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題目:GoogleEarth在輸電線(xiàn)路工程中的應(yīng)用專(zhuān)業(yè):測(cè)繪工程【摘要】:GoogleEarth是一款優(yōu)秀的衛(wèi)星地圖軟件。本文簡(jiǎn)要描述GoogleEarth的基本功能,闡述了該軟件在輸電線(xiàn)路中的應(yīng)用方法,及在設(shè)計(jì)選線(xiàn)、前期策劃等方面的應(yīng)用,同時(shí)結(jié)合莆田某線(xiàn)路的實(shí)際案例分析,以確定GoogleEarth信息應(yīng)用于輸電線(xiàn)路工程中的有效性、準(zhǔn)確性及具體范圍[1]。希望未來(lái)隨著軟件的完善,能越來(lái)越多的應(yīng)用到輸電線(xiàn)路工程的各個(gè)階段,減輕工作人員的負(fù)擔(dān),提高工程效率和準(zhǔn)確性。【關(guān)鍵詞】:GoogleEarth,輸電線(xiàn)路;工程目錄1緒論 22GoogleEarth簡(jiǎn)介 22.1GoogleEarth簡(jiǎn)介 22.2基本功能 23GoogleEarth在輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)選線(xiàn)中的應(yīng)用 23.1傳統(tǒng)的選線(xiàn)方法 23.2遙感(RS)選線(xiàn)方式 33.3GoogleEarth在選線(xiàn)中的優(yōu)勢(shì) 33.4GoogleEarth在線(xiàn)路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 43.4.1輔助選線(xiàn)設(shè)計(jì)總體流程 43.4.2坐標(biāo)系的統(tǒng)一問(wèn)題 54GoogleEarth在輸電線(xiàn)路施工前期策劃中的應(yīng)用 64.1輸電線(xiàn)路施工前期策劃的主要內(nèi)容 64.1.1確認(rèn)施工進(jìn)場(chǎng)路線(xiàn) 64.1.2地物分類(lèi)測(cè)量 64.1.3確認(rèn)施工點(diǎn)地形地貌、地面附屬物 64.1.4影像資料 64.2GoogleEarth的測(cè)量應(yīng)用 64.2.1地名搜索 64.2.2定位、標(biāo)注 64.2.3測(cè)量 64.3GoogleEarth應(yīng)用的注意事項(xiàng) 75實(shí)例分析--GoogleEarth在莆田~東進(jìn)220kVI,II回線(xiàn)路工程中的應(yīng)用 75.1工程概況 75.2GoogleEarth地圖上選線(xiàn) 85.3近似斷面數(shù)據(jù)的采集 85.4精度分析 105.5利用PathEditor形成效果圖 116小結(jié) 11致謝 12參考文獻(xiàn) 121緒論隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,我國(guó)電力系統(tǒng)規(guī)模不斷擴(kuò)大,輸電線(xiàn)路分布越來(lái)越廣泛,甚至很多線(xiàn)路途經(jīng)環(huán)境惡劣、地形復(fù)雜的山區(qū)[2],這給線(xiàn)路設(shè)計(jì)、測(cè)量、施工等相關(guān)工作人員增加極大負(fù)擔(dān)。線(xiàn)路設(shè)計(jì)是一個(gè)輸電線(xiàn)路工程的最關(guān)鍵部分,經(jīng)濟(jì)合理的線(xiàn)路選線(xiàn)能夠帶來(lái)事半功倍的效果。傳統(tǒng)的方式已經(jīng)隨著時(shí)代的進(jìn)步無(wú)法滿(mǎn)足現(xiàn)在發(fā)展的需求,Google

Earth衛(wèi)星地圖軟件的出現(xiàn),為設(shè)計(jì)、施工、檢修人員提供大量的地理信息,減輕野外踏勘勞動(dòng)強(qiáng)度,提高勘測(cè)設(shè)計(jì)人員工作效率。2GoogleEarth簡(jiǎn)介2.1GoogleEarth簡(jiǎn)介谷歌地球(GoogleEarth)是Google公司開(kāi)發(fā)的虛擬地球儀軟件,它把衛(wèi)星照片、航空照相和GIS布置在一個(gè)地球的三維模型上。用戶(hù)可以通過(guò)下載客戶(hù)端,免費(fèi)瀏覽到全世界各地的高清晰度的衛(wèi)星圖像[3]。