Google Earth在斯里蘭卡Puttalam輸電工程中的應(yīng)用

黃劍波++喬石銘++高首都

摘 要：首先，對斯里蘭卡Puttalam輸變電工程的基本情況進(jìn)行了介紹，針對缺少測量地形圖、遙感影像等基礎(chǔ)資料的情況，該文利用Google Earth提供的免費(fèi)地圖影像，進(jìn)行輸電線路的勘測設(shè)計(jì)，提高了工作效率，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，實(shí)踐證明Google Earth對電力勘測工作有很大的作用。隨著Google Earth不斷的更新更多區(qū)域的影像圖，及未來高程精度的提高，在輸電線路設(shè)計(jì)中使用Google Earth可大大的節(jié)約設(shè)計(jì)成本，縮短設(shè)計(jì)時(shí)間，有較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值，在國外輸電線路工程地圖資料匱乏區(qū)域值得推廣研究。

關(guān)鍵詞：Google Earth 遙感影像 KML文件 輸電線路

中圖分類號(hào)：P23 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）12（c）-0014-02

斯里蘭卡輸變電二期工程220kV輸電線路南起Puttalam 2×300MW燃煤電站，向東北方向跨越7km的瀉湖，穿過野生動(dòng)物保護(hù)區(qū)，最后進(jìn)入東北部的Anuradhapura 220kV變電站，全長96km。線路所經(jīng)地區(qū)，10%為瀉湖，85%為林區(qū)，5%為稻田。全線所經(jīng)地區(qū)草深林密、河流密布，天氣炎熱、危險(xiǎn)重重，通行通視困難；該項(xiàng)目工期要求緊，任務(wù)重，斯里蘭卡基礎(chǔ)設(shè)施薄弱，購買基礎(chǔ)地形圖困難，我們決定應(yīng)用Google earth提供的遙感影像進(jìn)行該線路的勘測設(shè)計(jì)工作。

1 Google Earth遙感影像地圖

Google Earth由美國Google公司2005 年6月推出的全球地理信息系統(tǒng)和地圖搜索軟件可以瀏覽全球高清遙感影像。它將衛(wèi)星照片、航空攝影和地理信息系統(tǒng)綜合在一個(gè)地球的三維模型上，而且Google公司開放了API，用戶可以通過API進(jìn)行二次開發(fā)。Google Earth的衛(wèi)星影像，并非單一數(shù)據(jù)來源，而是衛(wèi)星影像與航拍的數(shù)據(jù)整合。Google Earth分辨率大多數(shù)為30m，在城市、人口密集區(qū)以及國外的大部分地區(qū)優(yōu)于5m，部分區(qū)域甚至能達(dá)到2.5m。Google Eart周期性地更新其現(xiàn)勢性優(yōu)于傳統(tǒng)的中小比例尺地形圖。

2 技術(shù)流程

2.1 影像獲取

目前，截取的Google Earth 影像的軟件眾多，且各有特色。截取的Google Earth 影像分辨率與截圖高度有關(guān)，截圖高度越低影像越清晰、分辨率越高。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)一般設(shè)置截圖高度在300～350米，獲取的影像的分辨率在0.6米左右，實(shí)際截圖應(yīng)根據(jù)原始影像的分辨率靈活設(shè)置截圖高度。另一方面，在截圖時(shí)應(yīng)考慮輸電線路分布在多張?jiān)加跋裰械那闆r，對此應(yīng)對不同原始影像分別截圖。該工程所處區(qū)域的影像多拍攝于2011年10月份，影像較新。

2.2 影像糾正與修測

由于Google Earth不定期更新影像、相鄰兩幅影像來源、拍攝時(shí)間不同等原因，部分區(qū)域影像與周邊區(qū)域影像定向拼接出現(xiàn)了明顯的縫隙，造成影像數(shù)據(jù)與實(shí)地坐標(biāo)數(shù)據(jù)有誤差，作為離線使用的截圖是有偏差的，務(wù)必進(jìn)行坐標(biāo)糾正。用于影像糾正的像控點(diǎn)應(yīng)選擇特征分明且容易標(biāo)識(shí)的特征點(diǎn)，常選擇道路拐角、田埂交叉、像控點(diǎn)的布設(shè)應(yīng)沿輸電線路路徑兩側(cè)均勻分布。本工程在選線傳遞參考站時(shí)有針對性的選擇一些明顯的特征點(diǎn)采用GPS進(jìn)行觀測，將所采集的糾正點(diǎn)錄入AUTOCAD，同時(shí)將影像調(diào)入AUTOCAD中備用，通過旋轉(zhuǎn)、縮放、平移等操作將影像上的特征點(diǎn)與外業(yè)實(shí)測點(diǎn)擬合，得到糾正后的影像。

