基于输电线路GIS勘测设计系统的开发与应用

张灿

摘 要：随着我国城市化建设进程的加快，社会经济和电力网络的发展也越来越迅速，在人们日益增长的物质文化需求下，输电线路的质量高低直接决定着经济建设的成败。在输电线路的规划和设计中，路径的选择是一项非常重要的工作，必须具备高度的前瞻性，从而使得路径能够满足社会经济发展的方方面面。从目前的应用现状来看，输电电路的GIS勘测设计系统有着广泛的应用，为电力网络的布局与建设提供了有益的帮助，传统的输电线路勘测手段已经不能够满足社会建设的需求，因此，研究输电线路GIS勘测系统的开发与设计更加凸显出重要性。

关键词：输电线路;电力网络;GIS;开发;应用

中图分类号：TP315 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）19-0139-02

1 输电线路GIS勘测系统的概念分析

输电线路GIS勘测系统是一个综合性程度比较高的系统，它将先进的计算机技术、地理信息系统技术、仿真技术、数字技术以及DOM技术综合融入到一个平台之中，该平台从实际地理环境出发，结合输电线路勘测设计的应用需求，开发和研究出输电线路的应用模块，并且结合变电站的布点位置以及各个电压等级线路进行总体性的规划，利用计算机集成技术来进行路径的最优化选择，从目前的应用实际情况来看，输电线路GIS勘测系统具有较好的应用效果，可以解决传统勘测系统中工作量大、周期长、勘测精度不高的问题，对于整个智能电网的建设有着非常大的帮助。

2 传统勘测系统中存在的问题探析

在电力系统中，输电线路所通过的地域跨度比较大，会面临着各种各样的地质环境，线路路径的选择以及杆塔位置的建设都和地理环境密切相关。从目前输电线路的建设现状来看，输电线路工程的勘测设计一般都是以1：50000或者1：10000的比例尺來规划输电线路路径，但是这种传统的路径选择存在着非常大的问题。

首先，由于数据库的陈旧，线路设计人员想要从数据库中选择合适的数据比较困难，进行线路的优化也就更加困难。再加上一些地形以及建筑物的反馈不及时，造成了基础地理信息资料的空间表现能力较差。在传统的勘测工作中，为了避免数据库信息陈旧的不良影响，勘测工作人员往往会采用踏勘这种方式来弥补信息数据库的不足，但是踏勘这种方式也存在着极大的局限性，现场踏勘往往只能够看到局部的物体，不能够从全局的角度来进行线路的规划设计，再加上现场勘测过程中天气以及环境的影响，踏勘工作人员往往会陷入到“视野局限性”的怪圈之中，那么就很难对整体的输电线路进行规划。

其次，勘测设计人员的设计深度优先，设计水平有待提高。在传统的勘测设计工作中，工作人员往往会对一些比较特殊的位置进行测量和设计，而对于一般性的地区往往疏于管理，对于杆塔的建设、使用数量以及高度等方面通常是从自己的经验出发，这就造成了勘测设计工作的深度严重不足，造成了大量人力物力的浪费。

最后，在终堪工作中野外工作的工作量非常大，采用传统的勘测方式势必会降低工作作业的效率，而且在勘测的过程中需要砍伐大量的树木，且整个工作所耗费的时间比较长，成本也相对较高。随着我国城市化进程的发展，变电站的位置选择也更加体现出矛盾性的特点，经济发展较好的地区往往对电量的需求十分巨大，而这些地区又恰恰是各种厂房、建筑物以及基础设施建设密集的地方，因此，越接近负荷的中心，变电站的选址就显得更加困难。在传统的勘测工作中，输电线路工程的勘测设计一般都是以1：50000或者1：10000的比例尺来规划输电线路路径，在这种比例尺下的地图中空间的表现能力不足，再加上视野的限制，勘测工作人员很难通过这些传统的工具做出准确的规划。

3 输电线路GIS勘测设计的意义分析

随着我国城市化进程的加快，土地的稀缺性显得尤为突出，所以在输电线路的选择必须站在城市规划的高度上进行，而且在路径选择的过程中还要避开重要的军用设施、建筑设施、学校路段等，而且还要尽量不要跨越民房，那么传统的1：50000或者1：10000的比例尺已经不能够满足规划设计的需求，更无法满足建设智能电网的要求，如果采用全数字摄影测量技术以及无人机航拍等新型的勘测手段进行勘测，虽然效果比较好，但是成本高昂，很难在220kv以及220kv以下的线路勘测中使用。因此，输电线路GIS勘测设计就显得尤为重要。

