无人机摄影测量技术应用于电力配网改造项目中的研究--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

无人机摄影测量技术应用于电力配网改造项目中的研究

发表时间：2020/8/11 来源：《基层建设》2020年第10期作者：程晓前

[导读] 摘要：近年来，无人驾驶飞行器技术的应用得到了极大的发展，无人驾驶飞行器以其低廉的价格和极大的便利性，获得了广泛的关注，成为摄影测量领域的研究热点。

        宁夏回族自治区电力设计院有限公司宁夏回族自治区银川市 750004
        摘要：近年来，无人驾驶飞行器技术的应用得到了极大的发展，无人驾驶飞行器以其低廉的价格和极大的便利性，获得了广泛的关注，成为摄影测量领域的研究热点。但无人机飞行姿态控制能力较弱，采用的数码相机精度较低、畸变较大，因此利用无人机所摄影像通过航测软件处理所得的精度是否满足要求仍存在疑问。为此，本文选取某10kV以下电力配网改造工程某段作为试验区，进行无人机低空摄影测量，利用实地台区塔杆人工检测点对比软件处理后的模型精度，分析和评估该技术在项目塔定位和布局方面应用的可行性和适用性。
        关键词：无人机；低空摄影测量；配网改造
        引言
        对于电力行业而言，电力配网改造能够确保电网的电力功能得到充分发挥，企业做好电网改造工作，能够有效地提高用户的电力使用水平，确保电力使用的质量。电力配网改造的目的在于能够更好的确保用户用电，节省电力配网方面的资金和材料，进一步促进我国电力事业的发展。电力企业在以往配电网的基础上开展相应的改造，从而实现电力配网自动化，使其能够满足当前社会发展的需要。然而，在电力配网改造中存在一些问题，这需要企业进行分析，从而提出有效的、合理的解决措施。
        1进行城乡电力配网工作的重要意义
        1）有效提高了居民用电质量在通过电力配网之后，原有的电力设施会得到有效的改善，这就增加了电力输送的速度，这样就有效降低了电力故障的发生，有效提高了电力维修工作的整体质量。电力配网改造工作的顺利开展，还使得我们国家居民用电变得更加方便，提高了我们国家居民用电的水平。2）减少了电力配网工作的资金城乡电力配网工作改造，能够对比较落后的电力配网进行改造，防止出现电力配网的重建现象，节约了电力配网共组所需要的资金，有效地解决了电力配网改造中的问题。这样就有效地实现了可持续发展理念。
        2无人机摄影测量技术应用于电力配网改造项目中的研究
        2.1电力配网改造的组织措施
        对于技术能力相对较为薄弱的企业单位而言，科学、合理的组织措施有利于保障其电力配网改造工作的顺利展开，同时对于提高电力配网系统改造工作效率，提升其安全性与可靠性意义重大。电力配网改造的组织措施包括以下3点：①优化电力配网改造的组织方式，切实明确各个部门及工作人员的工作责任和义务，进一步提升各部门相互之间的协调与配合能力；②建立健全对各部门及现场工作人员的考核与评价制度，重点提高其工作积极性与认真程度，有效加强配网工作管理，进一步降低工作事故问题对电力配网改造可能造成的不利影响；③积极加强对电力配网改造工作的实时监督与工作验收，发现问题及时解决，从而在保障电网配电改造工作质量的基础上，尽可能地提高其工作效率。
        2.2影像畸变纠正
        无人机配备非测量相机，其镜头通常具有明显的失真。但是，这次使用的镜头是一个固定焦距为20mm的非广角镜头。从式

