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摘要：我国电网跨越式发展对航空摄影测量技术在输电线路测绘领域的应用提出了更高的要求。近年来无人机航空拍摄技术的进步，越来越多测绘工作应用无人机获取影像数据。无人机体积小、机动灵活、生产效率高、综合成本低，在小区域和飞行困难地区的高分辨率影像快速获取方面具有明显优势。为了服务于智能电网建设，有必要进行无人机航空摄影测量技术应用的研究。 无人机技术由于其可以携带各种各样的设备和强劲的流动性特点，广泛应用于输电线路规划、测量、巡视、灾难应急响应及建设各领域，如电力有效提高工程基础设施运营的效率、系统的维护，弥补传统人工操作的不足。
关键词：无人机;输电线路;测量;应用
引言
目前无人机摄影测量技术发展迅速，已广泛应用于农业、林业、水利、国土资源、交通等国民经济各领域。由于输电线路一般都是远离居民聚集区域，往往沿着人迹罕至的高山密林地区布设，这就造成了工程地形条件复杂，勘测设计难度大等困难，为尽可能减少对人居的环境影响，同时为避免因征迁引起的工程造价、时间成本巨幅上升，如采用以往勘测方式，需大量砍伐通道，即不环保也不符合政府青山整治要求，非航测方式也会造成劳动强度大、效率低、工期滞后的影响。随着无人机技术的日趋成熟，目前正以较高的速度变得灵活、方便、高效。本文将对无人机技术管理、应用、测量进行研究论述。
1 无人机概述
在电力线上使用无人机的优点：它不受地理环境和自然环境等外部因素限制。由于外面有很多电力线，一旦碰到雨、雪等自然灾害天气时，人将无法完成一些巡视工作，而无人机可避免这些不利因素，减少检查和伤害造成事故;无人机系统的光学吊舱任务可以在现有网络系统中尽早发现各种隐患，因此无人机技术在电力系统中非常受欢迎。无人机设备的使用应注意以下两点：第一，不可能完全识别各种电路问题。目前，由于技术因素等各种限制，在无人机巡逻中，无人机仅针对一些常见问题进行快速识别，也无法实现对整个电力线路安全隐患的全面识别;第二，使用无人机拍照需花费很高的精力和时间。
2 无人机在电力输电线路应用
2.1 输电线路规划
在进行电力线路规划时，常用的方法是通过比较各种路径规划，经济的选择和实施方案，一般根据卫星影像或航拍图片来选择线路。这两种方法在实践中都有局限性。卫星图像由于受到卫星接收轨道和空中时间的限制，时效性较差，无法实现实时观测，更新较慢，这往往会导致地形地貌图斑的变化跟不上建设的即时变化。传统大飞机飞行必须要先报批，军事和民用航空部门对航线及工作时间有着严格的要求，费时且成本高，难以实现以较快的速度，低成本获得更准确的数据。无人机就能在这方面发挥更大的效率，它的应用与传统路线规划方法相比，体积小，费用低，可操作性强，可以在天气云层下面摄影测量，飞行高度低，可以获得更多的分辨率航空影像和数据，可以有效地减少不良的负面影响地面实地调查环境。
2.2 输电线路巡视
输电线路的巡视工作也重要，特别是山区夏季和冬季，夏天树林的成长会给供电线路造成不利因素，冬天的严寒会给线路带来结冰，特别是南方大雪，给山区的铁塔供电线路造成了很大的影响，线路的大范围结冰，给线路的巡视造成大的困难。只有通过检查和巡视，掌握线路的运行情况和周围环境的变化，及时发现设备的缺陷和危害线路安全的因素，及时排除故障，防止事故发生。检查的内容主要包括：（1）对线路的定期检查：主要是进行巡线管理，看否影响线路安全的因素。（2）专线：特殊巡线主要在冰冻灾害、暴雨、泥石流、洪水等灾害发生后异常运行等特殊情况下及时发现线路异常。（3）夜间巡逻：重点根据作业季节的特点、线路的健康状况和环境特点的确定以便确保供电的安全。（4）平时电路故障检查：根据设备运行情况，找出线路故障点，分析故障原因，排除故障。