3 應(yīng)用

3.1 線路選線

根據(jù)斯里蘭卡電力部門提供的推薦路徑，在Google Earth上進(jìn)行瀏覽，對沿線經(jīng)過的山地，湖泊，村莊等有了一個(gè)直觀的印象，在此基礎(chǔ)上，根據(jù)盡量避開村莊，避開地質(zhì)條件惡劣地區(qū)的原則，在Google Earth上初步確定線路各轉(zhuǎn)角，并繪制了路徑圖。外業(yè)測量人員與設(shè)計(jì)人員根據(jù)實(shí)地采集選定的轉(zhuǎn)角點(diǎn)、關(guān)鍵特征點(diǎn)等的WGS84坐標(biāo)，再經(jīng)過坐標(biāo)糾正的Google Earth影像截圖上準(zhǔn)確繪出線路路徑位置。最后形成最終的線路路徑圖。

3.2 桿塔預(yù)排位

利用Google Earth開放的API，我們用VB語言開發(fā)了從Google Earth三維圖面上直接提取坐標(biāo)經(jīng)緯度和高程的“采集線路DEM”程序。將線路的轉(zhuǎn)角坐標(biāo)文件生成KML文件，然后將KML文件導(dǎo)入到采集線路DEM軟件中，自定義采集步長，從Google Earth影像上沿輸電線路方向提取斷面點(diǎn)坐標(biāo)高程信息，同時(shí)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，還需采集左右邊線和部分危險(xiǎn)斷面點(diǎn)，生成文本文件，最后用這些提取的坐標(biāo)和高程信息，導(dǎo)入“架空送電線路軟件”并生成道亨排位文件提供電氣專業(yè)預(yù)排位使用。

外業(yè)實(shí)測一定數(shù)量的控制點(diǎn)和新增地物，對前期斷面進(jìn)行擬合糾正修正，形成最終的線路斷面圖。該工程即采用了此種作業(yè)模式，大大縮短了工期，精度完全滿足輸電線路線路勘測設(shè)計(jì)的要求，提高了工作效率，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。

3.3 數(shù)字化交樁及工程組織

輸電線路設(shè)計(jì)包含測量、地質(zhì)、水文等多個(gè)專業(yè)，外業(yè)勘測時(shí)涉及多個(gè)作業(yè)組同時(shí)開展工作。在涉外工程中還要與甲方深入交流，定期匯報(bào)工程進(jìn)度。向施工方移交塔位樁、方向樁及參考站。該工程勘測中充分利用Google Earth這個(gè)開發(fā)平臺(tái)，測量人員使用VB6.0編制kml地標(biāo)標(biāo)注軟件，將外業(yè)塔位、直線樁、參考站、每周進(jìn)度情況各種信息標(biāo)注在Google Earth并生成kml文件，提交給地質(zhì)、水文及甲方、施工方實(shí)現(xiàn)數(shù)字化移交樁位。外業(yè)勘測時(shí)將軟件生產(chǎn)的kml文件導(dǎo)入智能手機(jī)，各專業(yè)組實(shí)時(shí)溝通，利用互聯(lián)網(wǎng)在線尋找作業(yè)道路，集合地點(diǎn)，方便工程組織，有效提高了作業(yè)效率。

4 結(jié)語

在缺乏測量基礎(chǔ)測繪資料的地區(qū)，采用Google Earth提供的影像進(jìn)行輸電線路設(shè)計(jì)方法可行且效率高，在使用中有如下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。

（1）輸電線路設(shè)計(jì)所用地形圖均需從測繪主管部門購買，而請專門的航拍公司進(jìn)行航拍以獲取航片則成本更高。而通過Google Earth下載遙感影像的費(fèi)用幾乎為零。

（2）Google Earth圖像來源大多為1～3 年前的衛(wèi)星影像圖及航拍圖片，精度較高，它輸出的WGS-84坐標(biāo)和GPS采集得到的WGS-84坐標(biāo)高度一致，并且還提供高程信息，方便測量專業(yè)人員使用。

（3）Google Earth還能加載各種圖層，例如地名，街道，公路、三維模型等，使用起來非常方便。

Google Earth提供的全球開放的平臺(tái)，為我們以后無論是從事國內(nèi)還是國外的電力勘測項(xiàng)目，都提供了一種全新的便利的勘測模式。隨著Google Earth不斷的更新更多區(qū)域的影像圖，及未來高程精度的提高，在輸電線路設(shè)計(jì)中使用Google Earth可大大的節(jié)約設(shè)計(jì)成本，縮短設(shè)計(jì)時(shí)間，有較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值，在國外輸電線路工程地圖資料匱乏區(qū)域值得推廣研究。

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