、式

可知，所受影响在本次试验可控范围内，通过运用ALTIZURE或PXI4DMAP软件空三加密生成的三维图比较，对本次航测影响可忽略。但是，由于运输和飞机起飞、着陆过程中的颠簸和振动，摄像机的内部参数通常会有很大差异。为保证成图的精度，最好在工程项目开始施工及每架次起降前后各进行一次相机、云台校准，如果发生相机、云台磕碰等意外情况应立即通过DJIGO3APP进行自检校正。
        2.3使用相应的避雷装置
        这里所需要的避雷器主要是金属氧化物避雷器，这种避雷器的保护性能比较好，也具有结构简单，体积小的重要特点。这种器材在我国已经得到了充分的使用，初期由于经验不足会发生一些事故，为国家造成了不同程度的损失。但是，随着经验的逐渐增加，其质量也有了显著的提高，使得金属氧化物避雷器开始健康的发展起来。在选择金属氧化物避雷器的过程中，要选择适应电网发展的种类，并对其进行科学有效的管理，以便能够保证电网的合理运行与发展。
        2.4电力配网改造中的管理措施
        在电力配网改造中，电力企业需制定科学的、合理的安全质量管理制度，并定期组织相关工作人员进行相关知识的学习与培训，加大对其道德素养的培训力度，并对管理人员进行管理技术训练，从而使得电力配网改造工作人员的整体素质得以提高，使其能够明确自身的岗位职责。同时，电力企业需成立专门的电力配网改造部门，将不断提高电力配网改造能力作为工作目标，进一步完善配网管理制度，强化配网工作各部门之间的联系，让各部门之间的工作有机的结合，进而使得电力各部门的工作能够有序进行，不断的提高电力配网改造的工作效率，提高电力企业的经济效益与社会效益，最终促进电力企业长远发展。
        2.5航高与镜头焦距的选择
        如果图像点的测量精度是1/K像素（K为像元），则立体图像和空间前方的交叉原理是已知的，平面精度mxy与高程精度mz分别可按式计算。

式中：DGS——图像的地面分辨率；b——图像基本长度；f——镜头焦距；b/f——基础高度比。从式可以看出，平面精度高于立体测量的地面点的高程精度，因此高程精度主要考虑在低空摄影方案的设计中。可以看出，DGS越小，图像点测量的精度越高，基础高度比越大，而且地面高度精度测量越高。与通常需要至少2000m的安全路线高度的有人驾驶飞机相比，无人机的路线高度可以控制在120m以下。但是，如果路线高度太低，图像基本长度将大大缩短，从而导致较低的基础高度比，并且地面上的图像覆盖范围将小得多。因此，有必要选择合理的路线高度，以实现DGS和基础高度比之间的最佳平衡。通常，DGS值是根据无人机摄影的目的确定的，式（2）用于计算地面高程精度是否满足项目中的应用要求，从而确定路线高度。理论上，焦距越小，地面高程精度越高，因X3FC350的镜头采用20mm定焦镜头，与常规的35mm镜头相比，能满足像源需求，飞行高度控制在80～120m，即可满足本次试验项目1∶1000的精度要求。
        2.6 合理的规划电力配网改造
        在整个配网自动化的建设中配网的规划工作至关重要。因此，电力企业需采取有效的措施进行预防，合理规划电力配网网络结构，从而满足用户的用电需求，满足高负荷的作业情况，降低电力配网改造的工作难度，让电力系统更好地为人们服务，并突破电网在许多地区的条件限制，降低事故的发生率。相关人员在对配网改造进行规划时，需结合现场的实际情况进行制定，进而确保高空网架结构建设的稳定与完善。同时，在选择相关产品的供应商时，应严格按照国家相关标准及相关产业标准进行选择，只有获取国家认证的合格产品，才可以投入使用。此外，因电网自动化所涉及的内容较多，电力企业需加大在这方面的资金投入力度，并对电网结构进行详细规划，从而对配网设备进行合理搭建，有效杜绝返工或重复工作的情况发生。
        结语
        从试验结果可知，无人机应用于低空摄影测量能达到1∶1000地形图测绘的精度，可以满足电力配网改造工程的施工技术要求。在合理规划路线、软件和摄像机参数的前提下，对于更复杂的地形项目，它还可以满足1∶1000的映射要求。无人机摄影测量快捷灵活，对于点多面广、需求线路长的项目来说，是一种很有效的解决方案。在用于测图时，应对电力配网改造项目中的测图，大疆“悟1V2.0”无人机所搭载的X3FC350相机无需进行内方位元素检定和畸变校正，便能满足杆塔定位需求。
        参考文献：（原文中引用的位置在哪里？）
        [1]李少龙.无人机摄影测量技术在输电线路工程中的应用研究[D].陕西：长安大学，2012.
        [2]朱强.多旋翼无人机航线优化及航测精度分析[D].河南：郑州大学，2016.