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采用无人机对电力工程进行测量
2019-03-12分类:输电管理 / 架空输电线路来源:电子发烧友网阅读数:( )

  随着近些年技术水平的快速提升,电力工程测量也摆脱了传统测量技术的束缚,不断应用全新的、现代化的测量技术来进行,其中最为重要的一种就是无人机航摄测量技术。通过无人机航摄测量技术的数字化电力线路勘测方式能够使得电力工程测量更加的简单明了,能够有效降低拍摄测量成本,同时具有风险小、速度快、受环境影响小等优势,具有非常好的应用前景。

  一般情况下大型的输电线路都是跨区域、距离较长的工程,要求测量的准确度较高,并且测量工作量较大,传统的测量方式已经无法满足不断发展的电力工程要求。随着信息技术、计算机技术以及无人机技术等的提升,无人机航空摄影测量在电力工程测量方面的应用成为了可能,此种技术能够有效提升测量的精度(一般能够达到1:2000的技术规范)。一般情况下无人机航空测绘系统主要包括两部分,分别为传感器(主要是数码摄像机)以及遥感平台。

  相对于传统测量技术来说,无人机航摄测量技术主要就是在低空情况下进行拍摄,这样能够得到清晰度更高的数码影响。然后将所拍影像通过数字摄影测量网格实施必要的影像处理,最后将其制作成为数字地图。此种测量方式具有快速、便捷、准确等方面的特点,能够有效克服传统测量技术中地图比例不够准确、测量时间较长等问题。

采用无人机对电力工程进行测量

  一般情况下,无人机航摄测量在具体应用过程中可以分为三个阶段来进行,分别为:摄影计划规划、建立起测区调控控制网、后期的内页数据加密处理等等。

  为了能够确保得到更加真实准确的测量数据以及影响,在通过无人机航摄实施输配电线路测量过程之前需要对所要测量的区域情况、无人机测量过程中的起降位置等情况进行仔细的设计规划,这样才能够确保测量顺利完成。航带规划设计。从目前情况来看,无人机的每次飞行时间有限(大多在1h以内),所以在进行航摄时一定要对时间进行有效控制(应控制在50min之内),避免因为无人机缺少动力而损毁。特别要注意的是,在进行距离较长、面积较大的目标进行拍摄时更是要做好航带的规划设计,可以通过多个架次组合的方式来来完成整体目标的拍摄。通过多架飞机根据规划相继进行降落和补给能够完整地得到目标输配电线路的相应数据信息。

  测区范围规划。进行测量区域整个线路的规划设计是确保得到输配电线路完整、准确数据的前提和基础。在具体规划过程中可以将所要测量的输配电线路作为两边等宽的长条带状目标来看待,并且要确保四个角处在标准范围之内,只有这样才能够确保无人机可以对其进行测量。然后要根据无人机具体的飞行距离、飞行时间以及飞行速度等参数确定出航拍的频率和顺序。对于那些曲率相对较多的线路来说,可以将其划分成为多个航带来进行分别测量。

  建立起测区调控控制网。测区控制网建设。之所以要进行测区控制网的建立,主要目的在于确保无人机所在航摄过程中能够更加精准的得到目标图像的位置以及坐标,同时能够便于后期对于图像的制作以及处理。在进行测量控制网建设过程中一定要根据实际情况来进行,要充分参照输配电线路的长短来进行。同时要确保所设置的GPS控制点能够较均匀的分布,以此来建立起相应的坐标系。测区现场调控布置。在进行输配电线路全线测量过程中,一定要确保无人机拍摄到的图像具有较小的畸变,不能存在相关瑕疵。所以一定要保证设置的控制点具体位置能够得到非常清晰的图像,同时可以非常简单明了的判定立体测量方位情况,并且在进行外部控制点布设时需要确保均匀性。只有这样才能够确保通过无人机航摄所得到的图像以及数据的准确性和可靠性。

  无人机航摄影像数据处理。影像比例纠正。无人机所配备的相机坐标和所得影像的坐标是有差异的,所以为了确保所得影像数据的准确性需要对影像实施畸变差纠正。在进行畸变差纠正过程中所用参数主要有:主点坐标、对称畸变参数、非对称畸变参数、CCD非正方形比例系数以及CCD非正交性畸变系数。空中三角测量。所谓的空中三角测量也可以称之为空中拍摄航测系统,主要就是通过测区当中较少的空间坐标地面控制点,利用区域网平差计算的方式来获取加密点的物方空间坐标以及影像的外方位元素。通过有效的空中三角测量能够有效提升测区内部加密点分布的均匀性以及加密精度的可靠性,同时能够使得航带间的转点更加密集。通过平差计算之后整个系统可以自行形成无人机所拍摄影像的加密点坐标以及外方位元素文件。

  DEM数据匹配。文档对象模型(DOM)的实现主要是利用形成的测区地表数字高程模型(DEM)对于影像实施正射投影而形成的。从现阶段来看,绝大多数电力工程测量机构都采取的是Pixel Grid软件自行生成多模型、多重叠的DEM栅格数据,以此来实现数据的匹配以及数据采集等相应操作,从而确保像方DEM点能够非常准确的切准地面。为了能够最大程度上确保所得影像的完整性和准确性,需要生成整个测量区域的像片正射影像。

  无人机航摄测量在电力工程测量中的应用案例介绍。随着无人机技术的快速发展以及其普及程度的加快,无人机技术的应用领域不断扩展,在电力方面同样得到了广泛的应用,特别是在线路巡查、重大自然灾害电力救援等方面无人机得到了非常有效的应用。无人机在电力工程中应用最为重要的一方面就是配套电力工程的全周期设计方面,无人机能够最大程度上发挥效用,取得最为明显的效果,能够节约大量的人力和资金投入,同时可以最大程度上缩短工期。

  例如某输电线路处在高原地区,通过无人机对其进行航摄测量能够得到7航带、3200景0.04m分辨率影像数据,在经过内业空三加密处理之后可以建立起三维大场景线路选线航测平台。在此平台建立之后,相关专业的工作人员就可以借用专业的立体眼镜来得到较为真实的航测环境,可以通过数字化的形式在此环境中非常便捷、非常有序的实施线路方案设定、线路路径优化等不同环节的输电线路设计。

  完成了输电线路的设计之后,航测工作人员可以在无人机立体像对上进行更加精确的线路地形断面测量,从而得到整条线路范围之内更加精准的地形断面信息(可以达到亚米级),在此基础上能够进一步分析设定路径的可行性和排杆立塔的科学性。除此之外,相关人员可以通过无人机所拍摄的影像资料建立起航摄测量的附加产品,例如三维大场景路径漫游模型、全彩色路径正摄影像图等等,这样就可以在基础资料方面、设计全过程以及最终的成品质量等方面都能够实现数字化操作,使得测量工作得到全面提升。

  总的来说,通过无人机航摄测量技术进行电力工程测量具有非常大的优势,能够在节约人力物力投入的基础上得到更加真实、更加准确的影像资料,同时可以将所得影像资料应用到不同的领域,推动其他方面的发展。本文主要阐述了无人机航摄测量技术在电力工程测量方面的应用,可以对无人机技术的应用提供一定参考以及帮助。

(来源:电子发烧友网)

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