王伟
贵州电网有限责任公司电网规划研究中心 贵州省贵阳市 550000
摘要：在电力工程测绘项目中，各种智能化、高科技的测绘技术和仪器不断地被开发和应用到测绘过程，促进了电力工程测绘的创新发展。其中，机载激光雷达技术以其数字化管理、精准化测绘以及立体化显示等优点，能够更好地适用于电力工程测绘特别是电网系统工程的测绘项目，为电力工程的建设以及后续电网工程的长效运营提供重要的数据支撑，从而保障电力企业的可持续发展。基于此，本篇文章对机载激光雷达技术在电力工程测绘中的应用进行研究，以供参考。
关键词：机载激光雷达技术；电力工程测绘；应用
引言
在现代社会发展过程中，人们基本生活已经获得了有效的保障，所以，社会对工程要求愈发严格了，这就表示对工程测绘技术要求也变得更加严格了。因为传统测绘技术已经不能够满足人们的基本要求，所以，激光雷达测绘技术出现了，并且得到了社会各界人士的关注。该种测绘技术在工程测绘中的有效运用，不仅可以节省测绘工作时间，还可以增加测绘结果的准确性，提升测绘工作效率与质量，降低人工劳动量，推动工程测绘发展与进步。
1机载激光雷达技术
激光雷达技术是近十几年发展起来的一种新的空间信息采集技术，通过发射高频率激光脉冲，对目标地物进行扫描，获取海量点云数据。这些数据不仅包含目标物体的三维信息，还包含几何结构、弱纹理和语义信息。激光雷达系统在功能上整合了激光雷达技术、全球定位系统（GPS）和惯性导航系统（INS），通过搭载于不同的遥感平台，实现了高精度地形地貌数据的快速采集。其拥有以下几个特点：①数据精度高，目前激光雷达可获得毫米甚至微米级别的探测。②数据量大。激光雷达每秒可以获取数十万个点云数据，这为后期对目标地物进行还原和建模提供了大量可靠的数据资源。③不受天气、太阳高度角、地形等自然条件影响，支持全天候作业。④激光雷达不受电磁波的干扰，因此在低空、超低空的条件下仍可获得清晰的影像。激光雷达系统根据搭载平台的不同可分为星载、机载、车载和地面4类，其中机载激光雷达受天气影响小，扫描角度灵活，应用最为广泛，目前已有70余种机载激光雷达系统投入市场，如瑞士Leica公司研发的ALS60、加拿大Optech公司的ALTM、奥地利IGI公司的RIGEL等。
2机载激光雷达运用原则
机载激光扫描数据采集应结合具体电力线路特点与项目要求，选择合适的航空激光扫描系统，进行合理的航线设计，布设满足精度要求的控制点，以获取更加准确、更加逼近真实地表的数据。为保证获取的激光点云数据的精度、密度与完整度，进行电力工程机载激光扫描数据采集主要遵循以下原则:①为保证激光点云密度和影像精度符合要求，应根据激光扫描仪以及相机的技术指标，选择合理的飞行高度;②机载三维激光扫描数据采集的范围应完全覆盖各路线走廊，并不少于路线方案两侧各300m;③相邻地面GNSS基站之间间隔最远不超过30km，起点和终点地面基站离线位起点和终点不大于25km，且至少需架设2个地面基站，以避免一个地面基站出现问题而发生数据失效的情况。
3机载激光雷达技术在电力工程测绘中的应用
3.1在电力线路优化设计方面的应用
在电力企业的电网建设工程中，电力线路的选择不仅关系到工程建设的铺设成本和耗材使用等经济效益，还涉及到线路周边环境对工程施工以及线路维护等造成的影响，因而需要结合诸多因素进行综合考察，确定最优化的电力选线方案，才能够实现电力供应和经济效益的共赢。
机载激光雷达技术在线路设计上的应用，主要体现在以下几个方面：第一，进行线路规划以及电网立杆点的选择，通过激光技术进行整个线路的距离测绘，并结合相关参数进细致地分析，从而对立杆点位和线路设计的经济性和可靠性进行计算和分析。通过立体场景的模拟，还可以从不同的视角对线路的周边环境进行审查，尽可能地减少环境因素对线路规划与使用带来的不利影响。第二，进行线路沿线树木砍伐的面积测算。在电力工程线路铺设过程中，不可避免地需要砍伐沿线的树木，而通过对面积进行精准测算，可以将工程施工对自然环境的影响降至最低。第三，进行沿线房屋拆迁的测绘和费用测算。通过机载激光雷达技术，不仅可以探测出线路沿线需要拆迁的房屋数量，还能够测绘出房屋内部的结构、层数、占地面积等与拆迁费用息息相关的情况，并通过三维影像进行展示，再结合相关数据处理系统进行数据计算，可以基本估算出电力工程所需要准备的拆迁业务量和费用，从而为后续的施工和拆迁工程奠定良好的基础。
3.2在电力输电线路检查中的应用
在电力工程中除去对电路元件设施开展测绘工作以外，也必须要测量与规划内部电力传输与管道线路。因为工程环境相当复杂，存在着各种不安全性因素，如此就给传统线路测绘带来了很大的难度。在激光雷达测绘中借助机载雷达测绘扫描技术可以有效突破不利地理环境因素的影响。因为电路通常在建筑内部或是地底，因此在激光雷达测绘技术运用阶段，常规电力工程测绘借助直升机与无人机展开测量工作，发挥重要作用的就是雷达系统。雷达系统对传输过程中的电力线路加以勘测，防止测量出现偏移，继而影响到数据精准度，使飞行设备围绕电力传输和管道传输走向与线路从起点到终点飞行，就能够有效做好测绘工作。因为部分传输线路非常薄弱，需要挑选适合的激光强度，为确保收集效果需要严格根据电力强弱自动调整发射激光强度。另外，飞行设备飞行高速与速度同样会为数据采集带来影响，因此在分析计算机数据与构成模型中，应当把影响因素考虑在其中，而且需要使用一定的解决方案，借此得到优质的测绘数据。在详细的线路测绘工作中，还需要安装录像机与数码相机等，在测绘过程中检查与维护电力传输线路，促使检查与维护工作可以有机结合。因为线路测绘危险性较高，因此对其精细度的要求比较严苛，故而在进行线路测绘的过程中所使用的激光发射装置与雷达装置必须要不定期维护，防止由于设备问题而导致数据产生偏差，运用激光雷达测绘技术将电力网管布设的实用性提升。
3.3线路增容分析
传统高压输电线随着时间的推移，其输电量和输电距离都逐渐下降，而经济建设的不断发展对于电力的需求不断增加，这使导线增容改造成为必然趋势。在不更换原有导线的情况下进行增容，会使线路温度增加，受载荷影响弧垂增大，导致输电线路与走廊内地物距离减小，同时随着其电压增加，安全距离也随之增大，这要求对增容后的导线进行安全评估，判断其是否能进行改造。利用激光点云可以模拟增容后导线模型，测量增大后的弧垂与地物的空间距离，对照更高电压的安全距离标准检查其距离是否符合要求。
结束语
目前，在电力等设计行业，测绘作为提供基础数据的专业，随着工程建设的数字化和信息化，对测绘专业提出新的要求。另一方面，测绘行业近年来软、硬件发展迅猛，为行业带来了许多颠覆性的新技术新装备，使得测绘数据产品变得多样化、直观化、精度高。两者相辅相成、相互促进。
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