GoogleEarth在全球范圍內(nèi)免費(fèi)提供大量的高分辨率影像,影像照片分辨率一般都是優(yōu)于100m,大部分地區(qū)可以達(dá)到15m左右,視角高度(Eyealt)約為500米,成圖比例尺接近800:1,這樣的高分辨率影像完全滿(mǎn)足我們的線(xiàn)路勘測(cè)設(shè)計(jì)的要求。2.2基本功能GoogleEarth的基本功能包括:(1)地圖功能。這是最基本也是真正的地圖功能,輸入目的地,直接放大,一目了然。(2)地形功能。結(jié)合衛(wèi)星圖像、地圖、Google搜索技術(shù),讓全球地理信息盡收眼底。(3)體驗(yàn)風(fēng)土人情。通過(guò)GoogleEarth能真正做到“不出門(mén)游覽天下”,從國(guó)內(nèi)到國(guó)外。在GoogleEarth軟件的工具欄里,"Panoramio"可以打開(kāi)世界各地大量“好事者”拍攝的各地照片。(4)線(xiàn)路記錄。如果有GPS記錄儀,就可以把出行的記錄轉(zhuǎn)換成KML文件用GoogleEarth打開(kāi),然后可以在地圖上直觀(guān)的看到都走過(guò)哪些地方。3GoogleEarth在輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)選線(xiàn)中的應(yīng)用3.1傳統(tǒng)的選線(xiàn)方法通常傳統(tǒng)的選線(xiàn)方法流程如圖3-1所示,選用的大多為1:5萬(wàn)或者1:1萬(wàn)的地形圖,由于這些地形圖成圖時(shí)間久遠(yuǎn),更新緩慢,加上我國(guó)很多地區(qū)發(fā)展迅速,地物地貌變化很大,室內(nèi)選好的路徑到現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)常發(fā)現(xiàn)相差甚大,這就需要設(shè)計(jì)人員對(duì)線(xiàn)路進(jìn)行全線(xiàn)踏勘,用來(lái)彌補(bǔ)地圖老舊的問(wèn)題,而且現(xiàn)場(chǎng)踏勘只能看到局部的地物,會(huì)出現(xiàn)顧此失彼的情況,而無(wú)法在全局上統(tǒng)籌優(yōu)化,通常需要進(jìn)行多次實(shí)踐才能得出較優(yōu)的方案,這樣就拖慢了工程進(jìn)度,降低工作效率。在地圖上人工進(jìn)行線(xiàn)路路徑描繪(室內(nèi))在地圖上人工進(jìn)行線(xiàn)路路徑描繪(室內(nèi))設(shè)計(jì)人員現(xiàn)場(chǎng)探勘(室外)在地圖上進(jìn)行修正(室內(nèi))選出線(xiàn)路路徑方案圖3-1傳統(tǒng)的選線(xiàn)方法示意圖3.2遙感(RS)選線(xiàn)方式衛(wèi)星遙感影像具有空間分辨率高、覆蓋范圍廣、時(shí)效性強(qiáng)、信息量大、處理的技術(shù)手段先進(jìn)、具有連續(xù)觀(guān)測(cè)等特點(diǎn),逐步實(shí)現(xiàn)了市場(chǎng)化、商業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化,為遙感影像應(yīng)用于架空輸電線(xiàn)路提供了可能。運(yùn)用遙感技術(shù)進(jìn)行輸電線(xiàn)路選線(xiàn)的步驟包括:遙感影像獲取、圖像幾何糾正、影像融合、生成正射影像、線(xiàn)路路徑設(shè)計(jì)、制作沿線(xiàn)三維漫游。無(wú)論是遙感(RS)還是航測(cè)都存在獲取周期長(zhǎng)、代價(jià)高的特點(diǎn)[4],但由于其精確度較高,通常適用于大中型工程勘察設(shè)計(jì)。3.3GoogleEarth在選線(xiàn)中的優(yōu)勢(shì)GoogleEarth與常規(guī)地形圖、遙感選線(xiàn)相比具有如下優(yōu)勢(shì):(1)GoogleEarth衛(wèi)片清晰、信息準(zhǔn)確豐富、更新較快。GoogleEarth的圖像來(lái)源大多為2-3年前的衛(wèi)星影像和航拍圖像,一般分辨率能達(dá)到10-15米,局部地區(qū)甚至能達(dá)到0.5米,精度較高,適用于輸電線(xiàn)路選線(xiàn)設(shè)計(jì)。GoogleEarth和真實(shí)的地球物理信息做了匹配,它輸出的WGS-84坐標(biāo)和GPS采集得到的WGS-84坐標(biāo)水平一致,它的高程信息也與實(shí)測(cè)高程信息基本保持一致[5]。同時(shí),GoogleEarth加載各種圖層,如街道、地名、公路等,為設(shè)計(jì)選線(xiàn)工作開(kāi)展提供了重要參考[6]。