孙文浩 张晓莹
国网山东省电力公司济南市历城区供电公司??250100
摘要：随着现代电网建设的加快，稳定、可靠、高效、智能的电力系统将成为未来的发展趋势。因此，根据智能输电质量的要求，如何提高电网的管理水平成为当前思考的重点。随着现代信息技术的快速进步，三维可视化技术以其生动的场景和可视化的界面吸引了人们的关注，并被广泛应用于水文地质、智慧城市、交通监控等不同领域。随着我国电网业务的加速推进，三维可视化技术逐渐进入电力工作者的视野。通过三维可视化技术，可以将传统的输电线路设计、线路周围的景观、特定的地形和天气条件有效地连接起来，从而通过可视化界面完成对线路设计的影响，从而为电力设计人员提供准确的信息。本文主要分析了输电线路三维可视化在线监测系统的设计与实现。
关键词：三维GIS技术；输电线路；状态监测；应用
引言
地理信息系统技术的有效应用为人们提供了一个三维空间，尤其是现代计算机技术和云计算技术的发展，为地理信息系统技术提供了一条全新的途径。应用于输电线路检测，不仅可以模拟输电线路全貌，为输电线路状态监测创造有利条件，还可以实现对输电线路的全方位检修和维护，保证其运行质量。
1、输电线路初期设计
输电线路施工过程主要包括初始阶段和施工阶段的设计。首先，初步设计根据实地调查数据和实际情况分析和优化了该地区的线路选择和输电线路规划方案。输电线路的选择对初始设计极为重要，只有选择最佳线路，才能保证项目质量、运营稳定性和建设投资。目前阶段的初步设计是根据地形图选择线，并在进行实地调查、制图、计算等之前确定路线。虽然这种方法可行，但实际工作中仍存在不足之处:(1)由于区域地形图的长度，无法及时更新内容，施工期间无法正确反映区域地形和水文，地图和实际工作中存在误差②地形图是按区域特征缩小比例绘制的，地形图对范围影响较小，可读内容有限，尤其是等高线、高程、距离等信息。很难得到和判断。③辅助运输路线设计时，信息如地形、横断面等。不能直接从地图上得到，不能保证塔的定位质量在以前的设计中，需要从立体模型中获取线路图，然后使用CAD绘图软件对塔进行分类校准，其缺点是航空摄影复盖面小，成本高，不利于最初的设计。
2、输电线路初期设计中应用三维GIS技术
我们的地理信息系统起步较晚，但发展迅速，现阶段广泛应用于各个领域。目前，三维地理信息系统仍在开发和改进之中，其中最具代表性的是三维数字地球技术(Skyline)，该技术应用于可视化线路选择和规划，并通过三维数字显示技术提供场景在实际工作中，选择线周围地形的地貌特征通过三维可视化显示具体图像，主要有三种软件。第一个是TerraBuilder，主要是组织和汇总大量遥感图像、高程和矢量数据，以创建更精确的三维模型地形数据库。第二，TerraExplorer是一种桌面应用程序，使用户不仅可以浏览和分析空间数据，还可以编辑空间数据、添加三维对象、路径、场地和地理信息、分析数据以及使用三维模型原理创建视觉三维场景。连接至由TerraExplorer和TerraBuilder共同建立的测量资料库，并直接导览至网路上的GIS图层以支援查询、导览和测量3d场景。第三，TerraGate发布地形数据库服务器并以三维方式显示地形，它设置允许用户通过网络访问地形数据库的权限。与主功能协调，最终生成三维图像，并使用系统的主功能系统进行显示。三个软件可以共同制作三维图像，最终为输电线路的初步设计提供参考，完成辅助输电线路的设计。
3、三维数字化技术的关键设计
3.1协同设计
该数据平台主要供设计人员使用，设计人员可以在同一个系统平台上进行交互，实时连接不同专业的成果，保持各个专业的流畅设计，实时交换铁塔模型的信息，确保最终设计数据的一致性，并取得成果，最大程度避免设计差错以及各专业配合疏漏问题，提高设计人员的工作效率。
3.2一体化选线排位设计
