3S系統(tǒng)在電力線路中的應(yīng)用研究

1、    “3s”系統(tǒng)在電力線路中的應(yīng)用研究    廖元兵摘要：輸電線路的設(shè)計(jì)質(zhì)量對(duì)線路工程建設(shè)項(xiàng)目影響重大，直接關(guān)系到社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境以及電網(wǎng)的正常運(yùn)行。遙感技術(shù)（rs）、全球定位系統(tǒng)（gps）是常用的數(shù)據(jù)采集方法，地理信息系統(tǒng)（gis）則是在此基礎(chǔ)上建立起來的數(shù)據(jù)庫，“3s”系統(tǒng)就是以該模式為基礎(chǔ)，建立一個(gè)電力線路的應(yīng)用平臺(tái)，保證電力線路設(shè)計(jì)與勘測(cè)的正常進(jìn)行。關(guān)鍵詞：“3s”系統(tǒng)；輸電線路；線路工程1 引言隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)廣泛應(yīng)用和測(cè)繪科學(xué)的迅速發(fā)展，“3s”系統(tǒng)模式在電力線路系統(tǒng)中的地位顯得尤為重要?！?s”系統(tǒng)是全球定位系統(tǒng)（global posit

2、ioning system，gps ）、遙感（remote sensing，rs）和地理信息系統(tǒng)（geographic information system，gis）的簡稱?！?s”技術(shù)是建立數(shù)字地球、信息高速公路所需的高新技術(shù)，并在國內(nèi)外得到了充分的認(rèn)可。本文主要對(duì)其在電力線路設(shè)計(jì)與勘測(cè)中的應(yīng)用進(jìn)行探討。2 “3s”的應(yīng)用現(xiàn)狀在國外，“3s”技術(shù)在多個(gè)領(lǐng)域都得到了充分的發(fā)展。例如，遙感系統(tǒng)包括傳感器應(yīng)用方法，信息傳送方法，信息提取方法，信息提取設(shè)備以及信息應(yīng)用方法等，通過對(duì)不同信息類型的分類處理，結(jié)合測(cè)量和分析技術(shù)，并配合光學(xué)、電子學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)的重要成果，在環(huán)境、資源、氣象、防震抗震以及航

3、空遙感技術(shù)、通信技術(shù)等領(lǐng)域都得到了充分發(fā)展和應(yīng)用；全球定位系統(tǒng)技術(shù)在航天、衛(wèi)星、現(xiàn)代通信等方面都得到了充分應(yīng)用，并在環(huán)境、石油、測(cè)繪、交通、地質(zhì)等多個(gè)領(lǐng)域都取得了巨大的成功；地理信息系統(tǒng)主要依靠計(jì)算機(jī)空間系統(tǒng)，地理測(cè)繪系統(tǒng)，并結(jié)合空間數(shù)據(jù)庫模式、計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)、地理模型及多種數(shù)據(jù)分類、存儲(chǔ)、分析、處理、管理、以及輸送技術(shù)，形成一個(gè)完整信息運(yùn)作模型，地理信息系統(tǒng)主要應(yīng)用于市政建設(shè)、通信運(yùn)營、規(guī)劃設(shè)計(jì)、交通管理等多個(gè)方面。我國的“3s”系統(tǒng)應(yīng)用主要集中于民用和商用之中。例如，測(cè)繪部門利用全球定位系統(tǒng)做高級(jí)測(cè)試網(wǎng)，市政管理部門利用全球定位系統(tǒng)進(jìn)行地籍?dāng)?shù)據(jù)收集和整理，工程建設(shè)部門利用全球定位系統(tǒng)進(jìn)行工

