无人机测量在山区输电线路设计中的应用

无人机测量在山区输电线路设计中的应用
摘要：输电线路是国家电力网络的重要组成部分，随着用户对电力需求的增加，电力网络覆盖愈加全面。

无人机航测系统基础测量的有效手段，优势十分突出，
能将测量信息更为准确、全面的展现出来，在多个领域发挥了重要的作用，尤其
是在地理信息测量和获取上，效果较为优异。

本文探讨无人机摄影测量的应用，
精度分析试验结果，结果表明无人机航测技术可作为传统航测手段强有力的补充，具有广阔的应用前景。

关键词：无人机测量；山区输电线路；应用
1引言
随着社会经济的快速发展，对电力的需求量不断增加，我国不仅加快跨区电
网和特高压电网等工程的建设步伐，T接线和π接线等工程也随之增多，进一步
促进了电力工程的发展。

通常山区由于地理、交通和环境等因素的影响，难以满
足电力线路工程的要求，而常规工测技术的机动性差，不仅会破坏生态环境，作
业周期长且劳动强度大，不适用于山区，难以有效适应智能电网建设的发展需求，而无人机摄影测量技术的利用可以很好地解决这一问题，达到良好的应用效果，
以推动电网工程的整体发展。

2无人机航测系统概述
无人机航测系统的各个部件选择上，无人机飞行平台选择固定翼无人机，其
成本较低，而且在低速飞行中较为平稳，优势突出。

飞行控制系统能对飞行过程
进行控制，同时完成飞行任务，通风管对不同参数的传输，让工作人员能实时掌
握飞行情况。

飞行控制系统在测量点能控制快门曝光，相机更好对焦，统一各项
参数，保证测量稳定。

地面控制系统能对测量前期进行测量地点的查询，确定航
测路线，设置无人机航测系统的各项参数。

在航测过程中，更为直观显示飞行参数，方便工作人员进行相应的调整。

在航测完成之后能将测量到的影像输出，以
便后续的分析处理。

无人机航测系统能凭借其自身的特点，较好的获取被测地区
的地形图状况，尤其是在输电线路带状地形图测绘中，优势更为凸显。

3无人机测量特点
低空无人机具有巨大的优势，可以超低空飞行，在云下飞行航摄，弥补了卫
星光学遥感和普通航空摄影经常受云层遮挡的不足，影像数据清晰、无遮挡；无
人机操作明了，人员培训成本低；无人机测量由于低空更接近目标，可获取更高
分辨率的影像；具有高机动性从而得到多角度、多建筑面的地面景物影像，用于
三维建模；无人机相对于传统测量设备，使用成本低，操作便捷；无人机测量系
统结构简单，维修方便，同时不起飞和停放占用空间小，可以随时起落，因而灵
活机动，适应性强，容易成为用户自主拥有的设备；回避了飞行员人身安全和费
用问题。

比起传统野外测量技术，无人机航测方法具有周期短、速度快、成本低
等特点，有着巨大优势。

4无人机航测系统在输电线路带状地形图中的应用
4.1获取无人机航测数据
（1）收集航测区域资料。

在航测开始之前，现场踏勘，分析当地的地质条件和周边环境变化，更为完整的收集相关资料，确定航测区域的地形图，以便更好
的根据地形的变化确定航测计划，同时确定GPS控制点坐标。

（2）飞行设计。

根据航测区域地形图，掌握周边地区地形变化情况，在本次测量中，确定海拔高
度和地面分辨率、带宽等参数。

无人机在航测过程中，飞行高度越低，带宽越小，
相应的精度会明显提升，但是为了满足输电线路设计要求，要求较大的带宽。

一
般的平衡方式就是无人机飞行多条航线，形成区域网来增加带宽，但是相应的内
业和外业工作量会明显增加，也会让航测时间明显增多，在一定程度上降低了工
作效率，增加工作成本。

因此选择为单航线和双航线共同进行的方式。

（3）采
集数据。

根据输电线路建设要求，结合航测区域的地形变化，进行航线规划，并
且写入飞行控制系统，借助地面控制系统按照预定航线控制无人机飞行，无人机
在预定航线飞行过程中控制相机拍摄。

将拍摄到的的所有影像，确定相邻相片参数，确保其达到飞行要求。

4.2优化排位设计
运用道亨输电线路三维选线及设计平台，通过手工排位、智能排位，有效提
高设计工作效率，利用三维仿真技术的立体显示，可直观地观察设计电力线与周
围障碍物在空间上的关系，如交叉线路在空间上的距离、设计电力线路与线下走
廊范围内经济作物的净空等，并调整杆塔位置及杆塔高度。

线路设计完成后可得
到与实际情况基本一致的三维效果展示图，通过查看不同对象线路设计的基本信息，同时为方便施工和查看，可将三维图形转换为二维的CAD文件，通过此种方
式与目前实际的设计手段接轨，实现二维、三维的自由转换。

通过二维文件与三
维文件的交互关系，实现两者的同步修改。

4.3影像处理
分析无人机航测系统在输电线路带状地形图中的应用效果，各项参数基本上
都符合国家规范要求。

地形变化越明显，相应的高程精度会发生较大的变化，而
丘陵地带的高程精度最佳平面精度效果较好。

将制作完成的输电线路带状地形图
进行精度分析，包括地理精度分析和数学精度分析。

借助外业巡视方式分析地理
要素是否正确，数据是否完成，以及数据选择出力过程是否合理，对整个过程进
行检查评定。

然后分析带状地形图的平面位置和高程参数，对测量位置进行实测，然后和带状地形图对比，通过计算是否存在误差，分析带状地形图上抽选点和实
际情况的参数误差。

在保证精度的基础上，结合航测地区地貌差异的变化，划分
不同的评定区域，两方面的检查同步进行，确保样本检查时能均匀选择，也能在
坐标采集的同时，根据现场情况确定图面信息。

受到不同地形对于各项参数的影响，将航测区域划分成为不同的平定模块，在不同的模块进行独立评定。

为了验
证参数的精度，避免选取点位置和带状地形图上位置上的人为偏差，在各个模块
选取点位置确定上，均匀选择200个独立地物检查。

5使用无人机测量应注意事项
操控无人机航拍前需掌握一些专业知识。

使无人机测量过程安全可靠，测量
成果具有足够的精度，满足输电线路设计要求。

无人机航拍前需注意天气和场地
的问题。

选取空旷的地方，对周围及待飞区域地形、地貌及敏感地物调查清楚。

当前无人机测量技术在输电线路设计方面能够满足一定的生产需求，但其精度和
可靠性有待进一步的研究和加强，也是今后研究的热点和难点。

无人机测量最重
要的还是增加对无人机性能的了解，提高操控技术，在日常飞行中多进行安全检查，同时，要尽量避免在人多的地方低空航拍，尽量选择空旷的地方。

6结束语
综上，相较于传统摄影测量而言，无人机航测技术具有低成本，高度集成，
高分辨率，高机动性等特点，将其用于电力线路工程中，可以有效补充传统摄影
测量手段，进一步实现数字化电网的发展。

目前无人机航测技术的发展相对成熟，不仅可以解决加载大像幅／多镜头数码相机，还能实现定位系统与高精度的控制。

未来科技进一步发展的过程中，系统配套硬件将会更加完善，无人机航测系统的实用性和安全性将会进一步提高，具备更为广阔的应用前景。

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