在设计过程中，根据基本地理信息数据，三维视图以数字形式表示，数据包括输电线路铁塔、基本模型和金链模型、通道、交叉口以及两端变电站之间的间距布局等，以形成三维模型与此同时，气象水文、地质条件、地震和污染区划分等专题数据被纳入该系统，并与政府意见(如线路设计中的路径协议)结合起来，以便线路的路径能够 应比较多个解决方案，优化路径选择，为下一个现场放置提供技术参考，并确保设计图纸的有效性。
3.3线路通道清理设计
作为输电线路设计的一部分，有必要对输电线路的接入进行三维数字化设计，包括拆除房屋、砍伐树木等许多方面。首先，必须测量线路走廊的范围，记录木材和房屋分布情况，然后使用数字系统处理高度、面积、木材类型、高度等信息。，结合传输线的方向，遵循房屋拆迁原则，准确判断传输线通道的清理情况，导出相应的图纸。
3.4电气间隙空间校验设计
同样，使用三维数字地形模型和三维铁塔模型，驾驶员可以在休息、振荡风、高温或结冰时自动检查电动间隙，这比以前的二维检查、跳线中的铁塔间隙检查、地面距离和及重要交叉跨越距离的控制，实现了自动判断以及自动校验，让工程图纸更加准确。
3.5三维数字化工程设计成果的移交
在传输数字设计结果时，主要目的是评估设计单位对数字系统和数据的管理情况，以确保能够将完整准确的数据传输到业主的平台。地理数据、工程模型和数据应包括在结果传输中。此外，这些结果的传送与电子传送不同。作为地理信息集成、设计信息等数据。，需要进行在线工程的计算机化管理和数字管理，以满足网络上对大量数据的需求，使业主能够对整个工程周期进行数字管理，有效提高项目管理水平。
3.6监测雷电
根据要监视的输电线路，一系列参数化数据，例如走廊半径、结束开始时间等。，输入该系统以获取闪电数据，基线数据，如地形条件、地理环境、线区域的自然地理特征，用作获取每个区域闪电强度统计数据的基线数据。
3.7风偏检测
GIS 3d技术还可以检查空气偏转情况，可以检查柱头之间空间的空气偏转情况，得出空气偏转结论。首先利用GIS系统定位某一区域的输电线路，然后利用监测系统检测线路的闪烁和电弧舞蹈，观测到的空气偏差数据由GPRS传输到中央监测系统，出现问题时，整个系统传送报警信号和信息，为故障处理提供依据。
3.8输电线路在线监测的三维可视化显示
在这一阶段，三维地理信息系统技术已充分建立了对输电线路的在线监测和适当获取相关地理数据的能力。但是，由于三维视觉管理尚待研究和发展，目前的功能仅限于简单的视觉现实，并未反映数据平台的独特优势。为了更好地提供服务，必须及时更新输电线路在线监测系统，以便最大限度地整合监测数据和地理信息系统数据，从而取得视觉效果。
3.9海量数据存储
流动检查中搭载的激光雷达产生的海量激光点云、高清视频和照片等数据目前主要存储在大容量移动硬盘上。在需要查找、使用和分析历史数据时，必须手动搜索这些数据以找到所需数据。数据管理模式仍然是传统文档管理模式。一旦移动存储介质损坏数据，将难以恢复检测结果，检测结果将丢失。数据安全风险非常大。很难满足数字化和信息管理的实际需要。
结束语
三维地理信息系统技术为监测输电线路的状况提供了更好的发展方向，从而能够监测输电线路的状况，动态跟踪输电线路，提高输电线路的效率，确保及早发现问题，提高监测效率，确保了输电线路的安全。
参考文献：
[1]史方舟.三维GIS输电线路管理系统的研究与应用[D].东北师范大学，2020.
[2]康来，瞿师，杨冰，等.大规模GIS数据三维可视化系统设计与实现[J].系统仿真学报，2019（S1）：166-169.
[3]阮峻，陶雄俊，韦新科，等．基于固定翼无人机激光雷达点云数据的输电线路三维建模与树障分析［J］．南方能源建设．2019，6(1)，114－118．
[4]刘军．基于激光点云数据的输电线路安全检测分析研究［J］．电力大数据，2018，21(7)，36－38．
[5]陆馨．基于物联网的输电线路检测方案［J］．电力电子技术，2012，46(4):24－25，37．