基于輸電線路GIS勘測設計系統的開發與應用

張燦

摘 要：隨著我國城市化建設進程的加快，社會經濟和電力網絡的發展也越來越迅速，在人們日益增長的物質文化需求下，輸電線路的質量高低直接決定著經濟建設的成敗。在輸電線路的規劃和設計中，路徑的選擇是一項非常重要的工作，必須具備高度的前瞻性，從而使得路徑能夠滿足社會經濟發展的方方面面。從目前的應用現狀來看，輸電電路的GIS勘測設計系統有著廣泛的應用，為電力網絡的布局與建設提供了有益的幫助，傳統的輸電線路勘測手段已經不能夠滿足社會建設的需求，因此，研究輸電線路GIS勘測系統的開發與設計更加凸顯出重要性。

關鍵詞：輸電線路;電力網絡;GIS;開發;應用

中圖分類號：TP315 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）19-0139-02

1 輸電線路GIS勘測系統的概念分析

輸電線路GIS勘測系統是一個綜合性程度比較高的系統，它將先進的計算機技術、地理信息系統技術、仿真技術、數字技術以及DOM技術綜合融入到一個平臺之中，該平臺從實際地理環境出發，結合輸電線路勘測設計的應用需求，開發和研究出輸電線路的應用模塊，并且結合變電站的布點位置以及各個電壓等級線路進行總體性的規劃，利用計算機集成技術來進行路徑的最優化選擇，從目前的應用實際情況來看，輸電線路GIS勘測系統具有較好的應用效果，可以解決傳統勘測系統中工作量大、周期長、勘測精度不高的問題，對于整個智能電網的建設有著非常大的幫助。

2 傳統勘測系統中存在的問題探析

在電力系統中，輸電線路所通過的地域跨度比較大，會面臨著各種各樣的地質環境，線路路徑的選擇以及桿塔位置的建設都和地理環境密切相關。從目前輸電線路的建設現狀來看，輸電線路工程的勘測設計一般都是以1：50000或者1：10000的比例尺來規劃輸電線路路徑，但是這種傳統的路徑選擇存在著非常大的問題。

首先，由于數據庫的陳舊，線路設計人員想要從數據庫中選擇合適的數據比較困難，進行線路的優化也就更加困難。再加上一些地形以及建筑物的反饋不及時，造成了基礎地理信息資料的空間表現能力較差。在傳統的勘測工作中，為了避免數據庫信息陳舊的不良影響，勘測工作人員往往會采用踏勘這種方式來彌補信息數據庫的不足，但是踏勘這種方式也存在著極大的局限性，現場踏勘往往只能夠看到局部的物體，不能夠從全局的角度來進行線路的規劃設計，再加上現場勘測過程中天氣以及環境的影響，踏勘工作人員往往會陷入到“視野局限性”的怪圈之中，那么就很難對整體的輸電線路進行規劃。

其次，勘測設計人員的設計深度優先，設計水平有待提高。在傳統的勘測設計工作中，工作人員往往會對一些比較特殊的位置進行測量和設計，而對于一般性的地區往往疏于管理，對于桿塔的建設、使用數量以及高度等方面通常是從自己的經驗出發，這就造成了勘測設計工作的深度嚴重不足，造成了大量人力物力的浪費。

最后，在終堪工作中野外工作的工作量非常大，采用傳統的勘測方式勢必會降低工作作業的效率，而且在勘測的過程中需要砍伐大量的樹木，且整個工作所耗費的時間比較長，成本也相對較高。隨著我國城市化進程的發展，變電站的位置選擇也更加體現出矛盾性的特點，經濟發展較好的地區往往對電量的需求十分巨大，而這些地區又恰恰是各種廠房、建筑物以及基礎設施建設密集的地方，因此，越接近負荷的中心，變電站的選址就顯得更加困難。在傳統的勘測工作中，輸電線路工程的勘測設計一般都是以1：50000或者1：10000的比例尺來規劃輸電線路路徑，在這種比例尺下的地圖中空間的表現能力不足，再加上視野的限制，勘測工作人員很難通過這些傳統的工具做出準確的規劃。

3 輸電線路GIS勘測設計的意義分析

隨著我國城市化進程的加快，土地的稀缺性顯得尤為突出，所以在輸電線路的選擇必須站在城市規劃的高度上進行，而且在路徑選擇的過程中還要避開重要的軍用設施、建筑設施、學校路段等，而且還要盡量不要跨越民房，那么傳統的1：50000或者1：10000的比例尺已經不能夠滿足規劃設計的需求，更無法滿足建設智能電網的要求，如果采用全數字攝影測量技術以及無人機航拍等新型的勘測手段進行勘測，雖然效果比較好，但是成本高昂，很難在220kv以及220kv以下的線路勘測中使用。因此，輸電線路GIS勘測設計就顯得尤為重要。

