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文檔簡介
1、<p> 輸電線路設(shè)計中利用谷歌地圖進(jìn)行輔助選線</p><p> 摘要:簡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。 </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: U212.3文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A </p><p><b&g
2、t; 1.引言 </b></p><p> 隨著我國社會經(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)計人員現(xiàn)場探勘(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1:5萬或者1:1萬的地形圖,由于這些地形圖大多為八九十年代的,時間久遠(yuǎn)更新緩慢,現(xiàn)場變化很大,室內(nèi)選好的路徑到現(xiàn)場往往發(fā)現(xiàn)不理想調(diào)、這就需要設(shè)計人員對線路全線進(jìn)行踏勘,用來彌補(bǔ)地圖已經(jīng)太陳舊的情況,而且現(xiàn)場踏勘只能看到局部的地物
4、,會出現(xiàn)顧此失彼的情況,無法從全局上統(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)。它是在計算機(jī)硬、軟件系統(tǒng)支持下,對整個或部分地球表層(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、儲存、管理、運算、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自地球表層各類地物的電磁波信息,并通過對這些信息進(jìn)行掃描、攝影、傳輸和處理,從而對地表各類地物和現(xiàn)象進(jìn)行遠(yuǎn)距離控測和識別的現(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)行測時和測距。 </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)簡析 </p><p> 無論是遙感(RS)還是航測都存在獲取周期長,代價高的特點,但由于其精度高較高,特別適用于大中型工程勘察設(shè)計使用。 </p><p> 以google公司為代表的免費地圖服務(wù),為我們提供了非常實用衛(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)星影像分別來自于美國Digital Globe公司的QuickBird衛(wèi)星、美國Earth Sat公司的Land-Sat-7衛(wèi)星、法國Spot公司;航拍數(shù)據(jù)主要來源英國Blue Sky公司、美國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年再次更新了我國大部分地區(qū)的數(shù)據(jù),使我國大部分區(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)的識別。 </p><
9、;p> 5.谷歌地圖在線路設(shè)計中的應(yīng)用 </p><p> 在輸電線路設(shè)計中,在傳統(tǒng)線路設(shè)計方法的基礎(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、危險點模擬仿真(結(jié)合Google Sketchup三維軟件)、線路定位優(yōu)化設(shè)計、線路沿線模擬飛行等。 </p><p> 5.1 輔助選線設(shè)計總體流程 </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,對輸電線路設(shè)計中選線工作進(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),與我國目前采用的國家坐標(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,我們在工程設(shè)計應(yīng)用中,首先需要對不同的坐標(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點校正:在實際工程中,我們可以借助RTK進(jìn)行坐標(biāo)點的校正統(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點校正是相同的,通過一些已知點,借助計算機(jī)軟件的強(qiáng)大計算功能,計算出不同坐
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)換計算未知點的坐標(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。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> 通過上述方法對谷歌地球與工程實際選用的
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,但對于輸電線路設(shè)計選線工作來說已經(jīng)基本滿足要求。 </p><p> 5.3 線路平斷面及危險點縱斷面 </p><p> 在選擇線路路徑時,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),同時初步考慮桿塔塔位位置,這就需要我們對線路路徑沿線斷面圖有一個初步的分析,而傳統(tǒng)的地形圖上的等高線不能很直觀的表示出來。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)無縫對接,
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)計專業(yè)軟件,初步進(jìn)行排桿定位,提高選線工作的設(shè)計深度,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)主要是由美國太空總署(NASA)和國防部國家測繪局(NIMA)聯(lián)合測量的,通過航天飛機(jī)雷達(dá)地形測繪手段,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,該測量數(shù)據(jù)覆蓋中國全境)和ASTER GDEM 30米高程數(shù)據(jù)進(jìn)行高程核對補(bǔ)充。這些數(shù)據(jù)目前是全球免費共享。 </p><p> 對于需要更高
17、精度數(shù)據(jù)的工程,可以借助GlobalMapper等軟件對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)行建模實景仿真。這里主要介紹利用Google Sketchup軟件進(jìn)行三維實景仿真。不僅可以提高設(shè)計人員對線路設(shè)計整體的把握,優(yōu)化
18、線路設(shè)計;還可以通過三維實景仿真,將勘察設(shè)計成果很好的展示給業(yè)主,使得業(yè)主對工程整體概況的了解更清晰、更直觀;也可以通過三維實景仿真將工程設(shè)計中的一些危險點及需要特別交代給施工單位的一些設(shè)計意圖更直觀、更清晰的表現(xiàn)出來,較少因施工單位對設(shè)計圖紙的理解偏差而產(chǎn)生一些不必要的錯誤,提高施工質(zhì)量。 </p><p> 線路設(shè)計三維實景仿真效果圖 </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,可以優(yōu)化輸電線路路徑,提高輸電線路設(shè)計精細(xì)化水平,降低線路工程造價,具有很好的社會效益和經(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
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