从目前的技术特点来看，分析算法的出现与应用以及大规模地形现实、三维GIS关键技术的突破使得GIS技术已经走入到了实践应用阶段中。随着我国科学技术的飞速发展，国家地理信息系统得到了较好的完善，其技术也得到了提高与加强，尤其是在卫片影像分辨率以及地理信息航片等方面已经有了技术性的突破，就以目前江西省地理信息中心为例，地理信息卫片的影像分辨率可以达到1.0米，分辨率大大提升，为输电线路路径的规划和建设提供了极大的帮助。

4 输电线路GIS勘测设计系统的设计与应用

4.1 在线路初步设计中的应用

输电线路GIS勘测设计系统可以使得输电线路的选择更加优化，它可以依托强大的地理数字信息资源平台使得线路的设计基于比较可靠的数字化模型之上，在GIS勘测系统中，航片和卫片的视野是非常开阔的，而且还能够从全局性的视角出发使得选择的路线更加具有合理性和可靠性的特点，可以在较短的时间内找到最优路线，而且还能够大大加快设计的进度，降低成本。除此之外，输电线路GIS勘测系统还能够对施工图的深度进行优化设计，在设计过程中，可以利用系统中的DEM高程数据来实现多个线路走廊折面图的自动生成，那么设计人员就可以根据自动生成的地点进行预排杆位，并且结合当地的环境地质特点综合考虑，进而确定出最优的方案，随后，勘测设计人员可以根据最终选定的路径方案进行杆塔档距的规划与设计，可以在较短的时间内提升档距利用的系数，使得投资的成本进一步压缩。

4.2 设计施工图中的应用

在施工图的设计过程中，GIS勘测设计系统也起到了非常重要的作用，它可以帮助工作人员快速地确定出定线，准确地定出线路转角点的坐标和角度，并且结合GPS进行线路的选线定位工作，利用GIS系统可以自动生成路径的断面图，然后再进行预排杆位，通过系统来提取出预排的塔位坐标。这些工作完毕之后使用GPS来开展放样以及复核工作，在这样的工作流程下，可以显著地提高他为定位放样的效率，而且还可以实现不通视的放样测量，这样就可以减少对野外勘测中树木的砍伐，大大提高了工作的效率，同时还减少了资源的浪费。此外，GIS勘测设计系统的建设与应用还可以大大地减少线路野外的勘测难度，在输电线路的路径设计以及铺设过程中，不可避免地会出现大量的野外勘测工作，而且还会有着较大的地理环境跨度，使得野外勘测工作的难度大大提升，而GIS勘测设计系统的应用可以预先确定好预排杆位，可以在主要勘测活动发生之前对一些特殊的地段进行测量，尤其是对于一些地质环境复杂的地方，例如交叉地质跨越地段、补测杆塔基面等区域可以通过GIS勘测系统在较短的时间内完成准确的测量，而且对于一般地质环境下的断面点可以使用GIS系统来提取相关的地理信息数据，可以极大地减少杆塔平断面定位中断面点的测量数量，使得后续工作中的難度以及工作量均大大减少，而且在野外的勘测活动中往往会砍伐大量的树木，如果采用GIS系统进行勘测和测量不但能够缩短时间提高工作效率，而且对于野外地理环境的保护也起到了积极的作用。

4.3 设计评审中的应用

在目前的输电线路设计中，工程的设计评审往往会受到环境因素的限制，没有办法将工程现场环境中的相关因素充分考虑在内，那么最终的评审结果将不具备准确性的特点，如果应用GIS系统，那么就可以通过可视化的三维技术，将工程原本的环境展现在设计人员的眼前，设计人员就可以站在全局的高度进行设计，使得设计的深度不断加深、设计的方案不断优化，也进一步提升了设计与评审的效率与质量。

4.4 运行维护中的应用

在对输电线路的维护过程中，GIS系统起到了不容忽视的作用，GIS系统通过输电线路本体的建模，能够为整个线路的运行维护提供一个逼真、真实的三维平台，在这个平台之中，工作人员可以在较短的时间内找到故障发生的位置，并且该系统还能够为维修人员提供一定的故障分析判断，这非常有利于维修人员在较短的时间内制定出有效的抢修方案，缩短了故障诊断的时间。

5 结语

随着我国经济社会的飞速发展，输电线路的建设已经成为了当前智慧电网建设中的重头戏，从传统的的输电线路规划来看，常规的勘测方法存在着数据资料陈旧、数据采集困难、工作人员技术程度不高的问题，如果采用GIS勘测系统设计那么就可以极大地提升勘测的精度以及工作的效率。GIS勘测系统的应用是建立在当前先进的计算机技术以及数字化技术的基础之上进行的，大量的实践经验证明该方法具有很强的经济社会效益，在未来的发展中，GIS勘测系统必然将会有更加广泛的应用，能够为智能电网的建设提供较好的技术支持。

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