4、程設(shè)計(jì)；我國的遙感技術(shù)應(yīng)用處于世界領(lǐng)先地位，集中應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)控、地質(zhì)勘測(cè)、城市遙感調(diào)查、城市用水取樣、海洋資源考古調(diào)查、土地資源測(cè)繪、城市規(guī)劃設(shè)計(jì)等領(lǐng)域；地理信息系統(tǒng)主要應(yīng)用于測(cè)繪、國土資源部門及各大、中城市的城市建設(shè)系統(tǒng)。例如，利用衛(wèi)星照片采集的地理信息進(jìn)行公路選線、隧道挖掘、土地資源調(diào)查、建立鐵路數(shù)字路基仿真系統(tǒng)等等1。3 “3s”系統(tǒng)在電力線路工程中應(yīng)用的意義3.1改善傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式利用遙感技術(shù)和全球定位系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，建立地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，通過建立集成應(yīng)用軟件平臺(tái)，根據(jù)所獲得的地理信息數(shù)據(jù)和傳統(tǒng)電力設(shè)備進(jìn)行電力線路的規(guī)劃、路徑選擇以及電力線路桿塔位的預(yù)排桿等2。這種方法在高電壓的線

5、路工程中能夠代替?zhèn)鹘y(tǒng)的航空攝像與工程檢測(cè)方法進(jìn)行合理勘測(cè)，不僅能夠降低勘測(cè)費(fèi)用，而且等極大地提高工程建設(shè)效率，縮短工期。在低電壓線路設(shè)計(jì)中應(yīng)用“3s”技術(shù)，改變?cè)诘貓D上進(jìn)行電力線路規(guī)劃，再采用工程測(cè)量的方法進(jìn)行定位、定線測(cè)量的勘測(cè)設(shè)計(jì)模式，可更好地進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。將“3s”技術(shù)應(yīng)用到電力線路工程中，實(shí)現(xiàn)工程設(shè)計(jì)勘測(cè)一體化，能夠在平斷面圖中實(shí)現(xiàn)對(duì)桿塔位的排列，極大地降低了返工率，不僅使工期時(shí)間縮短，而且還能夠減少工程投資，產(chǎn)生極大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)價(jià)值。3.2形成電網(wǎng)企業(yè)的信息化管理應(yīng)用“3s”技術(shù)，能夠有效地增強(qiáng)電力線路工程技術(shù)的數(shù)據(jù)收集能力，同時(shí)對(duì)建立全公司系統(tǒng)的電力信息數(shù)據(jù)，加快電網(wǎng)企業(yè)的信息

6、化建設(shè)提供重要的信息保證。3.3 提升決策的科學(xué)性利用“3s”技術(shù)在電力線路工程設(shè)計(jì)及勘測(cè)中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)指標(biāo)，在各電網(wǎng)公司中建立數(shù)字化電網(wǎng)，加強(qiáng)電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的科學(xué)性和維護(hù)合理性，并使其能夠在可視化的操作平臺(tái)下運(yùn)行，以提升電網(wǎng)公司決策的科學(xué)性。4 “3s ”系統(tǒng)在電力線路工程設(shè)計(jì)與勘測(cè)中應(yīng)用的重要環(huán)節(jié)4.1 獲取勘測(cè)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)信息利用“3s”技術(shù)進(jìn)行電力線路工程設(shè)計(jì)與勘測(cè)的主要流程如圖1所示。其中，利用遙感技術(shù)，能準(zhǔn)確實(shí)時(shí)地獲取實(shí)地狀況，豐富基礎(chǔ)地理信息資料，如主要地貌、鐵路公路、河流湖泊、城鎮(zhèn)鄉(xiāng)村等基礎(chǔ)信息，利用遙感技術(shù)獲得最新的衛(wèi)星圖片和高精度航空?qǐng)D片；利用遙感技術(shù)與實(shí)地勘察、文獻(xiàn)資料等相結(jié)合，

