利用全数字化摄影测量技术进行输电线路勘测设计内外业一体化的方法

                          技术领域

本发明涉及一种利用全数字化摄影测量技术进行输电线路勘测设计内外业一体化的方法，属于输电线路勘测设计方法技术领域。

                          背景技术

随着计算机技术、航测技术的发展，上世纪九十年代末使航空摄影测量内业从模拟、解析阶段发展到了全部在计算机上实现的全数字化摄影测量阶段。航测内业工作在计算机上批量自动完成，显著降低了航片的质量及作业员的技术要求；自动空中三角测量大大减少了外业像控点的数量；GPS技术的发展与应用，使外业像控点的测量工作效率大幅度提高；此外，国产全数字化摄影测量系统(即适普软件)与国外全数字化摄影测量系统相比，具有界面友好，费用大幅度降低的显著优势。综上所述，使全数字化摄影测量技术在我国迅速推广应用。

全数字化摄影测量系统可以输出立体模型、正射影像图(DOM)、数字高程模型(DEM)、数字线划图(DLG)、数字栅格图(DRG)，利用其相应的软件模块可以生成数字地形图。

在电力系统的勘测部门很早就将航测技术应用于高压输电线路工程的测量工作中。随着GPS技术的发展，国产全数字摄影测量系统(适普软件)的开发，使以全数字化摄影测量系统、GPS技术为核心的全数字化摄影测量技术在高压输电线路工程勘测设计中推广应用成为可能。全数字摄影测量技术已经成为电力勘测设计系统较为前沿的一项技术，如何使全数字化摄影测量技术更好的服务于高压线路勘测设计成为研究的热点。2003年左右适普软件公司与电力系统合作开发了利用立体模型优化输电线路路径的软件模块，并且初步开发了从立体模型提取输电线路平断面图的软件模块。由于适普软件公司对输电线路勘测设计应用的研究与投入有限，优化路径模块功能不尽完善，提取线路平断面图模块得到的线路平断面图高程精度不能满足工程要求，而且与通用的输电线路测量设计一体化软件-道亨软件(SLCAD)没有批量处理软件数据接口。在线单点数据接口不但需要技术人员多，工作效率低，而且故障率较高，致使优化路径后使用GPS测量平断面图，并进入道亨软件，以达到工程的精度要求。

目前，电力系统勘测部门常用的勘测设计方法步骤为：(1)航飞；(2)GPS航测外控；(3)利用适普软件进行航内作业；(4)室内立体模型选线及实地落实；(5)根据优化后的路径，测量人员使用GPS野外采集平断面图数据；(6)将上述平断面图数据输入道亨软件，并生成线路平断面图；(7)在道亨软件平台上预排塔位；并使用GPS野外放样塔位；再将放样塔位结果输入道亨软件，利用道亨输电线路CAD软件生成平断面定位图，供设计人员进一步展开设计工作。

上述勘测设计方法的缺点是成本高、工作效率低、人员投入多、劳动强度大、质量得不到保证。

                          发明内容

本发明解决其技术问题所采用的技术方案：

本发明是在现有技术的基础上改进而成的，其主要改进点是利用适普软件生成的线路平断面图数据，再进行外业测量及调绘后，使用数据批量处理软件接口将平断面图数据输入道亨软件平台中。

本发明的具体方法步骤如下：

本发明的具体方法步骤包括有：(1)航飞：根据初步设计的路径进行航空摄影；(2)GPS航测外控：使用GPS野外测量像控点的三维坐标；并进行航外调绘；(3)利用适普软件进行航内作业：根据上述第(1)、(2)步所得的航空扫描信息、GPS外控结果、调绘资料，在适普软件即全数字摄影测量系统工作平台上进行自动空中三角测量，建立数字地面立体模型和生成数字正射影像地形图及DTM；(4)室内立体模型选线及实地落实：利用数字正射影像地形图、DTM和立体模型进行室内选线和优化路径；外业使用GPS的RTK工作模式将室内优化的路径放样到实地，并用GPS进行实地调整，将最终的转角坐标用GPS记录下来；其特征在于它还包括有以下五个步骤：

(5)采集平断面图数据：

利用适普virtuozo EPMapper软件，根据最终路线进行立体模型测图，同时生成路径平断面图数据文件；

(6)外业测量及调绘：

使用GPS的RTK工作模式，测量直线桩、高程校核点，并复测转角桩，同时测量从立体模型上无法分辨的坟、井、电力线类数据；使用GPS配套软件将数据通讯入计算机，并生成数据文件；

(7)使用数据批量处理接口软件进行数据转换：

使用数据批量处理接口软件首先读入外业测量和调绘的GPS数据及适普软件平断面图提取模块从立体模型中提取的平断面图数据，然后根据GPS数据校正航测平断面图数据，使高程一致；最后输出满足道亨软件格式的平断面图数据文件，后缀为TL；

