輸電線路設(shè)計(jì)中利用谷歌地圖進(jìn)行輔助選線

1、<p>　　輸電線路設(shè)計(jì)中利用谷歌地圖進(jìn)行輔助選線</p><p>　　摘要：簡(jiǎn)單闡述利用谷歌地圖在輸電線路輔助選線中的應(yīng)用，以達(dá)到提高選線效率，優(yōu)化線路路徑，減低工程造價(jià)。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：谷歌地圖；輸電線路；輔助；選線 </p><p>　　中圖分類號(hào)： U212.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A </p><p><b&g

2、t;　　1．引言 </b></p><p>　　隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電網(wǎng)建設(shè)加快，輸電線路的發(fā)展也日益劇增。這就要求輸電線路在勘察設(shè)計(jì)階段優(yōu)化線路路徑，提高選線效率。傳統(tǒng)的選線方式已經(jīng)不能滿足設(shè)計(jì)的需要，而地理信息系統(tǒng)（GIS）、遙感（RS）、全球定位系統(tǒng)（GPS）、衛(wèi)星地圖和三維技術(shù)的快速發(fā)展，為輸電線路設(shè)計(jì)提供很好的選線輔助手段，大大提高了選線效率。 </p><p&g

3、t;　　2．傳統(tǒng)的選線方法 </p><p>　　傳統(tǒng)的選線方法：在地圖上人工進(jìn)行線路路徑描繪(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))—選出線路路徑方案。而選用的多為1:5萬(wàn)或者1:1萬(wàn)的地形圖，由于這些地形圖大多為八九十年代的，時(shí)間久遠(yuǎn)更新緩慢，現(xiàn)場(chǎng)變化很大，室內(nèi)選好的路徑到現(xiàn)場(chǎng)往往發(fā)現(xiàn)不理想調(diào)、這就需要設(shè)計(jì)人員對(duì)線路全線進(jìn)行踏勘，用來(lái)彌補(bǔ)地圖已經(jīng)太陳舊的情況，而且現(xiàn)場(chǎng)踏勘只能看到局部的地物

4、，會(huì)出現(xiàn)顧此失彼的情況，無(wú)法從全局上統(tǒng)一優(yōu)化，常常需要反復(fù)多次才能得出較優(yōu)的方案。 </p><p>　　3．現(xiàn)代化技術(shù)手段 </p><p>　　地理信息系統(tǒng)（GIS）是一種特定的十分重要的空間信息系統(tǒng)。它是在計(jì)算機(jī)硬、軟件系統(tǒng)支持下，對(duì)整個(gè)或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、儲(chǔ)存、管理、運(yùn)算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)。 </p><p&g

5、t;　　遙感（RS）是指從高空或外層空間接收來(lái)自地球表層各類地物的電磁波信息，并通過對(duì)這些信息進(jìn)行掃描、攝影、傳輸和處理，從而對(duì)地表各類地物和現(xiàn)象進(jìn)行遠(yuǎn)距離控測(cè)和識(shí)別的現(xiàn)代綜合技術(shù)。 </p><p>　　全球定位系統(tǒng)（GPS）是一種結(jié)合衛(wèi)星及通訊發(fā)展的技術(shù)，利用導(dǎo)航衛(wèi)星進(jìn)行測(cè)時(shí)和測(cè)距。 </p><p>　　以上技術(shù)統(tǒng)稱為3S(GIS+RS+GPS=3S)技術(shù)，是現(xiàn)代化測(cè)量技術(shù)的核心。

6、</p><p>　　4．谷歌地球(goolge earth)軟件及其數(shù)據(jù)簡(jiǎn)析 </p><p>　　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)，但由于其精度高較高，特別適用于大中型工程勘察設(shè)計(jì)使用。 </p><p>　　以google公司為代表的免費(fèi)地圖服務(wù)，為我們提供了非常實(shí)用衛(wèi)星影像資料，為輸電線路選線提供了極大的方便，提高了線路選線的效率。