2.3 输电线路测量
在输电线路的地形测量中，GPS和全站仪的使用对于测量线路底部的地形及附属物体更为重要。在使用全站仪等传统仪器测量时，测量范围需要满足通视条件，林区或较密的建筑区域内视野受到地形的限制，无法满足测量条件，这需要花费大量的时间和精力。无人机航测通常低空飞行，空域申请便利，受气候条件影响较小。对起降场地的要求限制较小，可通过一段较为平整的路面实现起降，在获取航拍影像时不用考虑飞行员的飞行安全，对获取数据时的地理空域以及气象条件要求较低，能够解决人工探测无法达到的地区监测功能。升空准备时间15分钟即可、操作简单、运输便利。车载系统可迅速到达作业区附近设站，根据任务要求每天可获取数十至两百平方公里的航测结果。
3 输电线路设计中传统测量与无人机测量分析
3.1 传统测量方式在山区等复杂环境输电线路测量中的局限性
传统的山区测量采用传统的三角网方法、虽说现在GPS-RTK等先进测量工具，技术及方法在测量工作是占据主导地位，有了广泛的应用，但由于输电线路的特殊性，要求测量的精度、线路上各牲点间的要求较高，因此测量精度不能完全保证，且耗费大量的人力物力，效率低下，由于山区地貌复杂，特别是杆塔位布点则需要人工脚点测量，效率一般;测量结果一般以散点的形式存在，不是很直观。
3.2 无人机测量在输电线路勘测设计中的优势
全国每年有大量的输电线路工程设计，但大多数短路径，复杂的输电线路的设计由于时间紧，技术要求高，特别是在城市等周边地区，要求多，安全措施多。无人机系统携带的数码相机、数字彩色航摄相机等设备可快速获取地表信息，获取超高分辨率数字影像和高精度定位数据，生成DEM、三维正射影像圖、三维景观模型、三维地表模型等二维、三维可视化数据，便于进行各类环境下应用系统的开发和应用，图像处理后可获得较高的3D产品数据、为DEM、DOM，DSM的未来智能电网建设地理信息数据提供详细和丰富的数据。
4 输电线路设计中无人机测量研究
4.1 无人机测量原始数据预处理
首先，结合待测区域采集的已知控制点，对控制点进行检查。为后续图像控制测量提供成果。通过对无人机测量数据进行处理，使航空摄影在属性上保持一致，确保图像匹配的准确性和嵌入的自然过渡，为后续处理奠定基础。通过相邻图像匹配的照片名称，同一点的相邻图像重叠区域均匀分布，满足重叠程度和区域网平差计算的要求，为后续的数据处理做好准备。实现空三加密定向精度匹配数字表面模型，利用数字高程模型的图像校正，正面投影拼接成结果数据。
4.2 无人机测量数据成果制作
利用无人机获得原始数据，可以得到高精度的DOM和DSM数据，更透视图区域地貌，结合线路特点、获取输电线路的地形条件，并结合沿线的交通、建设和环境保护，进行路径最优的解决方案，这样对针对设计输电线路进行优化，尽量减少对生态环境和居民的影响。
结语
综上所述，无人机航测系统运行相对简单，响应速度快，应用成本低，优点突出。通过将其应用于输电线路的带状地形图测量来缩短设计选线、定线时间。由于某些因素的影响，在应用中不可避免地存在一定的局限性，结合传统的测量方式，在输电线路选线及维护中可以作为一种有效的测量方法。研究利用无人机航摄技术，解决零散分布、小区域、带状测区的航空影像，获取需求，研究全数字航测路径优化技术，应用电力线路工程，提高线路勘察设计工作效率，提升勘察设计水平，降低劳动强度，解决电力线路工程精细化、智能化需求。
参考文献：
[1] 杨敏祥、李卫国等无人直升机在输电线路巡检中应用及关键技术问题探讨[J].智能电网2011，42-45。
[2] 陈逸川.朱诗卉.输电线路的无人机测距技术研究与应用[J].科技展望，2016，26（13）：106.