(8)在道亨软件平台中测量设计：

将数据批量处理接口软件输出的平断面图数据交换文件调入道亨软件平台，经过编辑提供设计人员在同一平台预排塔位，利用GPS野外放样塔位桩，并将GPS采集的最终塔位数据输入道亨软件平台，供设计人员进一步开展设计工作；

(9)建立线路GIS：

将1∶5万扫描地形图、1∶1万正射影像图、塔位坐标成果数字化资料输入线路GIS平台；便于进行图属查询和属图查询，输出专题图。

本发明的有益效果如下：

(1)成本低：

全数字化摄影测量系统采用国产的适普软件，成本仅为国外同类系统(例如海拉瓦系统)的1/4；利用数据批量处理接口软件比单点同步平断面图数据采集硬件，可节约成本2万元/套；优化路径缩短路径长度、减少拆迁、改变塔型节约钢材等，可以显著节约投资；人员投入少，可以减少人力成本；工作效率提高，可以节约勘测设计成本。

(2)工作效率高：

采用国产全数字化摄影测量系统，与传统航测相比，对航片质量、技术人员水平要求显著降低，航测内业工作效率提高5倍；采用GPS进行航测外控，且与传统航测相比外控点减少60％，工作效率显著提高；采用数据批量处理接口软件，比适普软件提供的单点同步联机平断面图数据采集方法提高工作效率3-5倍，比优化路径后直接采用GPS野外采集平断面图数据提高工作效率2倍(不用适普软件内业通过立体模型采集平断面图数据)；总体上来说，本方法比采用传统工测方法提高工作效率3倍以上，比采用传统航测方法提高工作效率4倍以上。

(3)降低劳动强度：

一方面，采用国产全数字化摄影测量系统，由于工作效率提高和技术要求降低，航测内业技术人员劳动强度显著降低；另一方面，航测外控工作量减少，采用GPS工作效率提高，外业劳动强度降低；此外，由于数据批量处理接口软件解决了航测平断面图数据的精度和效率较低的问题，大部分平断面图数据采用航测方法得到，降低了野外工作的劳动强度；数据批量处理接口软件与适普软件提供的平断面图数据进入SLCAD平台的方法，由于其工作效率提高3-5倍，劳动强度也会显著降低。

(4)人员投入少：

航测内业工作效率提高，可以减少人员的投入；航测外控工作量减少及采用GPS，可以减少技术人员2-3人；数据批量处理接口软件投入应用，可以把适普软件和SLCAD联机作业的2位技术人员减少为1人，而且工作效率提高也可以减少人力资源的投入。

(5)质量可靠：

由于采用多项高新技术的一体化应用方法，将人为干预降到了最低，差错率显著降低；采用GPS进行外业数据采集，误差不进行积累；通过工程应用和检验，积累了一套严密的质量控制程序和方法。例如GPS野外作业要求，避免了基准站启动错误造成的差错。

(6)便于推广应用：

全数字化摄影测量系统采用国产的适普软件，不但沟通方便，而且费用较低，对航片质量和技术人员要求降低，便于推广应用；采用数据批量处理接口软件，操作简单，工作效率高，而且交换数据是原来电力设计院系统广泛应用的*.TL格式，便于理解和编辑；通过数据批量处理接口软件解决了航测数据高程精度校正和批量进入SLCAD平台的问题，而且弥补了SLCAD软件的GPS数据入库效率低及航测数据高程精度校正功能弱的不足，而SLCAD在电力勘测设计院系统的市场占有率达到95％。

(7)经济效益及社会效益显著：

优化路径缩短路径长度、减少房屋拆迁等减少工程的直接投资，工作效率提高，减少人力物力的投入，提供4D数字产品为电网GIS打下数据基础，获得显著的经济效益是显而易见的。本申请人已经利用该项技术完成500kV线路2500km，采用国产全数字化摄影测量系统优化路径4％计，每公里投资按180万元计算，节约投资18000万元，再加上减少拆迁和改变塔型节约钢材，保守估计在800万元左右；工作效率提高，减少勘测设计人力物力投入，按每公里节约4个组工日，每个组工日1000元计算，总共节省资金1000万元；利用4D及其它数字产品，为线路GIS提供基础数字化信息，按每公里后期采集费用2000元计算，可以节省500万元。总计节约资金1.95亿元，经济效益显著。

通过路径优化缩短路径长度及减少跨越、拆迁和树木砍伐，对环境起到了最大化保护，减少了耕地的占用；通过减少内、外业工作时间和强度，大大减轻了技术人员的劳动强度；通过提供丰富的数字化基础信息，为GIS提供了基础资料，使将来电网的GIS化管理更为现实、科学，社会效益显著。

                         附图说明

图1为本发明的原理框图。

图2为数据批量处理接口软件工作流程图。

图3为适普软件、数据批量处理接口软件、道亨软件、GPS一体化工作流程图。