例詳細介紹整個工作步驟。

第一步衛星地圖制作。事先將GIS平臺提供的10kV線路數據與樂陵市衛星地圖進行配準獲得背景底圖，然后導入GPS手持機。這一步比較復雜，對配準的精準度要求很高，一般由GPS廠家的專業技術人員制作。圖3.2所示為馬鐵匠村具體位置。

第二步衛星圖分析。正如圖3.3所示，該村街道布局錯綜復雜，房屋集中在村中北部，周圍10kV線路只有村東邊的大徐農業線一條，且原馬鐵匠支線跨河后至現有變壓器，目前變壓器所在位置已嚴重偏離用電負荷中心，且供電半徑過大。經過分析后，我們將變壓器位置暫定在用電負荷集中的中部和北部，進村高壓線只能跨河后由大徐農業線T接。黃線代表當前10kV大徐農業線走徑。

第三步現場勘測。到現場后，將預定方案與熟悉該村狀況的人員溝通，重新確定了10kV馬鐵匠支線的走徑、變壓器位置（北街和南街各一臺）以及最優線路走徑。然后使用GPS手持機對10kVT接桿、變壓器、終端桿、十字桿、分支桿等位置進行采點，并備注。同時在測量的過程中，對我們預定的線路走徑方案進行因地制宜的調整。在手持機上可以對采集的數據進行一些處理，如用直線段連接采集的特殊點，畫出線路走徑。如圖3.4所示，藍點為大徐農業線桿位，紅點為新測量的馬鐵匠村桿位，用綠色線連接，并標注出變壓器和T接點位置。

第四步數據導出。將測量數據上傳到電腦，轉換為CAD格式，并用CAD對原始數據做一些處理，

第五步設計出規劃圖。根據“小容量、短半徑、密布點”的原則，合理分布桿位，添加變壓器、電桿、拉線、頂桿、跨河等標識，再對一些細節經行修正，注意檔距一般不大于50米。

第六步對數據轉換后導入GIS平臺。

整個外業勘測大約用時2個小時。在馬鐵匠這種街道布局復雜、樹障嚴重的村莊，使用以往的方式測量不會有如此高的效率。在GPS手持機的輔助下，外業勘測時間大大縮短。再經過約1個小時的內業工作后，就可以完成馬鐵匠村準確詳細的規劃圖。

四、需注意的問題及解決辦法

新方案在應用過程中，會遇到清晰衛星圖不易獲取、底圖難制作、GIS平臺不兼容等很多問題。我們在測量之前，請專業技術人員對底圖數據配置后導入GPS手持機，在使用的時候，只需調用出衛星圖像和相應的線路底圖數據即可。新方法的操作比較復雜，需要練習以熟練使用。

五、結語

將“亞米級GPS手持機帶圖作業”方案應用到農網改造升級工程中未有先例。通過對比可以發現，在房屋道路錯綜復雜的農村，新方案的優勢更加明顯。采用新方案，能直觀掌握農村狀況，方便確定最優線路走徑，提高測量精度，節省人力物力，而且對后期施工具有很大的指導作用，大大提高勘測設計工作的質量和效率。此外，該方案對其他類型工程的勘測設計具有一定的指導作用。

參考文獻

[1]陳功，遙感圖像的制作及其在電力勘測設計中的應用[J].電力勘測設計.2008（04）22-24.

[2]王漢汀，地理信息系統及其在電力勘測中的應用[J].電力勘測設計.2008（04）10-12.

（作者單位：1.國網山東樂陵市供電公司；2.國網山東單縣供電公司）