关键词：无人机;输电线路;测量;应用
引言
目前无人机摄影测量技术发展迅速，已广泛应用于农业、林业、水利、国土资源、交通等国民经济各领域。由于输电线路一般都是远离居民聚集区域，往往沿着人迹罕至的高山密林地区布设，这就造成了工程地形条件复杂，勘测设计难度大等困难，为尽可能减少对人居的环境影响，同时为避免因征迁引起的工程造价、时间成本巨幅上升，如采用以往勘测方式，需大量砍伐通道，即不环保也不符合政府青山整治要求，非航测方式也会造成劳动强度大、效率低、工期滞后的影响。随着无人机技术的日趋成熟，目前正以较高的速度变得灵活、方便、高效。本文将对无人机技术管理、应用、测量进行研究论述。
1 无人机概述
在电力线上使用无人机的优点：它不受地理环境和自然环境等外部因素限制。由于外面有很多电力线，一旦碰到雨、雪等自然灾害天气时，人将无法完成一些巡视工作，而无人机可避免这些不利因素，减少检查和伤害造成事故;无人机系统的光学吊舱任务可以在现有网络系统中尽早发现各种隐患，因此无人机技术在电力系统中非常受欢迎。无人机设备的使用应注意以下两点：第一，不可能完全识别各种电路问题。目前，由于技术因素等各种限制，在无人机巡逻中，无人机仅针对一些常见问题进行快速识别，也无法实现对整个电力线路安全隐患的全面识别;第二，使用无人机拍照需花费很高的精力和时间。
2 无人机在电力输电线路应用
2.1 输电线路规划
在进行电力线路规划时，常用的方法是通过比较各种路径规划，经济的选择和实施方案，一般根据卫星影像或航拍图片来选择线路。这两种方法在实践中都有局限性。卫星图像由于受到卫星接收轨道和空中时间的限制，时效性较差，无法实现实时观测，更新较慢，这往往会导致地形地貌图斑的变化跟不上建设的即时变化。传统大飞机飞行必须要先报批，军事和民用航空部门对航线及工作时间有着严格的要求，费时且成本高，难以实现以较快的速度，低成本获得更准确的数据。无人机就能在这方面发挥更大的效率，它的应用与传统路线规划方法相比，体积小，费用低，可操作性强，可以在天气云层下面摄影测量，飞行高度低，可以获得更多的分辨率航空影像和数据，可以有效地减少不良的负面影响地面实地调查环境。
2.2 输电线路巡视
输电线路的巡视工作也重要，特别是山区夏季和冬季，夏天树林的成长会给供电线路造成不利因素，冬天的严寒会给线路带来结冰，特别是南方大雪，给山区的铁塔供电线路造成了很大的影响，线路的大范围结冰，给线路的巡视造成大的困难。只有通过检查和巡视，掌握线路的运行情况和周围环境的变化，及时发现设备的缺陷和危害线路安全的因素，及时排除故障，防止事故发生。检查的内容主要包括：（1）对线路的定期检查：主要是进行巡线管理，看否影响线路安全的因素。（2）专线：特殊巡线主要在冰冻灾害、暴雨、泥石流、洪水等灾害发生后异常运行等特殊情况下及时发现线路异常。（3）夜间巡逻：重点根据作业季节的特点、线路的健康状况和环境特点的确定以便确保供电的安全。（4）平时电路故障检查：根据设备运行情况，找出线路故障点，分析故障原因，排除故障。
2.3 输电线路测量