圖3-2GoogleEarth上同心樓影像(2)GoogleEarth操作簡(jiǎn)便,購(gòu)圖免費(fèi)。通常線(xiàn)路設(shè)計(jì)所用地形圖是從省級(jí)測(cè)繪主管部門(mén)購(gòu)買(mǎi),還得經(jīng)過(guò)各個(gè)流程,手續(xù)繁瑣。目前比例尺為1:10000的地形圖單幅售價(jià)差不多為二百元。而請(qǐng)航拍公司進(jìn)行航拍的成本更高。表3-1為某條長(zhǎng)約110km線(xiàn)路分別使用地形圖、航片、GoogleEarth進(jìn)行選線(xiàn)所需地圖成本。表3-1購(gòu)買(mǎi)選線(xiàn)地圖成本比較選線(xiàn)方式購(gòu)買(mǎi)成本(元)1:50000地形圖1800-2200航片80000左右GoogleEarth0表3-1明顯看出,GoogleEarth方式在購(gòu)買(mǎi)地圖方面最節(jié)約成本。(3)GoogleEarth提供三維效果,更為直觀(guān)。GoogleEarth的窗口界面可以自由調(diào)整角度和視點(diǎn)高度,恰當(dāng)?shù)母叨群徒嵌饶苷宫F(xiàn)出直觀(guān)的三維效果,方便設(shè)計(jì)人員進(jìn)行線(xiàn)路調(diào)整。圖3-2展示的是某線(xiàn)路的三維效果。圖3-3GoogleEarth三維效果3.4GoogleEarth在線(xiàn)路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用在輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)中,在傳統(tǒng)線(xiàn)路設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)上,可以利用GoogleEarth輔助進(jìn)行高壓輸電線(xiàn)路的路徑優(yōu)化選擇[7]、復(fù)雜區(qū)域線(xiàn)路分析、危險(xiǎn)點(diǎn)模擬仿真、線(xiàn)路定位優(yōu)化設(shè)計(jì)、線(xiàn)路沿線(xiàn)模擬飛行等。3.4.1輔助選線(xiàn)設(shè)計(jì)總體流程(一)作業(yè)準(zhǔn)備⑴將線(xiàn)路路徑所經(jīng)過(guò)帶狀區(qū)域的影像通過(guò)軟件截取并拼接在一起,形成了一張完整的.bmp文件,并以KML文件格式保存,以便隨時(shí)調(diào)入GoogleEarth修改線(xiàn)路路徑。在影像的線(xiàn)路路徑中線(xiàn)上選取用于外業(yè)實(shí)測(cè)、成像清晰、容易分辨的特征地物,提取關(guān)鍵點(diǎn)、危險(xiǎn)點(diǎn)、轉(zhuǎn)角的WGS84坐標(biāo)。⑵由于GoogleEarth更新影像、拍攝時(shí)間不同、相鄰兩幅影像來(lái)源(衛(wèi)片和航片)等原因,部分區(qū)域影像與周邊區(qū)域影像定向拼接出現(xiàn)明顯的縫隙,造成影像數(shù)據(jù)與實(shí)地坐標(biāo)數(shù)據(jù)存在誤差,作為離線(xiàn)使用的截圖是有偏差的,務(wù)必進(jìn)行坐標(biāo)糾正。影像糾正可以采用GoodyGIS、AUTOCAD、ARCGIS等軟件進(jìn)行。以AUTOCAD糾正的方法為例:將所采集的糾正點(diǎn)錄入AUTOCAD,同時(shí)將影像調(diào)入AUTOCAD中備用。通過(guò)旋轉(zhuǎn)、平移、縮放等操作將影像上的特征點(diǎn)與外業(yè)實(shí)測(cè)點(diǎn)擬合,得到糾正后的影像。流程見(jiàn)圖3-3。影像獲取影像獲取影像拼接影像糾正獲得糾正后影像提供設(shè)計(jì)使用選擇特征點(diǎn)外業(yè)實(shí)測(cè)圖3-4影像糾正流程(二)布設(shè)GPS控制網(wǎng)建立轉(zhuǎn)換關(guān)系根據(jù)常規(guī)原則布設(shè)靜態(tài)GPS控制點(diǎn),為保證工程質(zhì)量,提高GPS靜態(tài)數(shù)據(jù)質(zhì)量,輸電線(xiàn)路走向,考慮終勘定位時(shí)GPSRTK參考站的需要,以按D級(jí)GPS控制網(wǎng)精度施測(cè)。在基線(xiàn)質(zhì)量檢驗(yàn)合格后,進(jìn)行無(wú)約束平差求得WGS84坐標(biāo),再以已有變電站控制點(diǎn),進(jìn)行約束平差解算出各點(diǎn)成果。