航測(cè)電力選線信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、航測(cè)電力選線信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)摘要:本文基于筆者多年從事電力選線勘測(cè)的相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn)，以基于航測(cè)的電力選線系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)為研究對(duì)象，深度探討了應(yīng)用航測(cè)影像進(jìn)行電力線路設(shè)計(jì)的方法、流程及信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)思路，相信對(duì)同行能有所裨益。關(guān)鍵詞:航測(cè)電力選線設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)對(duì)地觀測(cè)技術(shù)可以快速、準(zhǔn)確、大量地提供城市空間基礎(chǔ)信息,已經(jīng)成為當(dāng)今國(guó)內(nèi)外城市地理信息獲取的重要技術(shù)手段。而其中的航空攝影測(cè)量技術(shù)以其成本低、機(jī)動(dòng)靈活、獲取的空間信息分辨率高而備受關(guān)注。高壓電力線路設(shè)計(jì)就是按照一定的原則規(guī)劃一條從電廠到變壓站之間最優(yōu)的輸電線路。按照電力線路設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)一條優(yōu)化的線路要求對(duì)線路跨區(qū)內(nèi)的地貌、地物和地質(zhì)情況非

2、常了解，傳統(tǒng)的方法要實(shí)現(xiàn)這點(diǎn)是非常困難的。遙感圖像是地表的真實(shí)拷貝，具有覆蓋面大、數(shù)據(jù)現(xiàn)勢(shì)和信息直觀的特點(diǎn)，其光譜信息可以反映地質(zhì)特征，在電力線路的規(guī)劃中可以起到很好的輔助作用。利用高分辨率航測(cè)影像進(jìn)行線路設(shè)計(jì)能夠大大地提高線路設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量。在高壓輸電線路設(shè)計(jì)工程中，地形變化相對(duì)緩慢，利用已有的DEM（數(shù)字高程模型）數(shù)據(jù)建立三維模型，進(jìn)行通視性分析、弧垂分析以及受力分析，則可以大大減少成本。1應(yīng)用航測(cè)影像設(shè)計(jì)電力線路的方法和流程1.1數(shù)據(jù)預(yù)處理數(shù)據(jù)的預(yù)處理包括航測(cè)影像、DEM和控制點(diǎn)數(shù)據(jù)的預(yù)處理。在利用航測(cè)影像之前需要對(duì)影像進(jìn)行檢查，確認(rèn)影像的整體質(zhì)量，即影像是否存在現(xiàn)有技術(shù)不能修正的輻射缺

3、陷，如果是光學(xué)影像還要考慮圖像上云的覆蓋面積是否太大等。另外，還要根據(jù)所采用的軟件的幾何精糾正模型，選用適當(dāng)級(jí)別影像數(shù)據(jù)產(chǎn)品。根據(jù)應(yīng)用的需要對(duì)影像進(jìn)行輻射增強(qiáng)等方面處理，突出感興趣的地物特征。地面控制點(diǎn)（GCP）是影像幾何精糾正中不可缺少的基準(zhǔn)數(shù)據(jù),GCP獲取有多種方法。（1）從數(shù)字柵格地圖（DRG）上選取。這是一種最經(jīng)濟(jì)可行的方法，適合于有地形圖的地區(qū)。對(duì)照影像在DRG上判讀對(duì)應(yīng)的同名點(diǎn)，同時(shí)從DRG上讀出該點(diǎn)的大地坐標(biāo)。（2）從已有正射影像上獲取。如果影像所覆蓋地區(qū)已有舊的DOM（航片或衛(wèi)片）,可以對(duì)照DOM在待糾正的影像上尋找同名點(diǎn)，從而獲取該點(diǎn)的大地坐標(biāo)。（3）用GPS或傳統(tǒng)的野外測(cè)量

4、的方法獲取。在待糾正影像上選擇明顯點(diǎn)作為地面控制點(diǎn),到野外用GPS或傳統(tǒng)測(cè)量的方式實(shí)測(cè)這些點(diǎn)的大地坐標(biāo)。這種方式的成本是很高的，適合于無(wú)地圖的地區(qū)。1.2航測(cè)影像精糾正航測(cè)影像在獲取時(shí)由于搭載平臺(tái)、傳感器、地球曲率和地形起伏等影響往往會(huì)造成影像幾何畸變，為了改正這些畸變，同時(shí)把影像納入到特定的制圖坐標(biāo)系統(tǒng)中，就需要進(jìn)行影像幾何糾正。航測(cè)影像幾何糾正包括兩個(gè)步驟：(1)計(jì)算新圖像上相應(yīng)像素的位置，一般采用已知糾正后圖像的位置反算該像素在待糾止圖像上的位置;(2)計(jì)算糾正后圖像上像索的灰度值，如果反算到待糾下圖像下的像素位置正好落在像素上，就取該像素的灰度值為糾正后圖像的灰度值，否則要根據(jù)待糾正圖

