GIS在架空電力線路設計中的應用

楊鵬

（國網安徽省電力有限公司宣城供電公司，安徽 宣城 242000）

如今，眾多電力設計單位已將GIS引入電網建設工程的勘察設計中，實現了電網資源與地理信息的有機整合，有效彌補了傳統現場踏勘方式只能看到局部地物的缺陷，提高了電網建設工程勘察設計的工作效率，顯著提升了設計質量。因此，對GIS在架空電力線路設計中的應用進行探究符合勘察設計行業的發展趨勢。

一、GIS技術的概述

（一）GIS技術含義

GIS全稱為（Geographic Information System），指的是地理信息系統技術，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展的產物。GIS技術通過綜合運用屬性數據處理技術、空間分析技術、計算機技術、模型分析技術、空間處理技術等，通過準備數據——建立系統——分析空間和模型來形成包含資源環境、災害防治、區域規劃、管理決策等在內的信息，GIS技術不僅具有圖形管理功能和數據管理功能，并且還具有較強的空間表現力，當前已經被廣泛運用于電力、水利、土地、環境、軍事、管網、交通、農林、軍事等領域中。

（二）GIS技術的主要功能

在GIS系統中，主要具備數據管理系統的數據輸入、數據存儲、數據輸出等功能，為了盡可能滿足用戶的需求，需要GIS技術對數據開展運算、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，并給出詳細的數值范圍，并且GIS系統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、各類專題圖以及統計圖表等統一打印出來，除此之外，GIS系統還能夠借助數字地形模型，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據對地形進行分析

二、GIS在架空電力線路設計中的應用

（一）路徑選擇及優化

在架空電力線路的路徑選擇過程中把GIS應用和層次分析法結合起來，能夠更好的優化路徑方案，進而為多方案的對比和取舍提供客觀依據。在架空電力線路設計中，影響設計方案的因素包括法律、經濟、技術、環境等。采用層次分析法，能夠對各路徑方案進行定量分析，優化路徑方案。層次分析法是一種把定性分析與定量分析相結合的分析方式，不僅能夠主動響應設計人員在路徑選擇中的主觀因素，同時還能對客觀存在的外界因素進行分析處理。把層次分析法應用在實際設計中，首先需要把衛星影像與數字地理模型有效結合起來，得出多個備選方案；其次羅列出路徑方案評價的主要影響因素，包括路徑長度、曲折系數、交通情況、重要交叉穿越、走廊清理難度等；再在對比分析前選擇必要的影響因素，對于系統數據庫中缺失的因素，則需要進行詳細深入的現場調查，將實地調查結果和數據錄入至分析系統以進一步處理。借助數字高程模型，能夠對架空電力線路的三維長度進行計算；再建立評價矩陣，即可確定各影響因素的權重，進行合理分配，并反復驗證、調整；最后，通過系統分析得出評價結果，確定各個備選方案中的最優方案。由此可見，在架空電力線路設計中靈活運用層次分析法，能夠對影響路徑選擇的眾多影響因素進行全面的定性、定量評估，保證路徑方案結論客觀、可靠。

（二）輔助桿塔、基礎設計

有些架空電力線路的現場地形條件十分惡劣，現場勘查無法到位，設計人員只能根據經驗進行估算，這就會造成桿塔和基礎設計不經濟或者技術方面出現偏差。另外，在終勘定位過程中，當測量人員在對塔基勘測點進行測量時，測量范圍一般都局限在鐵塔根開范圍內，對于周邊的地形突變點容易忽略。在室內設計過程中難以發現此類問題，這些數據缺失就會造成測量誤差，影響線路設計的準確性和安全性。

GIS采用的地理影像精度較高，因此可以模擬生成線路走廊的地形地貌，為設計人員提供直觀、清晰的現場還原。另外，在實際應用時可以查詢塔基勘測點周邊所有點位的高程數據，并根據需要進行斷面剖切，獲得結構設計人員想要收集的地形數據，為高低腿桿塔和不等高基礎的配置提供便利條件。通過模擬計算，還可以反向驗證測量成果是否準確，查漏補缺，修正測量誤差。

（三）負荷預測

負荷預測是電網規劃的基礎，其從已知的電力系統、經濟、社會、氣象等情況出發，通過對數據的分析，可預先估計和推測負荷發展，對確定規劃規模、具體項目、規劃質量起關鍵作用。

通過GIS系統，可得出饋線的分布位置、負載情況、配電變壓器的容量值以及饋線電流值等數據。根據饋線電流值即可計算出該饋線所帶的負荷值，將其進行一定權重或平均分配到每一臺配電變壓量，則根據250米/臺的供電半徑進行計算，即可得到整個區域的負荷密度值分布情況。GIS系統還可根據變壓器所處位置和從SCADA 系統得到的主變負載情況，計算出分區分壓容載比。

（四）真實地還原三維地形地貌

通過電力線路設計平臺能夠實現海量DOM、DEM和一定數據的疊加，無極縮放以及大區域的無縫漫游，通過分屏開展二維和三維聯動操作，從而直觀地展示真實三維地形地貌。在三維地形基礎上，電力線路設計平臺可以模擬電力線路的走向和塔位，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設計人員優化調整線路，最大程度提高電力線路設計的效率和精度。

結束語：

綜上所述，將GIS技術運用于電力線路設計中，提高了電力線路設計的科學性、便捷性，并且充分滿足了現代電力規劃的要求，但是當前GIS技術在電力線路設計中的進一步深化應用，還有待加大對該技術的進一步研究挖掘，從而更好地發揮其在電力線路設計中應用。