機載激光雷達技術在電力工程測繪中的應用

王佩成 漆振華

摘 要：對機載激光雷達技術進行分析，認識到該種技術在電力工程測繪中運用的優勢，并結合電力工程測繪項目的基本狀況，進行機載激光雷達技術的分析，旨在通過技術的完善，提高電力工程測繪的價值性，為現代電力企業的運行及發展提供支持。

關鍵詞：機載激光雷達；電力工程；測繪技術

中圖分類號：TM726.3 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）20-0166-02

在社會經濟運行及發展的過程中，電力企業的用電管理逐漸成為人們關注的焦點。通過研究可以發現，電力工程測繪作為整個項目中的基礎，在電力工程設計中占據重要作用，但是，在現階段電力企業運行的過程中，用電需求的增多為電網行業運行帶來了一定的挑戰。因此，電力工程測繪中，需要構建專業性的測繪方案，通過機載激光雷達技術的運用，保證電網的正常運行，實現電力的安全運輸。對于機載激光雷達，其存在著數字化、高精度以及三維等特點，通過這些技術形式的運用，可以滿足現代電力企業的發展需求，并為電網系統的運行提供數據支持，促進電力企業的穩定發展。

1 機載激光雷達的發展

1.1 機載激光雷達

機載激光雷達技術主要是通過激光回波的利用，進行定向以及測距，而且，整個過程中也會借助物體反射、徑向速度以及位置等特點，對目標進行辨別，以便提高電力工程測繪的整體價值。在機載激光雷達技術運用的過程中，充分展現出計算機技術、高精密動態GPS技術以及高精度載體測量等技術的優勢性。而且，機載激光雷達技術運用中，可以實現高精度、自動化、低成本以及穿透力強的電力工程測繪目標，因此，該技術可以充分滿足現代電力產業的運行及發展需求[1]。

1.2 機載激光雷達系統的運行原理

在機載激光雷達系統分析中，主要是由光學機械掃描單元、激光測距單元、差分GPS以及慣性測量單元共同組成，激光發射器以及接收機共同組成激光測距單元。在現階段電力工程測繪技術運用中，通過測距激光器的使用，可以達到高重復頻率、短脈沖以及到大功率的使用特點，機載激光雷達可以實現對連續波的調控。激光器發生出的激光通過整形，當接觸到目標物體之后會反射回來，然后將檢測到的光學信號轉變成電學信號，通過計算機的處理，可以進行數據儲存，提高距離測量的有效性。

1.3 機載激光雷達的技術特點

通過對機載激光雷達研究分析可以發現，其技術特點體現在以下幾個方面：第一，激光脈沖信號接觸到地面時，反射信號會被設備接受，其中的部分激光信號可以透過植物獲得與地面之間的數據信息。第二，機載激光雷達技術運用中，存在著大密度、高程點的數據采集狀況，在高程數據采集中，可以在較短時間內獲得大量的數據信息，以保證數據處理的及時性。第三，在太陽光的照射狀況下，不會對信號構成造成影響。而且，高程的精度可以達到10cm的狀態。第四，地面與地物坐標確定中，可以通過機載激光雷達技術進行數據的獲取，在濾波處理結束之后，可以得到測量位置的數據。

2 機載激光雷達的應用

2.1 機載激光雷達技術

2.1.1 激光發射機技術

通過對機載激光雷達技術研究分析，在激光雷達發射機選擇中，光源主要源自于砌體激光器以及半導體泵浦固體激光器等，半導體激光器作為一種小型的激光器組成形式，可以實現電力工程測繪的整體價值。在機載激光雷達技術中，波長的覆蓋范圍越長時，會逐漸提高性能參數以及輸出功率的使用效率，并延長設備運行的穩定性、可靠性，滿足工程項目設計的基本需求。現階段氣體激光器使用中，數據種類相對較多，而且范圍相對廣泛，而且，波長的涉及范圍廣，所發出的氣體學會呈現出均勻性的發展狀態，以便實現系統運行的安全性、穩定性[2]。

2.1.2 空間掃描技術

在電力測繪技術研究中，掃描方式主要可以分為掃描體制以及非掃描體制等，我國電力工程測繪中通常會采用掃描體制。在機械掃描中，掃描的頻率相對較高，而且不同機械結構確定中所掃描的圖樣存在著一定的差異性。對于這種技術而言，在現階段電力工程項目運用中技術運用不太成熟，掃描的角度相對較小，而且透過率也相對較低，所以，需要構建系統性的掃描技術，提高電力系統運行的穩定性。

2.1.3 終端信息處理技術

通過對電力測繪技術的分析，在機載激光雷達技術使用的過程中，系統不僅需要進行各個傳動結構、掃描機以及激光器的協調控制，而且也需要進行接收機送出信息的確定，通過目標信息的數據獲取，實現三維圖像的生成。通過對現階段終端信息處理技術的分析可以發現，在計算機以及大規模集成電路系統設計中，可以逐漸完成電力系統測繪工作。

2.1.4 高靈敏度接收機

通過對接收單位光電探測器、光學系統以及回波監測處理方案的分析，在設計基礎中，需要保證以下標準：第一，高回波探測概率；第二，高接受靈敏度；第三，第虛警率。工程項目設計中，需要結合接收機的運用狀態，進行高級光測距性能的確定，通過對探測器運用狀況的分析，提高系統測繪的有效性[3]。