從目前的技術特點來看，分析算法的出現與應用以及大規模地形現實、三維GIS關鍵技術的突破使得GIS技術已經走入到了實踐應用階段中。隨著我國科學技術的飛速發展，國家地理信息系統得到了較好的完善，其技術也得到了提高與加強，尤其是在衛片影像分辨率以及地理信息航片等方面已經有了技術性的突破，就以目前江西省地理信息中心為例，地理信息衛片的影像分辨率可以達到1.0米，分辨率大大提升，為輸電線路路徑的規劃和建設提供了極大的幫助。

4 輸電線路GIS勘測設計系統的設計與應用

4.1 在線路初步設計中的應用

輸電線路GIS勘測設計系統可以使得輸電線路的選擇更加優化，它可以依托強大的地理數字信息資源平臺使得線路的設計基于比較可靠的數字化模型之上，在GIS勘測系統中，航片和衛片的視野是非常開闊的，而且還能夠從全局性的視角出發使得選擇的路線更加具有合理性和可靠性的特點，可以在較短的時間內找到最優路線，而且還能夠大大加快設計的進度，降低成本。除此之外，輸電線路GIS勘測系統還能夠對施工圖的深度進行優化設計，在設計過程中，可以利用系統中的DEM高程數據來實現多個線路走廊折面圖的自動生成，那么設計人員就可以根據自動生成的地點進行預排桿位，并且結合當地的環境地質特點綜合考慮，進而確定出最優的方案，隨后，勘測設計人員可以根據最終選定的路徑方案進行桿塔檔距的規劃與設計，可以在較短的時間內提升檔距利用的系數，使得投資的成本進一步壓縮。

4.2 設計施工圖中的應用

在施工圖的設計過程中，GIS勘測設計系統也起到了非常重要的作用，它可以幫助工作人員快速地確定出定線，準確地定出線路轉角點的坐標和角度，并且結合GPS進行線路的選線定位工作，利用GIS系統可以自動生成路徑的斷面圖，然后再進行預排桿位，通過系統來提取出預排的塔位坐標。這些工作完畢之后使用GPS來開展放樣以及復核工作，在這樣的工作流程下，可以顯著地提高他為定位放樣的效率，而且還可以實現不通視的放樣測量，這樣就可以減少對野外勘測中樹木的砍伐，大大提高了工作的效率，同時還減少了資源的浪費。此外，GIS勘測設計系統的建設與應用還可以大大地減少線路野外的勘測難度，在輸電線路的路徑設計以及鋪設過程中，不可避免地會出現大量的野外勘測工作，而且還會有著較大的地理環境跨度，使得野外勘測工作的難度大大提升，而GIS勘測設計系統的應用可以預先確定好預排桿位，可以在主要勘測活動發生之前對一些特殊的地段進行測量，尤其是對于一些地質環境復雜的地方，例如交叉地質跨越地段、補測桿塔基面等區域可以通過GIS勘測系統在較短的時間內完成準確的測量，而且對于一般地質環境下的斷面點可以使用GIS系統來提取相關的地理信息數據，可以極大地減少桿塔平斷面定位中斷面點的測量數量，使得后續工作中的難度以及工作量均大大減少，而且在野外的勘測活動中往往會砍伐大量的樹木，如果采用GIS系統進行勘測和測量不但能夠縮短時間提高工作效率，而且對于野外地理環境的保護也起到了積極的作用。

4.3 設計評審中的應用

在目前的輸電線路設計中，工程的設計評審往往會受到環境因素的限制，沒有辦法將工程現場環境中的相關因素充分考慮在內，那么最終的評審結果將不具備準確性的特點，如果應用GIS系統，那么就可以通過可視化的三維技術，將工程原本的環境展現在設計人員的眼前，設計人員就可以站在全局的高度進行設計，使得設計的深度不斷加深、設計的方案不斷優化，也進一步提升了設計與評審的效率與質量。

4.4 運行維護中的應用

在對輸電線路的維護過程中，GIS系統起到了不容忽視的作用，GIS系統通過輸電線路本體的建模，能夠為整個線路的運行維護提供一個逼真、真實的三維平臺，在這個平臺之中，工作人員可以在較短的時間內找到故障發生的位置，并且該系統還能夠為維修人員提供一定的故障分析判斷，這非常有利于維修人員在較短的時間內制定出有效的搶修方案，縮短了故障診斷的時間。

5 結語

隨著我國經濟社會的飛速發展，輸電線路的建設已經成為了當前智慧電網建設中的重頭戲，從傳統的的輸電線路規劃來看，常規的勘測方法存在著數據資料陳舊、數據采集困難、工作人員技術程度不高的問題，如果采用GIS勘測系統設計那么就可以極大地提升勘測的精度以及工作的效率。GIS勘測系統的應用是建立在當前先進的計算機技術以及數字化技術的基礎之上進行的，大量的實踐經驗證明該方法具有很強的經濟社會效益，在未來的發展中，GIS勘測系統必然將會有更加廣泛的應用，能夠為智能電網的建設提供較好的技術支持。

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