數(shù)字地球及其在電力勘測設(shè)計中的應(yīng)用

潘文斌 國網(wǎng)福建省電力有限公司永春縣供電公司

隨著電網(wǎng)企業(yè)對電力工程設(shè)計精度和設(shè)計深度的要求不斷提高，如何提升電力設(shè)計工作的效率，特別是提升前期勘察設(shè)計工作的效率，成為電力設(shè)計人員需要思考的重要研究點，對電力設(shè)計企業(yè)提高競爭力有重要作用。

一、設(shè)備（資產(chǎn)）運維精益管理系統(tǒng)

地理信息系統(tǒng)（GIS）是以地理空間數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，為研究和決策服務(wù)的技術(shù)系統(tǒng)。在電力系統(tǒng)中，GIS系統(tǒng)的應(yīng)用已經(jīng)比較成熟。地理信息結(jié)合電網(wǎng)數(shù)據(jù)構(gòu)成了電力信息系統(tǒng)，目前一個重要的應(yīng)用是設(shè)備（資產(chǎn)）運維精益管理系統(tǒng)，已經(jīng)在電網(wǎng)運維中承擔了非常重要的輔助決策作用。在電力勘察設(shè)計中，設(shè)備（資產(chǎn)）運維精益管理系統(tǒng)也是一個非常重要的輔助工具。

（一）設(shè)備（資產(chǎn)）運維精益管理系統(tǒng)的在勘察設(shè)計應(yīng)用中的主要功能

設(shè)備（資產(chǎn)）運維精益管理系統(tǒng)以地理空間數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，包含所有電網(wǎng)工程數(shù)據(jù)，構(gòu)建了全面完整的輸配網(wǎng)數(shù)據(jù)庫，系統(tǒng)上的電網(wǎng)數(shù)據(jù)會隨著電網(wǎng)建設(shè)改造進度更新。在具體項目上，當項目建設(shè)完工關(guān)閉后，運維部門將在系統(tǒng)上同步完成信息更新維護。在地理總圖上可以直接顯示輸配電線路信息，通過設(shè)備查詢可以迅速定位，查看相關(guān)設(shè)備信息。

通過對地理總圖上直觀的電網(wǎng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行分析，可以在設(shè)計前期工作對勘察方案做有針對性的準備，有利于提高勘察效率，減少設(shè)計工期。

（二）設(shè)備（資產(chǎn)）運維精益管理系統(tǒng)在勘察設(shè)計應(yīng)用中的不足

設(shè)備（資產(chǎn)）運維精益管理系統(tǒng)上的電網(wǎng)數(shù)據(jù)全面細致完備對設(shè)計工作需求既是優(yōu)點，也是缺點。由于電網(wǎng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息更新維護與現(xiàn)狀存在一定的滯后，無法直接作為設(shè)計所需的支撐數(shù)據(jù)。其次，地理信息系統(tǒng)（GIS）的所載錄的地理空間數(shù)據(jù)相對簡略，精度不能滿足勘察設(shè)計的需要。

因此，在設(shè)計工作中，通常需要引入另一種數(shù)字地球技術(shù)作為補充。

二、數(shù)字地球技術(shù)

數(shù)字地球技術(shù)是可以搭載大量地理數(shù)據(jù)、大分辨率的三維地球。今天數(shù)字地球在一些領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)取得了非常好的成果，比較典型的是谷歌地球，谷歌地球（Google Earth）是美國谷歌公司在2005年推出的數(shù)字化地球平臺，通過對衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)的操作實現(xiàn)應(yīng)用，谷歌地球的數(shù)據(jù)信息來源結(jié)合了衛(wèi)星影像和航拍數(shù)據(jù)。

（一）數(shù)字地球三維模型精度

衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)是由一個個像素點組成的，像素點如果越多，辨認照片的細節(jié)尺寸也就越少，一般影像點上的像素點密度用線/每mm表示，影像上的線條越多，影像質(zhì)量就越高。一般照片上可以識別目標的最小尺寸是地面分辨率的5倍到10倍，也就是1.5米到3米。