進(jìn)行七參數(shù)轉(zhuǎn)換,建立WGS84坐標(biāo)系統(tǒng)與國(guó)家坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換關(guān)系。(三)野外踏勘選線(xiàn)首先把線(xiàn)路路徑上提取的各點(diǎn)WGS84坐標(biāo)輸入手持GPS接收機(jī)進(jìn)行實(shí)地放樣,并采集調(diào)整的轉(zhuǎn)角、特征地物、關(guān)鍵控制點(diǎn)的WGS84坐標(biāo)。根據(jù)需要轉(zhuǎn)換成北京54坐標(biāo)、西安80坐標(biāo)、2000坐標(biāo),在1:5萬(wàn)地形圖查看核對(duì),補(bǔ)充地物,使用筆記本電腦,即可隨時(shí)隨地的進(jìn)行路徑選擇、調(diào)整,進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)校核和優(yōu)化線(xiàn)路路徑方案比選。(四)數(shù)據(jù)處理根據(jù)實(shí)地采集選定的轉(zhuǎn)角點(diǎn)、關(guān)鍵特征點(diǎn)等的WGS84坐標(biāo),在經(jīng)過(guò)坐標(biāo)糾正的谷歌地球影像截圖上準(zhǔn)確繪出線(xiàn)路路徑位置。選定優(yōu)化的路徑。利用谷歌二次開(kāi)發(fā)軟件GoodyGIS、GlobalMapper,可沿線(xiàn)路提取斷面點(diǎn)高程,標(biāo)出轉(zhuǎn)點(diǎn)、直線(xiàn)樁點(diǎn)和輔助點(diǎn),也可用地圖繪制軟件GlobalMapper將下載的30米分辨率的GDEM、SRTM數(shù)字高程數(shù)據(jù)做成kml/kmz文件導(dǎo)入谷歌,代替谷歌中的地形圖層,提取精度更高的高程數(shù)據(jù)制作斷面圖和帶狀地形等高線(xiàn)圖。輸出文件可直接導(dǎo)入電力轉(zhuǎn)換之星軟件進(jìn)行編輯,生成道亨的.org文件繪制線(xiàn)路平斷面圖。提取高程輸出可為WGS84坐標(biāo)、北京54和西安80平面坐標(biāo)。進(jìn)行初排位統(tǒng)計(jì)線(xiàn)路長(zhǎng)度、桿塔數(shù)量、植被統(tǒng)計(jì)等達(dá)到做工程設(shè)計(jì)概算需要。3.4.2坐標(biāo)系的統(tǒng)一問(wèn)題GoogleEarth采用的是WGS84坐標(biāo),與我國(guó)目前采用的國(guó)家坐標(biāo)系統(tǒng)之間有一定的差異,所以在工程開(kāi)展前期必須先對(duì)WGS84坐標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行轉(zhuǎn)化統(tǒng)一。常用的方法有如下幾種形式:(1)RTK點(diǎn)校正:在實(shí)際工程中,我們通常借助RTK進(jìn)行坐標(biāo)點(diǎn)的校正統(tǒng)一,將谷歌地圖中的WGS坐標(biāo)與工程選用坐標(biāo)系進(jìn)行校正統(tǒng)一。(2)借助坐標(biāo)轉(zhuǎn)換軟件:轉(zhuǎn)換原理同RTK點(diǎn)校正是相同的,通過(guò)一些已知點(diǎn),借助計(jì)算機(jī)軟件,計(jì)算出不同坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系(四參數(shù)或者七參數(shù)),再轉(zhuǎn)換計(jì)算未知點(diǎn)的坐標(biāo)。(3)利用cad和谷歌地圖自身的功能,手工進(jìn)行較對(duì)。由于受到衛(wèi)星影像分辨率的限制,該方法轉(zhuǎn)換的精度相對(duì)較低,但基本能夠滿(mǎn)足選線(xiàn)工作的需要。通過(guò)上述方法對(duì)谷歌地球與工程實(shí)際選用的坐標(biāo)進(jìn)行轉(zhuǎn)換后,雖然在轉(zhuǎn)換精度上存在一些偏差,但對(duì)于輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)選線(xiàn)工作來(lái)說(shuō)已經(jīng)基本滿(mǎn)足要求。4GoogleEarth在輸電線(xiàn)路施工前期策劃中的應(yīng)用輸電線(xiàn)路施工前期青苗賠償,簡(jiǎn)稱(chēng)前期青賠,主要包括:房屋拆遷、施工臨時(shí)占地青苗賠償、施工臨時(shí)道路修筑、征地、道路損壞及改道、樹(shù)木砍伐、墳?zāi)惯w移、電力線(xiàn)、通訊線(xiàn)遷移等方面。