输电线路小范围运行环境探测技术研究及应用

田立 徐全利 答朝军

摘要：在输电线路小范围内，运用环境探测技术能够对输电线路的整体运行情况进行实时的监测，一旦发现问题可以第一时间内被发现并解决，从而有效的保障了整个输电线路内的运行质量和可靠性。本文将对无人机及图像合成技术作为重要的分析内容，对输电线路小范围运行环境探测技术进行探讨，以供业界人士参考。

关键词：输电线路;小范围运行环境;探测技术;无人机;拍摄;山体滑坡;塔风灾害

为了充分的保障输电线路的运行可靠性和安全性，必须要及时的获取输电线路周边的运行环境相关信息，准确地描述出输电线路实时的运行状态。本文主要就无人机及图像合成技术为重点研究内容，对输电线路周围可能存在的各类安全隐患以及地形地貌导致的干扰因素进行分析，以此为基础提出建立一套高效的三维地理信息图来为后续的线路运营、维护、抢修及隐患排查等工作提供有效的技术支持。先进技术的应用能够充分的满足输电线路运维工作的各类需求，一旦发现故障可以在第一时间内进行反应和治理，从而确保我国电力行业的稳定发展。

一、无人机拍摄技术的分析

1、拍摄成果分析评价

对无人机拍摄质量进行分析研究，可以及时的发现探测技术中可能存在的问题并加以解决。现有的拍摄模式在实际情况中面对情况的变化而出现各种不足可能会遇到各种拍摄能力不足问题，所以必须对现有的拍摄模式进行适当的完善和优化，从而才能确保得到良好的小范围环境探测结果。目前无人机拍摄技术中，主要存在的问题有倾角过大、基线短、像幅小等，将对无人机的拍摄影像质量造成极大的影响，针对这些问题需要采取更为有针对性的解决措施，比如，运用有效重叠技术、航高差技术或者是航线弯曲度技术等都能够达到良好的无人机拍摄效果。

2、拍摄成果整合利用

对无人机的拍摄成果必须要进行整合，才能够实现充分的利用。而为了實现预期的整合效果，最为重要的是需要做好空中抓拍图像的拼接与整合处理工作，从而实现对于飞行区域的地形、地貌真实有效的图像反映，使输电线路小范围运行环境探测得到更为准确的结果。目前主要采用的整合方法是基于特征点的拼接方法来进行成果的整合，利用该方法需要将各个图像的重叠度按照一定的逻辑进行计算，从而得出相片的拼接顺序，良好的逻辑算法可以有效地提高相片的拼接效率。在进行特征点匹配的过程中，通过查找具有一定重叠度的照片来进行同名点的寻找，能够保证重叠度的合理性。寻求同名点的方法可以有很多种，但是无人机在拍摄时往往会受到大气气流的干扰，经常会出现拍摄图像不稳的问题，将会直接影响到照片的拍摄效果，从而使重叠度的查找工作遇到一些难度。另外，传统的匹配模式由于有着较大的随意性会引来诸多的误差，有时甚至会出现完全无法匹配的情况。为了有效的解决这些问题，在对无人机拍摄成果进行整合时，我们可以适用SIFT匹配方法，进行一定程度的匹配后，在进行重叠度的采样，能够充分的保证图像的整合度。

二、山体滑坡干扰探测分析

为了更好的体现输电线路小范围运行环境探测技术的应用成果，本文将以某山坡的山体滑坡情况进行探测分析。该山坡上经过连续降雨之后，出现了滑坡灾害，为了及时获取滑坡现场的资料，对现场进行了拍摄，拍摄结果经过充分的分析和探讨，为运输线路的使用提供了有力的帮助。

1、充分的前期准备工作

在运用环境探测技术之前，需要对无人机拍摄图像的原则进行充分的了解。将拍摄的有效图形范围加以控制，一般情况下应该将旁向重叠度及相片的航向控制在50%至80%之间;误差控制在5%以内;旋偏角控制在8°以内;影像的地面分辨率需要与成图的比例尺一致;对于影像的色彩饱和度、光晕和暗影等情况也要加以重视。不仅如此，在进行前期准备工作时，需要将单张影像阴影面积控制在总面积的30%以下，这样才能够充分保障后期的整合效果。

2、拍摄的探测成果整合

拍摄的探测成果整合主要是运用影像匹配技术识别每一张图片的同名定向点，之后将每个原始图像进行坐标文件生成，从而更方便于观测和使用。在进行拍摄成果整合时，需要以第一张图片的坐标系作为基准点，然后再对其他相片进行坐标处理，将有效的提高整合效率，也能保障整合效果。具体而言在进行整合操作时，需要注意以下几方面的问题：其一，需要利用光束法来进行单航带自由网平差，从而得出单航带定向点文件;其次，进行下调航带的绝对定向处理，在同一的坐标系中对所有的影像图片进行统一的规划处理;其三，最后一步进行航带的自由网平差计算时，需要对下条航带控制点进行充分的选择，同时利用多视角图像匹配技术，最终生成同名像点的三维坐标。

3、可生成数字高程模型

需要对无人机拍摄的有效进行充分的收集和处理，再通过DEM方法生成最终的数据高程模型，以此将获得最为优秀的测绘结果。借助于相关先进的软件工具能够实现对山体滑坡区域的准确测绘，为现场开展援救工作也能够提供良好的。数据支持。不仅如此，无人机航测的技术能够有效的满足现场的山体滑坡区域值与测绘值误差限制，这也意味着输电线路小范围运行环境勘测技术可以在输电线路运行环境监测中得到充分的利用，而且监测成绩十分显著。

三、塔风灾害灾后探测分析

为进一步加强输电线路小范围运行环境探测技术的研究，本文将再举一案例进行分析。该案例为塔风灾害灾后的探测，某区域遭遇了龙卷风侵袭，导致了倒塔情况的出现。新建塔杆的位置在施工建设时由于会对周边生态环境造成的影响，所以必须要进行所在地形的精准测绘工作。首先，利用无人机技术在现场进行20分钟的航拍，之后运用专业的建模软件技术对所获得的拍摄图像进行分析和处理，最终生成数字高程模型。该高程模型会为后续的施工建设以及未来的电力运营管理提供有力的数据支持。此外，通过该高程模型也能够准确的确定出新建的塔杆的坐标，从而满足输电线路运行工作中对于塔杆位置的确定要求。如果考虑到相关水利法规对于河堤稳定或环境的规定，高程模型也能够为后续的工程建设提供有力的数据保护，帮助工程的施工建设能够充分的满足各项法律法规。值得关注的是，在对固定区域进行确定的过程中，采用数字高程模型能够对该区域进行合理的面积计算，从而有效地避免了在施工建设中由于面积过大而导致的环境影响或者对周边居民的影响，从而保障了施工建设的合理性和顺利的施工，也能够在一定程度上节约施工成本。

结束语：综上所述，通过以上的研究可以表明，输电线路小范围运行环境勘测技术能够满足我国现有的输电线路管理需要，尤其是无人机有效技术随着科学技术的发展进步，已经极大地提高了影像的质量，拍摄影像无论是在精度上、拼接效率上，亦或是整合度上都有了显著的提高。这些技术的铺垫能够使输电线路小范围运行环境探测技术获得更好的使用能力，未来该技术在电力行业中将会获得越来越广泛的普及，相关从业人员应该加强对于输电线路小范围运行环境探测技术的研究力度和使用能力，利用先进的技术手段进一步的保障输电线路的运行可靠性。

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