7、能及時(shí)獲取地質(zhì)災(zāi)害的相關(guān)信息，如洪澇災(zāi)害、泥石流、滑坡現(xiàn)象等；利用遙感技術(shù)能獲取有關(guān)定線的相關(guān)信息，如遙感地面控制點(diǎn)、變測(cè)試點(diǎn)、相鄰電力線路方向以及規(guī)劃區(qū)位置、軍事區(qū)位置、采礦區(qū)位置、桿塔位置、電力廠站位置等信息利用全球定位系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確快速地獲取所需定位信息。綜合利用相關(guān)信息不僅能夠及時(shí)規(guī)避電力線路的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，避開規(guī)劃區(qū)位置、軍事區(qū)位置、采礦區(qū)位置、桿塔位置、電力廠站位置等容易相互產(chǎn)生干擾的區(qū)域，使電力線路布置更加趨于合理，而且還能降低房屋拆遷的比率，縮短線路長度，降低工程建設(shè)的非必要消耗等。4.2 完善電力線路信息平臺(tái)電力線路信息平臺(tái)具有對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分段處理、分類分析、重點(diǎn)顯示、集中

8、輸出以及為實(shí)際應(yīng)用提供準(zhǔn)確決策的功能，并能構(gòu)建地形三維立體模型，建立電力線路走向的三維漫游和地圖查詢系統(tǒng)建立電力線路信息平臺(tái)。首先要掃描衛(wèi)星照片，現(xiàn)在的資源衛(wèi)星主要有美國的 landsat 系列、法國的spot系列、日本的 jers-1及我國的國土資源普查衛(wèi)星等；其次要輸入全球定位系統(tǒng)靜態(tài)、動(dòng)態(tài)三維數(shù)據(jù)及數(shù)字高程數(shù)據(jù)；然后輸入已有電力線路信息、與電力線路相關(guān)的其他信息，建立具體線路工程的信息應(yīng)用平臺(tái)3-4。在選取全球定位系統(tǒng)外控點(diǎn)時(shí)，應(yīng)在整個(gè)測(cè)區(qū)內(nèi)均勻布置外控點(diǎn)，同時(shí)要盡量保證全球定位系統(tǒng)布置于測(cè)控區(qū)的外圍，這樣不僅能夠較好地提高擬合的精度，同時(shí)也能夠加強(qiáng)高程擬合精度對(duì)勘測(cè)設(shè)計(jì)的精準(zhǔn)程度。4.

9、3 選取電力線路路徑和優(yōu)化設(shè)計(jì)利用電力線路信息平臺(tái)（地理信息系統(tǒng)信息平臺(tái)）可及時(shí)地對(duì)電力線路的路徑進(jìn)行選取和規(guī)劃。由于掃描的是近期的遙感衛(wèi)星照片，信息平臺(tái)上的信息與實(shí)地相符，使電力線路設(shè)計(jì)工作更加貼合于實(shí)際。在信息平臺(tái)上可清楚地看清影響設(shè)計(jì)的各種地理因素和相鄰的現(xiàn)有電力線路，并進(jìn)行多方案優(yōu)化設(shè)計(jì)如果通過復(fù)雜地區(qū)，進(jìn)一步優(yōu)化電力線路的路徑，從而實(shí)現(xiàn)電力線路工程的勘測(cè)設(shè)計(jì)一體化，有效地縮短電力線路工程的設(shè)計(jì)和勘測(cè)周期，極大地降低電力線路的投資建設(shè)費(fèi)用。5 結(jié)語將“3s”系統(tǒng)應(yīng)用到電力線路的工程設(shè)計(jì)與勘測(cè)中，可有效地改善傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)勘測(cè)方式，極大地提升了電網(wǎng)企業(yè)的現(xiàn)代化管理水平和信息化電網(wǎng)的建設(shè)。通過對(duì)電力線路信息系統(tǒng)合理設(shè)計(jì)、規(guī)劃、路徑選取、桿塔位設(shè)計(jì)，可有效地縮短電力線路工程的設(shè)計(jì)和勘測(cè)周期，極大地降低電力線路的投資建設(shè)費(fèi)用。參考文獻(xiàn)：1 郭建文, 馮敏, 尚慶生, 等. 基于 3s 技術(shù)的青藏鐵路數(shù)字路基仿真平臺(tái)應(yīng)用研究j. 遙感技術(shù)與應(yīng)用, 2006, 21(4): 349-354.2 徐春, 段德磊. 3s技術(shù)在電力工程建設(shè)與管理中的應(yīng)用j. 云南電力技術(shù), 2007, 35