7、</p><p>　　谷歌地圖的衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)的來(lái)源，主要是衛(wèi)星影像與航拍的數(shù)據(jù)整合。其衛(wèi)星影像分別來(lái)自于美國(guó)Digital Globe公司的QuickBird衛(wèi)星、美國(guó)Earth Sat公司的Land-Sat-7衛(wèi)星、法國(guó)Spot公司；航拍數(shù)據(jù)主要來(lái)源英國(guó)Blue Sky公司、美國(guó)Sanborn公司等。 </p><p>　　谷歌地圖的數(shù)據(jù)已經(jīng)基本覆蓋全球區(qū)域，而且全球基本達(dá)到30米左右的

8、分辨率 高分辨率區(qū)域能達(dá)0.5米左右。谷歌地球與2009年再次更新了我國(guó)大部分地區(qū)的數(shù)據(jù)，使我國(guó)大部分區(qū)域的數(shù)據(jù)精度都有了很大的提高，包括偏遠(yuǎn)的山區(qū)數(shù)據(jù)都已經(jīng)更新。 </p><p>　　雖然谷歌地圖中各各區(qū)域提供的衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)精度有所不同，但其三維地形模型的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是相同的，也就是說(shuō)谷歌地圖中地形模型的精度并不因衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)的精度高低而受到影響，高清衛(wèi)星影像有助于地貌目標(biāo)的識(shí)別。 </p><

9、;p>　　5．谷歌地圖在線路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 </p><p>　　在輸電線路設(shè)計(jì)中，在傳統(tǒng)線路設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)上，可以利用谷歌地圖輔助進(jìn)行高壓輸電線路的路徑優(yōu)化選擇、復(fù)雜區(qū)域線路分析、危險(xiǎn)點(diǎn)模擬仿真(結(jié)合Google Sketchup三維軟件)、線路定位優(yōu)化設(shè)計(jì)、線路沿線模擬飛行等。 </p><p>　　5.1 輔助選線設(shè)計(jì)總體流程 </p><p>　　輔助選

10、線主要是借助谷歌地圖提供的衛(wèi)星影像資料，對(duì)輸電線路設(shè)計(jì)中選線工作進(jìn)行比較優(yōu)化，從整體角度出發(fā)，提出優(yōu)化建議。輔助設(shè)計(jì)總體流程詳見流程圖。 </p><p>　　輔助選線總體流程圖 </p><p>　　5.2 坐標(biāo)系統(tǒng)一問題 </p><p>　　目前谷歌地圖主要采用WGS84大地坐標(biāo)，與我國(guó)目前采用的國(guó)家坐標(biāo)系統(tǒng)之間還有很大差異，特別是目前各各地方都有當(dāng)?shù)刈约旱淖?/p>

11、標(biāo)系統(tǒng)，差異較大，我們?cè)诠こ淘O(shè)計(jì)應(yīng)用中，首先需要對(duì)不同的坐標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一。常用的方法有如下幾種形式： </p><p>　　(1) RTK點(diǎn)校正：在實(shí)際工程中，我們可以借助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。 </p><p>　　(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，通過一些已知點(diǎn)，借助計(jì)算機(jī)軟件的強(qiáng)大計(jì)算功能，計(jì)算出不同坐

12、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)。 </p><p><b>　　坐標(biāo)軟件轉(zhuǎn)換流程 </b></p><p>　　(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，但基本能夠滿足選線工作的需要。 </p><p>　　通過上述方法對(duì)谷歌地球與工程實(shí)際選用的

13、坐標(biāo)相同進(jìn)行轉(zhuǎn)換后，雖然在轉(zhuǎn)換精度上存在一些偏差，但對(duì)于輸電線路設(shè)計(jì)選線工作來(lái)說(shuō)已經(jīng)基本滿足要求。 </p><p>　　5.3 線路平斷面及危險(xiǎn)點(diǎn)縱斷面 </p><p>　　在選擇線路路徑時(shí)，特別是山區(qū)線路的選擇應(yīng)當(dāng)盡量合理大檔距、大高差的情況出現(xiàn)，同時(shí)初步考慮桿塔塔位位置，這就需要我們對(duì)線路路徑沿線斷面圖有一個(gè)初步的分析，而傳統(tǒng)的地形圖上的等高線不能很直觀的表示出來(lái)。谷歌地圖提供了很