5、像下的相鄰像素來(lái)內(nèi)插。不同類型的航測(cè)影像采用不同的幾何糾正模型，糾正模型參數(shù)需要通過(guò)控制點(diǎn)來(lái)精確解算，如果地形起伏比較大,同時(shí)幾何精度要求又比較高，還需要通過(guò)DEM來(lái)改正地形起伏引起的投影差，以達(dá)到對(duì)遙感圖像進(jìn)行精糾正的目的。1.3圖像接邊和鑲嵌電力線路一個(gè)明顯特點(diǎn)就是跨越區(qū)域成狹長(zhǎng)條帶狀，常常超出一景影像覆蓋的范圍，這就需要對(duì)多景影像進(jìn)行鑲嵌處理，形成能夠覆蓋整個(gè)線路的大影像，在進(jìn)行圖像鑲嵌前，為了保證不同影像之間的幾何位置的一致性，需要對(duì)影像進(jìn)行接邊處理；同時(shí)為了使得鑲嵌后的影像在色調(diào)上階調(diào)一致，還要進(jìn)行色調(diào)匹配處理。1.4圖像融合不同的傳感器獲取的影像具有不同的特點(diǎn)，例如有的獲取的數(shù)據(jù)的

6、幾何分辨率高，有的獲取的遙感圖像光譜分辨率高，光譜信息豐富等。在電力線路設(shè)計(jì)中幾何分辨率和光譜信息對(duì)地物判讀和地質(zhì)條件解譯有著重要的意義。為了綜合不同影像的幾何和光譜優(yōu)勢(shì)信息，采用圖像融合技術(shù)進(jìn)行處理。圖像融合就是對(duì)幾何配準(zhǔn)好的同源或非同源圖像，前常用的方法有：加權(quán)、小波變換、彩色變換，主分量變換和邊緣增強(qiáng)等融合方法，融合方法的選用要根據(jù)應(yīng)用目的和圖像的具體情況來(lái)決定。1.5線路設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)幾何糾正和融合處理后的遙感圖像，不僅提供了精確的幾何位置信息，同時(shí)還提供了現(xiàn)勢(shì)、豐富的地物信息，以此為地理基礎(chǔ)結(jié)合其他輔助信息、規(guī)范和設(shè)計(jì)人員的專業(yè)知識(shí)就可以進(jìn)行線路設(shè)計(jì)。通過(guò)地物判讀和地質(zhì)條件分析可以確定線路

7、的轉(zhuǎn)角位置，并以矢量形式標(biāo)注在航測(cè)影像上。根據(jù)圖像幾何分辨率對(duì)房屋和交叉跨越進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，從多個(gè)設(shè)計(jì)方案中優(yōu)化篩選，對(duì)室內(nèi)判斷有疑問(wèn)的地物，進(jìn)行野外實(shí)地重點(diǎn)踏勘，然后修改、優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。2基于航測(cè)影像的電力選線系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1數(shù)據(jù)需求勘測(cè)設(shè)計(jì)單位可以根據(jù)自己的需求，選擇準(zhǔn)備以下數(shù)據(jù)。(1)提供DEM數(shù)據(jù)，可以根據(jù)自己的需要選擇合適精度的DEM(2)1:10000或者1:50000的地形圖。(3)航測(cè)數(shù)據(jù)。2.2軟件功能選線模塊影像界面：支持多種格式的影像數(shù)據(jù)。支持主流的地理編碼影響格式，如GEOTIFFTIFFWORD。一般線路都比較長(zhǎng)擻據(jù)量都比較大，因此要能在大數(shù)據(jù)量的狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)快速漫游，以

8、保證量測(cè)的流暢性。影像按層存放。提供調(diào)整影像亮度對(duì)比度的功能。矢量界面：可以自己根據(jù)影像的坐標(biāo)來(lái)設(shè)置矢量坐標(biāo)邊界(類似IGS測(cè)圖的按正射影像設(shè)置矢量邊界)?？梢匀斯ぴO(shè)置矢量邊界。矢量數(shù)據(jù)有自己的格式存儲(chǔ)(或者是XYZ格式或者是其他格式)。能夠輸出DXF文件格式。最主要是能夠輸出拐點(diǎn)坐標(biāo)文件(文件格式同3DMP生成的拐點(diǎn)坐標(biāo)相同。線路量測(cè)：提供某點(diǎn)到線路的垂直距離的量測(cè)功能。量測(cè)交叉角。量測(cè)距離的功能。支持鍵盤(pán)輸入拐點(diǎn)坐標(biāo)的辦法來(lái)選線。編輯功能：能選擇線路，更改線路結(jié)點(diǎn)。能查看結(jié)點(diǎn)坐標(biāo)。查看線路代碼，連接，打斷功能。影像糾正模塊(1)支持多種影像格式;(2)支持控制點(diǎn)糾正功能;(3)支持影像到影像糾正功能即用糾正的地形圖糾正影像。223影像配準(zhǔn)模塊提供不同分辨率影像的配準(zhǔn)功能，為影像糾正帶來(lái)的方便。地圖糾正模塊具備對(duì)1:10000和1:50000地圖糾正功能：糾正后的地圖可以選擇裁掉內(nèi)圖廓以外的部分；對(duì)糾正后的地圖進(jìn)行拼接功能；對(duì)拼接后的大圖按條帶裁切。三維漫游該模塊具有以下功能：DEM數(shù)據(jù)和影像數(shù)據(jù)疊合