近幾年來(lái),在輸電線(xiàn)路建設(shè)中前期青賠工作成為關(guān)鍵,前期工作的難度越來(lái)越大,花費(fèi)越來(lái)越高,由于缺乏有效的方法,效果一直都是事倍功半[8]。如今將GoogleEarth運(yùn)用到前期策劃中,希望能夠讓工作進(jìn)展順利。4.1輸電線(xiàn)路施工前期策劃的主要內(nèi)容主要是確認(rèn)施工點(diǎn)所在行政區(qū)域,須記錄各施工點(diǎn)所在縣、鎮(zhèn)(鄉(xiāng))、村。4.1.1確認(rèn)施工進(jìn)場(chǎng)路線(xiàn)選擇施工進(jìn)場(chǎng)道路一般要滿(mǎn)足以下原則:(1)選擇進(jìn)場(chǎng)距離較短的路線(xiàn);(2)選擇施工臨時(shí)便道修筑量較少及已有道路、橋梁破壞量較少的路線(xiàn);(3)選擇得到當(dāng)?shù)卣熬用裨S可的路線(xiàn)。最終要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)確定一條最恰當(dāng)?shù)倪M(jìn)場(chǎng)路線(xiàn)。4.1.2地物分類(lèi)測(cè)量不同地物賠償?shù)膯蝺r(jià)不同,應(yīng)盡量測(cè)量清楚各個(gè)地物:房屋、道路、征地、樹(shù)林、墳?zāi)?、電力線(xiàn)、通訊線(xiàn)等,不僅要清楚其具體位置,還要圈出范圍大小。4.1.3確認(rèn)施工點(diǎn)地形地貌、地面附屬物現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)統(tǒng)計(jì)施工點(diǎn)地形地貌、各類(lèi)地面植被及經(jīng)濟(jì)作物、須拆遷的房屋、墳?zāi)埂⑼ㄓ嵕€(xiàn)、電力線(xiàn)、需要砍伐的樹(shù)木。4.1.4影像資料拍好各類(lèi)現(xiàn)場(chǎng)原貌照片,必要時(shí)可留錄像資料。4.2GoogleEarth的測(cè)量應(yīng)用4.2.1地名搜索登陸軟件后首先會(huì)出現(xiàn)一個(gè)地球模型,在軟件界面工具欄中找到“搜索”工具。在搜索欄中輸入需要搜索的地名后按回車(chē),或點(diǎn)擊搜索欄右側(cè)的放大鏡圖標(biāo)。此時(shí)軟件會(huì)自動(dòng)搜索該地名,并將地圖跟蹤放大到搜索地名位置。4.2.2定位、標(biāo)注在軟件界面工具欄中點(diǎn)擊“添加地標(biāo)”工具,地圖中央將出現(xiàn)一個(gè)新地標(biāo)圖案和一個(gè)“新建地標(biāo)”編輯框。可利用該功能將全線(xiàn)路所有塔位的精確位置在衛(wèi)星圖上標(biāo)出,連成一個(gè)連續(xù)的線(xiàn)路路徑。所有塔位的地形地貌、道路、房屋、河流、行政區(qū)域、重大交叉跨越、重大電力線(xiàn)路等盡收眼底,直觀(guān)明了。4.2.3測(cè)量(1)長(zhǎng)度測(cè)量。在軟件界面工具欄中點(diǎn)擊“添加路徑”,彈出“新建路徑”編輯框,拖動(dòng)鼠標(biāo)繪制任意曲線(xiàn)。點(diǎn)選“量度單位”選項(xiàng)卡,則顯示剛剛繪制的任意曲線(xiàn)的長(zhǎng)度。(2)面積測(cè)量。在軟件界面工具欄點(diǎn)擊“顯示標(biāo)尺”,彈出“標(biāo)尺”工具。選擇“多邊形”選項(xiàng)卡,然后點(diǎn)擊或者拖動(dòng)鼠標(biāo),繪制規(guī)則或不規(guī)則多邊形,“標(biāo)尺”工具就將顯示出該多邊形的周長(zhǎng)和面積。4.3GoogleEarth應(yīng)用的注意事項(xiàng)(1)GoogleEarth提供的影像拍攝時(shí)間通常是兩三年左右,與實(shí)地現(xiàn)場(chǎng)情況肯定會(huì)有所偏差,所以一切應(yīng)當(dāng)以現(xiàn)場(chǎng)為準(zhǔn),如:GoogleEarth提供的龍巖學(xué)院影像資料拍攝時(shí)間為2013/4/10,與軟件應(yīng)用時(shí)間相差一年多。(2)GoogleEarth只是一款免費(fèi)的衛(wèi)星地圖軟件,影像質(zhì)量肯定無(wú)法做到遙感影像那樣高清晰度,而且一部分照片圖像分辨率做過(guò)處理,一些位置的圖像分辨率較低,對(duì)使用可能有一定影響。受圖像分辨率限制,較小的尺寸不宜使用GoogleEarth,如道路路寬值應(yīng)實(shí)地測(cè)量。