GIS技術在電力線路選線中的應用

黃超

摘要：電力路線的選線作為電力規(guī)劃中重要的構成部分，目的是按照規(guī)劃期間的電源和負荷增長情況，結合電網(wǎng)現(xiàn)狀選擇合理的待建線，在全面保證電力路線安全運行的基礎上提高化線路的經(jīng)濟性。在本文中，筆者分析了GIS技術在電力路線選線的應用，希望為相關領域的研究者和工作者提供參考和借鑒。

關鍵詞：GIS技術；電力線路；選線；應用

1.GIS技術的概述

1.1GIS技術含義

GIS全稱為（Geographic Information System），指的是地理信息系統(tǒng)技術，GIS技術作為一門介于信息科學、管理科學、空間科學之間的交叉性學科，該技術的誕生是計算機科學技術飛速發(fā)展的產(chǎn)物。GIS技術通過綜合運用屬性數(shù)據(jù)處理技術、空間分析技術、計算機技術、模型分析技術、空間處理技術等，通過準備數(shù)據(jù)——建立系統(tǒng)——分析空間和模型來形成包含資源環(huán)境、災害防治、區(qū)域規(guī)劃、管理決策等在內(nèi)的信息，GIS技術不僅具有圖形管理功能和數(shù)據(jù)管理功能，并且還具有較強的空間表現(xiàn)力，當前已經(jīng)被廣泛運用于電力、水利、土地、環(huán)境、軍事、管網(wǎng)、交通、農(nóng)林、軍事等領域中。

1.2 GIS技術的主要功能

在GIS系統(tǒng)中，主要具備數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)輸出等功能，為了盡可能滿足用戶的需求，需要GIS技術對數(shù)據(jù)開展運算、處理、操作。GIS最主要功能便是制圖，這一功能能夠將地理要素在地圖上顯示出來，并給出詳細的數(shù)值范圍，并且GIS系統(tǒng)還具有為用戶輸出全要素圖的功能，能夠按照用戶的要求，將地圖有層次地顯示出來，并將生成的地圖、圖例、各類專題圖以及統(tǒng)計圖表等統(tǒng)一打印出來，除此之外，GIS系統(tǒng)還能夠借助數(shù)字地形模型，借助一些分散的平面點模擬地面，從而從這些點中提取有效數(shù)據(jù)對地形進行分析[1]。

2.電力線路選線對GIS技術的需求

近年來，伴隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，社會各界對電力的需求量也日益增加，國家投入了大量人力和物力投資在大型發(fā)電項目的建設上，而緊接著則需要加快步伐加大對超高壓、大容量、遠距離送電項目的建設，如何選擇最優(yōu)的線路，達到最大的投資效益比已經(jīng)成為各個電力設計單位研究的熱點話題。在電力路線的選線中，不僅需要綜合考慮地質、地形以及水文等自然因素，而且還應該考慮到工程的投資情況、施工難易程度、線路運行費用以及對沿線環(huán)境造成的影響。總之，電力線路選線需要綜合考慮環(huán)境、工程以及經(jīng)濟等方面因素。隨著科學技術不斷發(fā)展和進步，計算機技術、GIS技術、GPS技術、航測遙感技術等不斷發(fā)展和廣泛應用，成功地化解了以往難以解決的空間多目標決策等問題。傳統(tǒng)電力路線選線方法為：首先在紙上確定電力路線，然后再由選線人員開展實地勘測，再經(jīng)過反復對比后最終確定合理、經(jīng)濟的電力路線。因此傳統(tǒng)電力線路選線主要取決于選線相關人員的專業(yè)水平和選線經(jīng)驗，但是隨著電力建設的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)選線方法已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代電力建設的要求。

3.GIS技術在電力線路選線中的應用——以三維GIS技術為例

三維GIS平臺主要是在三維數(shù)據(jù)模型、數(shù)字正射影像、數(shù)字高程模型以及其他GIS數(shù)據(jù)信息的基礎上，借助三維可視化技術、數(shù)據(jù)庫技術、計算機圖形技術以及VR技術等，將電力路線四周的真實環(huán)境反應出來，并將其形成真實的三維世界，在三維世界中可以看到所有的管理對象。借助三維GIS平臺，再根據(jù)電力路線選線的基本要求，構建起電力線路二線和三線平臺，該設計由多個設計人員參與，他們協(xié)同確保電力路線選線的最優(yōu)。將電力路線選線的基礎地理數(shù)據(jù)（如：矢量數(shù)據(jù)、DOM數(shù)據(jù)、DEM數(shù)據(jù)等）導入至選線平臺后，便可以直接查看電力路線沿線的地形地貌情況，如此線路設計人員便不再需要借助其他設備和儀器便可以查看三維地形，另外，電力路線選線平臺還可以直接安裝在筆記本電腦中，即便設計人員不需要借助專業(yè)的圖形工作站和測量工作站依然可以直接通過電腦查看、分析電路路線的三維地形場景，再綜合野外作業(yè)情況，選擇最優(yōu)的線路。

