输电线路勘测设计与三维地理信息系统的结合

程晓前

【摘 要】本文主要论述了输电线路勘测设计与三维地理信息系统的结合的方式及效果，系统集成了勘测、设计、管理三大功能，使传统分散、繁琐的工作统一起来，并在各个模块之间有效的进行了数据的交互管理，实现继承了传统二维地理信息系统的分析、处理、储存电网数据以及高效运行管理电网系统的特点，同时它能描述线路与周围环境的空间关系。

【关键词】输电线路勘测设计；三维地理信息系统；结合

一、前言

随着“数字电力”的不断发展和完善，地理信息系统、三维技术和卫星遥感技术在电力系统中越来越起到不可估量的作用。传统工作模式手段落后，野外工作劳动量大，作业效率低，已不能适应“数字电力”的需要。建立“输电线路勘测设计地理信息系统”，是当前一个极为紧迫的任务。

二、输电线路勘测设计与三维地理信息系统问题的提出

传输线是位于地理空间中的人造结构。他们路途遥远，地理条件较为复杂，跨越多条输电线路和通信线路，往往穿越居民区，工厂等特殊区域。输电线路及其塔的位置与地理空间的位置密切相关，尤其是垂直方向的水平信息尤为重要，这使得二维地理信息系统无法满足精细化管理的要求。输电线路的勘测设计是电力工程建设的重要组成部分。传统输电线路勘察设计工作在可行性研究和初步设计阶段的主要模式是：室内人工地图上的路径追踪-人员现场勘察-回到地图中的室内路径校正-设计该行的详细计划---手动进行预算估算。在这个工作流程的中间，显示的落后的手段是：1979年发布的旧的和不完整的1/50000地形图，陈旧和显示不良，在平坦的土地和实际地形之间有较大的差别，特别是在土地特征的方面。该领域的工作量大，劳动效率低；设计文件不能以数字信息的形式表达和概括，不利于计算机数据库管理。使用三维地理信息系统和卫星遥感影像来正确解决上述问题的能力已成为设计机构提高设计质量，确保整体项目进度以及满足设计师和用户要求的关键环节。

三、勘测设计与三维地理信息系统的结合

（一）数字地图和卫星遥感影像叠加

地理信息系统是以数字地图为主要平台。它包含数字地图中丰富的基本地理信息。采用先进的DEM（数字高程模型）技术后，它具有传统地形图中不可用的详细X和Y.，Z三维坐标，缺点是不能反映地貌的具体特征；通过卫星遥感影像形成的卫星影像，可以反映地貌的最新特征，缺点是不具备X，Y，Z三维坐标。因此，为使这两者在勘察设计中具有实用价值，必须无缝堆叠，形成具有丰富基础地理信息的设计平台，能够反映地貌的最新特征。

（二）在系统中进行输电线路勘测设计

1.选线：在路线选择过程中，河流，居民区和建筑物以及其他设施被标记为限制點，以便在选定的通道附近实时显示与线路的垂直距离。周围地貌和地貌的安全距离使得设计者有了一个好主意，并且可以利用GIS自身的功能来计算距离和面积。

2.生成纵、横断面图：在选定的直线后，系统会自动生成所选直线的水平和垂直剖面，反映真实的地貌特征，距离该线的中心线米。（包含在数字地图中的地理要素）可以自动执行判断和识别，包括自动计算某些属性（如旋转角度）。

3.三维地理信息系统的应用：在平面上选线，定位不直观，需要生成与地理信息系统结合的地形信息系统的三维图像进行模拟，使人们有沉浸感。系统中的三维显示功能可以将一个或多个程序放置在三维地理信息系统中进行模拟飞行。设计师可以进行塔楼选择和路径比较。

4.转换数据格式传输线的设计软件平台是AutoCAD。在系统中选择行路径后，数据格式会自动转换为设计软件接受的格式。设计的传输线塔架坐标也可以直接输入到GPS中。网站放样。

5.一步到位预算在可行性研究和初步设计阶段，项目是否可以建立，项目是否合理，关键在于预算控制。该系统可以直接自动化设计师的多个计划的预算。预算调整和控制可以在现场进行。

四、输电线路的信息管理

在设计单位中，输电线路勘测设计图频率极高，往往无法集中管理。MIS中的线路和塔架的详细信息已得到改进，但只需要使用设计部门的一小部分。系统中的图纸管理模块可以对每条线的所有图纸进行集中管理，并将用于测量设计工作的MIS部分与该系统相结合。该模块嵌套在WORD，EXCEL，CAD等一系列平台中，方便设计人员阅读图纸和查询信息。

五、结构及流程

在输电线路勘测设计地理信息系统中，其结构包括二维应用组件，三维应用组件和数据库组件。用户界面友好，用户可以轻松享受，使用方便。该软件是根据设计者的习惯建立的。该过程如图1所示。

在保证体系和谐统一的前提下，每个过程都有一定的一致性和一定的独立性。有利于系统开发和二次开发。在电气化设计项目中，应用了输电线路勘测设计地理信息系统，并在系统中直接进行了初步设计，取得了一定成效。该软件模拟现场地形的真实场景，并使用2D，3D和数据库技术实现以下功能：

地图库管理和地图索引功能；输电线路设计选线路线功能；剖面分析分为垂直剖面和水平剖面，系统提供生成和分析功能的任意截面（任意位置，任意角度）；并设计软件数据自动交互功能；自动优化排条功能；自动生成物料表格和预算；各种统计功能；收集，编辑，创建数据库，查询和检索传输线路数据；模拟三维飞行演示功能。

输电线路勘测设计地理信息系统的应用具有以下优点：在可行性研究和初步设计阶段，无需离开房屋即可完成，可以了解现场实际情况，并快速方便地选择路线走，现场信息详细。使用设计软件的良好数据转换功能使设计人员可以更轻松，更快地完成设计任务。该系统可以进行个性化设计，以帮助设计师选择最佳的解繁琐的图纸审查任务以有组织和强大的方式组织在系统中。强大的数据库功能可统一管理相关图纸和传输线路信息进行管理和查询。

六、结束语

输电线路勘测设计地理信息系统将繁重的勘测设计野外、室内工作有效的结合，使勘测设计工作迈进了新的数字化领域。并在实际工程中，达到了提高工效、节省室内外资金开支的预期目的。

【参考文献】

[1] 李东亮，周学文，韩文军.电网工程设计三维地理信息系统应用探讨[J].能源与电力工程，2016，22（3）：40-44

[2] 景钦刚.基于GIS的三维输电线路规划设计系统的研究[J].电力建设，2008，29（6）：35-38