進(jìn)場(chǎng)方案確定時(shí),必須考慮所在地當(dāng)?shù)卣⒕用竦膽B(tài)度,理論上的最優(yōu)路線(xiàn)必須能得以實(shí)施。5實(shí)例分析--GoogleEarth在莆田~東進(jìn)220kVI,II回線(xiàn)路工程中的應(yīng)用5.1工程概況本工程為已建的莆田~東進(jìn)220kVI、II回線(xiàn)路工程(以下簡(jiǎn)稱(chēng)220kV莆進(jìn)線(xiàn))開(kāi)斷進(jìn)林宅(楓亭)220kV變線(xiàn)路,路徑方案如圖5-1所示。莆田側(cè)開(kāi)斷點(diǎn)在莆進(jìn)#26塔,東進(jìn)側(cè)開(kāi)斷點(diǎn)在莆進(jìn)#29塔,全線(xiàn)均采用雙回路同塔架設(shè)。開(kāi)斷線(xiàn)路路徑長(zhǎng)度總計(jì)2.4km,莆田側(cè)線(xiàn)路長(zhǎng)度為1.3km,東進(jìn)側(cè)線(xiàn)路長(zhǎng)度為1.1km,工程技術(shù)特性見(jiàn)表5-1:表5-1工程技術(shù)特性表線(xiàn)路電壓220kv回路數(shù)雙回路架設(shè)線(xiàn)路長(zhǎng)度約2.4km工程地貌主要為旱地和土地,植被良好,樹(shù)種主要為雜樹(shù)、松樹(shù),海拔高程在20-100m之間地形比例丘陵35%,山地65%植被覆蓋率一般旱地72%,草地28%交通條件324國(guó)道,疏港大道,村鎮(zhèn)互通道路及鄉(xiāng)鎮(zhèn)延伸到各鄉(xiāng)村的道路,交通條件一般圖5-1路徑方案簡(jiǎn)示圖5.2GoogleEarth地圖上選線(xiàn)GoogleEarth采用的是WGS84坐標(biāo)系統(tǒng),這與GPS儀器采用的坐標(biāo)系統(tǒng)是一致。首先,在GoogleEarth地圖上大概選出整個(gè)線(xiàn)路的路徑走向,并利用GoogleEarth的添加地標(biāo)功能,在路徑圖上把每個(gè)轉(zhuǎn)角塔位標(biāo)注出來(lái),這樣就在GoogleEarth上形成一個(gè)完整的路徑圖。然后在GoogleEarth圖上進(jìn)行影像的判別,調(diào)整路徑,讓線(xiàn)路避開(kāi)公路,村莊,教堂,學(xué)校等對(duì)路徑有影響的地物。最后是進(jìn)行整體路徑的優(yōu)化,提取路徑圖上各個(gè)轉(zhuǎn)角的WGS84坐標(biāo),作為第二天現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地踏勘的初選位置,同時(shí)依據(jù)設(shè)計(jì)好的路徑圖對(duì)每天的基準(zhǔn)站位置和工作量進(jìn)行了優(yōu)化安排,這樣既保證了工程精度,又提高了工作的效率,讓工程的外業(yè)勘測(cè)工作大大提前,為線(xiàn)路勘測(cè)設(shè)計(jì)節(jié)約了成本,減輕了外業(yè)工作量。5.3近似斷面數(shù)據(jù)的采集由于GoogleEarth還沒(méi)有開(kāi)放它的高程數(shù)據(jù),GoogleEarth的立體影像模型是用美國(guó)太空總署(NASA)和美國(guó)防部國(guó)家圖像測(cè)繪局(NIMA)聯(lián)合測(cè)量的全球SRTM的數(shù)據(jù)建立的,其中的SRTM3是迄今為止現(xiàn)勢(shì)性最好,分辨率最高,精度最好的全球性數(shù)字地形數(shù)據(jù)[9],而GoogleEarth的影像就是疊加在SRTM3數(shù)據(jù)之上的,SRTM3的標(biāo)稱(chēng)絕對(duì)高程精度+16m,標(biāo)稱(chēng)絕對(duì)平面精度20m,以EGM96的大地水準(zhǔn)面為高程基準(zhǔn),WGS84橢球?yàn)槠矫婊鶞?zhǔn),GoogleEarth用來(lái)構(gòu)建三維地面模型的DEM數(shù)據(jù)相同,所以GoogleEarth中地面高程的精度并不因影像清晰與否而有所不同,高清影像只是有助于目標(biāo)的識(shí)別,而對(duì)高程精度并無(wú)影響。這樣就為我們從圖面提取GoogleEarth的高程信息提供了可能。近似斷面數(shù)據(jù)采集工作流程如圖5-2。利用GoogleEarth開(kāi)放的API,用VB語(yǔ)言開(kāi)發(fā)了從GoogleEarth三維圖面上直接提取坐標(biāo)經(jīng)緯度和高程的程序,主要用到GoogleEarth里面ApplicationGoogleEarth類(lèi)中的GetPointOnTerrainFromScreenCoords函數(shù)[10],將打開(kāi)的GoogleEarth視圖中屏幕經(jīng)緯度坐標(biāo)和高程信息提取出來(lái)。