在输电线路的地形测量中，GPS和全站仪的使用对于测量线路底部的地形及附属物体更为重要。在使用全站仪等传统仪器测量时，测量范围需要满足通视条件，林区或较密的建筑区域内视野受到地形的限制，无法满足测量条件，这需要花费大量的时间和精力。无人机航测通常低空飞行，空域申请便利，受气候条件影响较小。对起降场地的要求限制较小，可通过一段较为平整的路面实现起降，在获取航拍影像时不用考虑飞行员的飞行安全，对获取数据时的地理空域以及气象条件要求较低，能够解决人工探测无法达到的地区监测功能。升空准备时间15分钟即可、操作简单、运输便利。车载系统可迅速到达作业区附近设站，根据任务要求每天可获取数十至两百平方公里的航测结果。
3 输电线路设计中传统测量与无人机测量分析
3.1 传统测量方式在山区等复杂环境输电线路测量中的局限性
传统的山区测量采用传统的三角网方法、虽说现在GPS-RTK等先进测量工具，技术及方法在测量工作是占据主导地位，有了广泛的应用，但由于输电线路的特殊性，要求测量的精度、线路上各牲点间的要求较高，因此测量精度不能完全保证，且耗费大量的人力物力，效率低下，由于山区地貌复杂，特别是杆塔位布点则需要人工脚点测量，效率一般;测量结果一般以散点的形式存在，不是很直观。
3.2 无人机测量在输电线路勘测设计中的优势
全国每年有大量的输电线路工程设计，但大多数短路径，复杂的输电线路的设计由于时间紧，技术要求高，特别是在城市等周边地区，要求多，安全措施多。无人机系统携带的数码相机、数字彩色航摄相机等设备可快速获取地表信息，获取超高分辨率数字影像和高精度定位数据，生成DEM、三维正射影像圖、三维景观模型、三维地表模型等二维、三维可视化数据，便于进行各类环境下应用系统的开发和应用，图像处理后可获得较高的3D产品数据、为DEM、DOM，DSM的未来智能电网建设地理信息数据提供详细和丰富的数据。
4 输电线路设计中无人机测量研究
4.1 无人机测量原始数据预处理
首先，结合待测区域采集的已知控制点，对控制点进行检查。为后续图像控制测量提供成果。通过对无人机测量数据进行处理，使航空摄影在属性上保持一致，确保图像匹配的准确性和嵌入的自然过渡，为后续处理奠定基础。通过相邻图像匹配的照片名称，同一点的相邻图像重叠区域均匀分布，满足重叠程度和区域网平差计算的要求，为后续的数据处理做好准备。实现空三加密定向精度匹配数字表面模型，利用数字高程模型的图像校正，正面投影拼接成结果数据。
4.2 无人机测量数据成果制作
利用无人机获得原始数据，可以得到高精度的DOM和DSM数据，更透视图区域地貌，结合线路特点、获取输电线路的地形条件，并结合沿线的交通、建设和环境保护，进行路径最优的解决方案，这样对针对设计输电线路进行优化，尽量减少对生态环境和居民的影响。
结语
综上所述，无人机航测系统运行相对简单，响应速度快，应用成本低，优点突出。通过将其应用于输电线路的带状地形图测量来缩短设计选线、定线时间。由于某些因素的影响，在应用中不可避免地存在一定的局限性，结合传统的测量方式，在输电线路选线及维护中可以作为一种有效的测量方法。研究利用无人机航摄技术，解决零散分布、小区域、带状测区的航空影像，获取需求，研究全数字航测路径优化技术，应用电力线路工程，提高线路勘察设计工作效率，提升勘察设计水平，降低劳动强度，解决电力线路工程精细化、智能化需求。
参考文献：
[1] 杨敏祥、李卫国等无人直升机在输电线路巡检中应用及关键技术问题探讨[J].智能电网2011，42-45。
[2] 陈逸川.朱诗卉.输电线路的无人机测距技术研究与应用[J].科技展望，2016，26（13）：106.