2.2 電力測繪中機載激光雷達技術的運用

2.2.1 電力優化選線方案

在電力優化選線方案確定的過程中，主要目的是通過路徑合理、經濟方案的調整，減少對線路周圍環境的影響，以便降低使用成本。通常狀況下，在電力優化選線的過程中，具體的運用程序包括以下內容：第一，線路及立桿點的設計。在激光點去除處理中，應該進行高密度的參數分析及處理，攝影測量中，需要對影像進行糾正，并逐漸提高數據的分辨率。在運用DSM以及DOM三維場景時，可以多視角的進行周圍路線的確定，通過對交通運輸、施工以及運行維護地質的分析，進行立桿點位、線路設計的經濟性，將環境的影響降低到最低狀態。第二，樹木面積砍伐計算。在機載激光雷達技術運用的過程中，應該參考地面不同高度進行植被的分類處理，全范圍確定中，需要結合植被區域分布特點，對植被分布進行合理判斷，有效避免植物砍伐現象的出現，通過砍伐計算，可以減少對環境的破壞。第三，合理估算房屋拆遷數量及賠償費勇。通過對房屋賠償費用使用狀況的分析，能夠結合輸電線路的基本狀況進行三維真實景觀圖的設計，而且，在系統設計中，可以清楚的查明線路屋內狀況，通過對房屋建筑結構、層數占地面積等數據的分析，進行拆遷房屋數量以及賠償數據的估算，為電路工程測繪技術的優化提供參考。第四，樹高以及房高測量方法。通過激光雷達技術的運用，可以結合點云數據特點，進行植被高度、房屋高度等數據參數的確定，有效避免測量誤差問題的出現。第五，斷面獲取技術。通過對云數據的確定，可以結合斷面數據整合方案，進行電力線以及周圍地物空間關系的確定，而且，在數據分析中，同樣可以根據電力工程測繪中的設計線路及設計狀況，進行測繪工程方案的完善，提高電力系統運行的安全性。

2.2.2 精密工程的數據測量

在精密數據測量中，需要進行測量目標的采集分析。如，在水溫測量、沉降測量以及文化考古過程中，都會進行三維坐標信息以及三維物體模型的建立，通過機載激光雷達技術的運用，可以達到這種設計標準。電力工程測繪系統運行中，通過數碼相片的使用可以及時獲得紋理信息，而并結合建筑物的模型特點，形成三維模型，實現對景觀的合理劃分。電力線路設計中，通過機載激光雷達技術的使用，可以引導測繪人員對電力線路進行系統性的分析，確定具體的計算方法，實現對位置線路以及位置距離的確定，為電力工程測繪技術的運用提供參考[4]。

2.2.3 電力巡回系統

在社會經濟運行及發展的過程中，高壓及長距離電力配送的輸變電較多，一些輸電線路在建好之后實現穩定運行，傳統的帶路工程測繪中，雖然投入了大量的人力資源、物力資源以及財力等，但是，電力工程測繪中會受到天氣以及環境等多種因素的印象，工作效率并不明顯。在機載激光雷達技術運用中，通過對電路尋仙系統的運用，可以充分反映出輸電線路中的三維空間狀況，而且人們可以更為直接的觀測運輸局，實現線路的安全運行。一般情況下，在電力測繪系統設計中，其判斷指標分為以下幾點：第一，導電電路以及地面物體需要保持最小距離；第二，導電線路、自然以及人為建筑應該保持最小距離；第三，導電線路在大風條件下，也應該保持最下距離；第四，導電線路的較差跨越應該保持最小距離。通過這些標準的確定，可以實現機載激光雷達的快速運行，及時查詢出最準確的信息資源，為線路巡查技術的運用提供支持[5]。

2.2.4 數字電網建設運用

通過對數字電網建設狀況的分析，在三維模型設計中，由于技術的重要性，通過機載激光雷達系統的構建，可以清楚的查詢到輸電線路的運輸形式，而且可以建立良好的三維模型，人們在這種系統運行的背景下，可以通過機載激光雷達技術的運用，將地形進行處理，實現對電力工程測繪線路的技術確定，提高數據參數的使用價值，而且可以滿足現代電力工程測繪的基本需求。

3 機載激光雷達技術的前景展望

通過對機載激光雷達測量技術的分析可以發現，其技術形式相對成熟，通過與復雜技術以及算法的結合，可以實現數據資源的合理測量。機載激光雷達數據成果相對顯著，通過對數據資源的查詢，可以滿足電力工程測繪的基本需求。但是，在現階段電力工程測繪工程項目設計中，缺少獨立性的軟件資源，導致系統處理中仍然面臨一定問題。通過機載激光雷達技術的運用，可以充分挖掘數據資源在電力系統中的優勢，結合電力線路設計特點，形成良好的測繪形式，促進現代電力工程項目的穩定發展[6]。

4 結語

總而言之，在現階段電力工程測繪技術運用的過程中，通過機載激光雷達系統的構建，可以將電力測繪項目作為重點，結合測繪工作的基本內容，進行數據系統的建設，為電力工程項目設計的完善提供參考。通常狀況下，在電力工程測繪中，應該通過電力優化選線方案的確定、精密測量、電力巡回系統以及數字電網建設方案的確定等，進行數據查詢技術的構建，以便實現電力工程項目構建的有效性，為電力工程測繪工作的效率提升提供支持。

參考文獻

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[3]蘇宗峰，陳根，陸大治.測繪新技術在電力線路設計中的應用分析[J].低碳世界，2017，（29）：62-62.

[4]梁興，李虹，竇延娟.小型機載激光雷達技術在植被覆蓋區域輸電線路工程中的應用[J].中國新技術新產品，2017，（3）：12-14.

[5]張榮華，林昀.基于機載激光雷達的灘涂測繪關鍵技術研究[J].測繪工程，2015，（1）：33-35.

[6]劉會武，孫黎明.基于機載激光雷達系統的風電場地形測繪應用研究[J].工程技術：全文版，2016，（9）：267.