啟動(dòng)GoogleEarth啟動(dòng)GoogleEarth輸入轉(zhuǎn)角坐標(biāo)(WGS84)導(dǎo)入KML文件,生成路徑圖確定高程數(shù)據(jù)采集步長(zhǎng)生成斷面數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為org數(shù)據(jù)導(dǎo)入道亨SLW數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)生成斷面圖圖5-2近似斷面數(shù)據(jù)采集工作流程圖5-3GoogleEarth三維數(shù)據(jù)采集通過(guò)近似斷面提取程序,首先在打開(kāi)的GoogleEarth影像視圖中,確定每個(gè)線(xiàn)路路徑轉(zhuǎn)角坐標(biāo),并把選擇好的轉(zhuǎn)角坐標(biāo)連線(xiàn),生成KML文件,然后將KML導(dǎo)入近似斷面數(shù)據(jù)采集軟件,識(shí)別線(xiàn)路路徑圖,從中提取出線(xiàn)路各個(gè)轉(zhuǎn)角樁位置的坐標(biāo)和高程信息,然后以轉(zhuǎn)角樁位置為起始點(diǎn)沿線(xiàn)路方向,自定義采集步長(zhǎng),從GoogleEarth影像上沿路徑方向提取斷面點(diǎn)坐標(biāo)高程信息,同時(shí)根據(jù)設(shè)計(jì)要求,還需采集左右邊線(xiàn)和部分危險(xiǎn)斷面點(diǎn),生成文本文件,最后用這些提取的坐標(biāo)和高程信息,用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換軟件,生成道亨的斷面圖,并在其上排干定位,然后用這些數(shù)據(jù)在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地放樣和校測(cè),相對(duì)與實(shí)地的工測(cè)數(shù)據(jù),如圖5-4:圖5-4GoogleEarth和工測(cè)斷面比較圖從圖和工測(cè)斷面比較圖分析,在地形起伏不大,植被比較稀疏的地區(qū)地形趨勢(shì)和實(shí)際的比較符合,有較高的可信度,如在圖上A點(diǎn)到B點(diǎn)之間,附近地勢(shì)平坦,B、C點(diǎn)之間,E點(diǎn)零度方向側(cè)區(qū)域植被稀少,GoogleEarth采集斷面和實(shí)測(cè)斷面擬合較好,高程點(diǎn)較差均在3m以?xún)?nèi),部分地形起伏變化較大,植被密,覆蓋厚的山坡,且山脊上有凹陷區(qū)域的地方,如圖上B點(diǎn)處林木比較茂盛,有高大樹(shù)木高程較差達(dá)到15m,D點(diǎn)前面山坳,E點(diǎn)前進(jìn)方向處山坳區(qū)域提取的高程數(shù)據(jù)就有很大的誤差,這應(yīng)該和GoogleEarth的DEM數(shù)據(jù)有關(guān)系,GoogleEarth影像和DEM數(shù)據(jù)有時(shí)會(huì)有系統(tǒng)偏差,需要應(yīng)用相關(guān)的數(shù)學(xué)函數(shù)擬合處理高程點(diǎn),消除系統(tǒng)誤差。最后GoogleEarth生成的斷面圖基本可以滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)定位的要求。這樣的工作流程和航測(cè)線(xiàn)路工作基本是一致的,減少了大量的線(xiàn)路外業(yè)測(cè)量的工作,提高了工作效率。5.4精度分析線(xiàn)路勘測(cè)完成后,我們將GoogleEarth影像中提取的15個(gè)地物特征點(diǎn),與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,對(duì)比結(jié)果如表5-2所示??梢钥闯?,平面位置方面,80%的特征點(diǎn)GoogleEarth平面坐標(biāo)點(diǎn)位較差均小于2m,較差超過(guò)3m的數(shù)據(jù)由于是在茂密的林區(qū)采集的,植被覆蓋較厚,誤差超限,在不影響電氣專(zhuān)業(yè)排干定位的情況下,可以忽略該數(shù)據(jù)。