14、好的三維地形模型，我們可以通過多種方法進(jìn)行三維選線工作，主要介紹幾種方式： </p><p>　　(1) 直接在谷歌地圖的三維表面上進(jìn)行線路的選擇。我們可以利用谷歌地圖提供了三維地形模式，直接在軟件上進(jìn)行選線工作，非常方便直觀。 </p><p>　　(2) 借助Google Sketchup直接截取生成斷面圖。由于Google Sketchup與Goolge Earth能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)縫對(duì)接，

15、我們可以直接借助Google Sketchup導(dǎo)入數(shù)據(jù)并生成斷面圖。 </p><p>　　(3) 通過輔助軟件提取線路路徑高程數(shù)據(jù)，并繪制斷面圖，應(yīng)用線路設(shè)計(jì)專業(yè)軟件，初步進(jìn)行排桿定位，提高選線工作的設(shè)計(jì)深度，優(yōu)化線路路徑。 </p><p>　　5.4 利用全球數(shù)字高程數(shù)據(jù)對(duì)谷歌地圖進(jìn)行補(bǔ)充 </p><p>　　谷歌地圖的高程數(shù)據(jù)精度還是相對(duì)不高，特別是在丘陵

16、山地和高山地區(qū)，在山坳、山腳等低洼地帶的精度較差。這是我們可以利用公開的DEM數(shù)據(jù)SRTM 30數(shù)據(jù) (SRTM數(shù)據(jù)主要是由美國(guó)太空總署(NASA)和國(guó)防部國(guó)家測(cè)繪局(NIMA)聯(lián)合測(cè)量的，通過航天飛機(jī)雷達(dá)地形測(cè)繪手段，獲取的雷達(dá)影像數(shù)據(jù)，經(jīng)過處理制成了數(shù)字地形高程模型，該測(cè)量數(shù)據(jù)覆蓋中國(guó)全境)和ASTER GDEM 30米高程數(shù)據(jù)進(jìn)行高程核對(duì)補(bǔ)充。這些數(shù)據(jù)目前是全球免費(fèi)共享。 </p><p>　　對(duì)于需要更高

17、精度數(shù)據(jù)的工程，可以借助GlobalMapper等軟件對(duì)DEM數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，彌補(bǔ)谷歌地球高程數(shù)據(jù)精度較低的問題。 </p><p><b>　　6．三維實(shí)景仿真 </b></p><p>　　谷歌地圖的開放性、兼容性較好，可以借助三維軟件進(jìn)行建模實(shí)景仿真。這里主要介紹利用Google Sketchup軟件進(jìn)行三維實(shí)景仿真。不僅可以提高設(shè)計(jì)人員對(duì)線路設(shè)計(jì)整體的把握，優(yōu)化

18、線路設(shè)計(jì)；還可以通過三維實(shí)景仿真，將勘察設(shè)計(jì)成果很好的展示給業(yè)主，使得業(yè)主對(duì)工程整體概況的了解更清晰、更直觀；也可以通過三維實(shí)景仿真將工程設(shè)計(jì)中的一些危險(xiǎn)點(diǎn)及需要特別交代給施工單位的一些設(shè)計(jì)意圖更直觀、更清晰的表現(xiàn)出來(lái)，較少因施工單位對(duì)設(shè)計(jì)圖紙的理解偏差而產(chǎn)生一些不必要的錯(cuò)誤，提高施工質(zhì)量。 </p><p>　　線路設(shè)計(jì)三維實(shí)景仿真效果圖 </p><p><b>　　7．結(jié)論

19、 </b></p><p>　　在輸電線路設(shè)計(jì)中，特別是可研階段通過使用谷歌地圖進(jìn)行輔助選線設(shè)計(jì)，可以優(yōu)化輸電線路路徑，提高輸電線路設(shè)計(jì)精細(xì)化水平，降低線路工程造價(jià)，具有很好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，可以大力推廣。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1] 潭光朝 張 輝．淺談Google Earth