3.1真實地還原三維地形地貌

通過電路選線平臺能夠實現(xiàn)海量DOM、DEM和一定數(shù)據(jù)的疊加，無極縮放以及大區(qū)域的無縫漫游，通過分屏開展二維和三維聯(lián)動操作，從而直觀地展示真實三維地形地貌。在三維地形基礎上，選線平臺可以模擬電路路線的走向和塔位，開展集成化的三維漫游于量測量，這樣便在很大程度上方便選線人員優(yōu)化調整線路，最大程度提高電路選線的效率和精度。

3.2貼合設計要求具備專業(yè)功能

在三維GIS平臺上，可以提供簡單易操作、集成度高的選線工具，在設計新的電路線路時，具備實時顯示累距、對角點號、轉角度等重要信息，并且對線路的高程斷面線進行實時顯示，及時為電路選線人員選擇最優(yōu)路線提供了參考信息。在三維GIS平臺上還可以延長現(xiàn)有的電力路線，隨意連接、刪除、添加、更改現(xiàn)有路線的角點。結合工程標段的實際情況，由不同線路設計人員設計電力路線，然后再匯總所有線路標段的設計成果，從而節(jié)約了設計時間，提高了工作效率。在電力路線設計中，明確提出需要根據(jù)電壓等級的不同，嚴格規(guī)定樹木、房屋、交叉跨越等，而三維GIS平臺變可以根據(jù)線路設計的業(yè)務需求量提供各種便捷的量測工具。當電力路線經(jīng)過區(qū)域中的所有地物（如：道路、房屋、農(nóng)田、河流、其他電力路線等），該平臺也可以按照相應要求為其提供標準的矢量化地物測量工具，實現(xiàn)所有地物的手工處理、半自動的矢量化處理以及高度提取，統(tǒng)一標注出線路所經(jīng)過區(qū)域中的所有地物的名字、高度以及面積，統(tǒng)計跨越地物的總數(shù)，以便設計人員能夠從中選擇最優(yōu)的線路，綜合考慮各種因素，盡量避開房屋、樹木、農(nóng)作物等，選擇轉角少、長度短、地形條件佳、交叉跨少的電路路線[2]。

3.3塔基斷面的自動繪制及模型生成

三維GIS平臺還具有自動繪制塔基斷面的功能，在設計塔基時，需要相關工作人員及時勘察電力的塔界面，對電力桿塔架設的可行性進行分析。在繪制塔基斷面時，需要結合設計人員的專業(yè)知識和工作能力，全面地分析該點的可行性，在選擇電力路線時，需要將電力路線的相關數(shù)據(jù)逐漸導入三維GIS平臺上，然后由該平臺自動生成塔基斷面的模型圖，并將生成的模型圖自動保存在平臺儲存設備中，方便設計人員隨時查詢使用。在三維GIS平臺自動生成模型過程中，系統(tǒng)會綜合分析桿塔位置相關信息，然后生成相應的模型，值得注意的是，線路相關工作人員在導入電力線路數(shù)據(jù)的過程中，應使用三維漫游模型，及時觀察桿塔的位置，對其實際情況進行分析，不斷調整塔位，確保桿塔位置最優(yōu)。

3.3輔助功能

借助三維GIS平臺，線路設計人員還可以實時查看并對比電路路線的平斷面，對桿塔預排位進行操作。將平斷面和預排位數(shù)據(jù)輸入排桿軟件中，從而將其作為手動或者自動排桿依據(jù)，方便了統(tǒng)計桿塔排位數(shù)量，從中選擇最優(yōu)的方案，保證輔助決策方案的更加科學可靠，有助于管理決策人員對其綜合統(tǒng)計分析，從而為其作出決策提供依據(jù)。并且輸出的平斷面數(shù)據(jù)也是其他設計軟件需要的數(shù)據(jù)格式，野外測繪勘察作為電路選線過程中重要工作內(nèi)容之一，通過三維GIS平臺，能夠明確指出調繪圖的范圍，分層控制圖紙，將矢量和影像、高線等重要的信息統(tǒng)一傳輸至調繪圖數(shù)據(jù)庫中，經(jīng)調繪圖編輯軟件圖標功能，能夠將既定的比例直接打印輸出影像文件。

4.結語

綜上所述，將GIS技術運用于電力線路選線中，提高了電力線路選線的科學性、便捷性，并且充分滿足了現(xiàn)代電力規(guī)劃的要求，但是當前GIS技術還處于剛剛起步階段，還有待更多的工作加大對該技術的研究，從而更好地發(fā)揮出騎在電路路線選線的指導價值。

參考文獻：

[1]賈曉敏.GIS技術在電力線路選線中的應用[J].經(jīng)緯天地，2016，（06）：77-79+83.

[2]王小棟.三維GIS技術在電力線路選線設計中的應用[J].電子技術與軟件工程，2016，（04）：177.