高程方面,我們把以特定步長(zhǎng)提取的斷面數(shù)據(jù)和實(shí)際測(cè)量的高程點(diǎn)位數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,地形起伏比較小、地表植被稀疏的地區(qū)和實(shí)際測(cè)量的數(shù)據(jù)基本吻合,60%在3m以?xún)?nèi),30%在3m-5m之間,10%的5m-10m之間。由于GoogleEarth的影像存在系統(tǒng)變形,我們沒(méi)有用專(zhuān)業(yè)糾偏軟件處理圖像,某些凹陷的山坡處圖像解析的不好,所以GoogleEarth采集的高程和實(shí)際的相差較大,所以在選線(xiàn)時(shí)應(yīng)盡量避開(kāi)這些地區(qū)。表5-2實(shí)測(cè)成果和GoogleEarth成果對(duì)比實(shí)測(cè)成果GoogleEarth成果較差樁號(hào)北坐標(biāo)(m)東坐標(biāo)(m)正高(m)北坐標(biāo)(m)東坐標(biāo)(m)正高(m)北坐標(biāo)(m)東坐標(biāo)(m)正高(m)JA02798191.887386299.40136.52798191.667386297.203.6JA12798209.721386288.08137.8642798209.831386288.25743.524-0.11-0.176-5.66JA22798529.399386430.23638.0312798529.454386431.83636.901-0.055-1.61.13ZA12798848.048386382.82954.9772798848.837386382.20357.129-0.7890.626-2.152JA32799013.625386358.19657.0912799013.121386358.90354.0810.504-0.7073.01PJ22799107.971386503.0877.5912799107.021386505.70870.2130.95-2.6287.378JB02798179.019386279.14236.52798180.019386281.03433.4-1-1.8923.1JB12798204.838386262.73236.5292798203.838386264.27438.3721-1.542-1.843ZB12798326.461385940.70946.1752798328.461385939.12747.307-21.582-1.132JB22798390.465385771.2275.7522798388.465385774.72270.4582-3.5025.294JB32798356.148385644.13659.1862798356.848385643.71366.837-0.70.423-7.651JB42798176.61385537.28652.9082798175.116385537.20650.0321.4940.082.876PJ32797936.881385286.2135.392797935.021385284.88930.2291.861.3215.1615.5利用PathEditor形成效果圖PathEditor(以下簡(jiǎn)稱(chēng)為PE)是為GoogleEarth開(kāi)發(fā)的KML批量制作工具[11]。用于大批量轉(zhuǎn)換坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件與KML文件??梢詫?shí)現(xiàn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)到KML文件的制作;由KML文件提取坐標(biāo)數(shù)據(jù)并生成文本文件;坐標(biāo)數(shù)據(jù)的中間處理等功能,可用來(lái)制作電力、通訊、煤氣、自來(lái)水路徑及地名標(biāo)注等。這里我們?cè)诰€(xiàn)路終勘結(jié)束后用來(lái)制作線(xiàn)路路徑圖并在GoogleEarth上顯示出來(lái),首先,我們將全線(xiàn)桿塔位的WGS84坐標(biāo)輸入到GoogleEarth中,再生成GoogleEarth的KML地標(biāo)文件,然后把KML地標(biāo)文件導(dǎo)入GoogleEarth,同時(shí)修改距離地表的高程,便形成了全面的路徑圖5-6。圖5-5桿位路徑圖示6小結(jié)總之,在目前我們國(guó)家有些地區(qū)地圖資料匱乏,又無(wú)法收集到資料的情況下,利用GoogleEarth中提供的高

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