根據(jù)影像的不同來源，可以將數(shù)字地球影像數(shù)據(jù)分為兩類，高清影像與非高清影像，一般高清影像分辨率是0.61米帶2.5米之間，而非高清影像分辨率在30米到500米之間。雖然數(shù)字地球在不同地區(qū)有不同的覆蓋衛(wèi)星，但其所建立的三維地面模型基礎(chǔ)數(shù)據(jù)都是相同的，換言之數(shù)字地球地面模型精度不會因為影像清晰度受到影響[1]。所以，即便沒有高清影像也不會影響到模型的精度，甚至在一定程度還有利于對目標的識別，確保數(shù)字地球三維地面模型精度的準確性與科學(xué)性。根據(jù)相關(guān)研究，數(shù)字地球的三維地面模型其在平原和丘陵地區(qū)的精度[2]，在電力工程勘測設(shè)計的過程中的投標與方案的比較選擇上有極大的應(yīng)用價值。在高山地區(qū)應(yīng)用數(shù)字地球的三維地面模型，要對地區(qū)高程模型情況進行全方面考慮，在使用上要非常謹慎。在一些地形地貌比較特殊的地區(qū)，數(shù)字地球技術(shù)的精確度將大幅下降，不具備參考價值。

（二）GPS、GIS、與遙感技術(shù)

GPS、GIS、遙感技術(shù)是數(shù)字地球基本組成，已經(jīng)在電力勘察設(shè)計中得到廣泛的應(yīng)用。首先GPS技術(shù)為工程設(shè)計提供了空間基礎(chǔ)標準，通過建立基本大地控制網(wǎng)，適時更新電力勘測中所要采取的地理數(shù)據(jù)和空間地理信息，可以有效減少了自然災(zāi)害和人為受阻等不利因素，應(yīng)用GPS技術(shù)提升電力勘測設(shè)計控制測量的精確度，可以極大提高電力勘測工程的設(shè)計精度和設(shè)計深度。其次，應(yīng)用GIS信息系統(tǒng)極大地方便了電力路線規(guī)劃與路徑選擇，將GIS技術(shù)與相關(guān)數(shù)據(jù)進行融合，對于利用圖形空間數(shù)據(jù)有積極作用。第三，應(yīng)用DIS操作模式與GIS結(jié)構(gòu)，可以提升大數(shù)據(jù)儲存、分析查詢信息、繪制專題地圖的效率，最大限度的發(fā)揮出GIS信息系統(tǒng)在電力勘測中的作用。通過在電力勘測中應(yīng)用遙感技術(shù)，可以有效減少電力勘測工作中環(huán)境因素造成的影響，有效提升地圖繪制的質(zhì)量和速度，增強圖像的清晰度和分辨率，利用遙感圖像反饋的信息可以精確判斷電力工程的地形、地質(zhì)、地貌情況，這對提升電力勘測工程的效率有重要意義。

三、數(shù)字地球在輸配電線路勘測設(shè)計中的應(yīng)用

電力工程中的輸電線路項目設(shè)計工作中，可以利用數(shù)字地球技術(shù)優(yōu)化線路路徑方案，在前期可行性研究階段就避讓易受阻區(qū)域，確保線路路徑方案有可行性，減少輸配電線路項目施工受阻風險。利用數(shù)字地球技術(shù)開展前期方案制定，優(yōu)化勘察路徑，勘測周期以內(nèi)設(shè)計測量控制網(wǎng)，優(yōu)化網(wǎng)型設(shè)計以及點位的選擇[3]。可以提升勘測工作的工效。

利用數(shù)字地球技術(shù)建立三維地面高程模型剖切斷面，對方案的選擇、比較有重要作用。輸電線路線勘測結(jié)束后，將數(shù)據(jù)錄入數(shù)字地球應(yīng)用軟件，轉(zhuǎn)換塔位坐標，再利用三維地面高程模型進行展繪，觀察并糾正邊線點、危險點、風偏等要點，確保危險點校正的完全性，輸電線路沿線也沒有漏測。根據(jù)工程建設(shè)的需要，對數(shù)字地球量取的數(shù)據(jù)進行檢查，并檢測塔位，確保桿塔所定位位置的精確性與高效性。

四、結(jié)束語

在電力勘測設(shè)計中數(shù)字地球技術(shù)的應(yīng)用越來越深入，并且取得了良好的實踐效果，有效的提高了電力勘察設(shè)計的效率和設(shè)計深度，對電力工程勘測設(shè)計模式的轉(zhuǎn)變產(chǎn)生了巨大影響。