电力工程测绘机载激光雷达技术应用

何佾生

摘要：当前，激光雷达技术能够进行非常精准的目标识别和定位，并通过数据等形式进行信息传递，从而展现出高科技应用的成效。通过将激光雷达技术运用于电力工程测绘项目，可以在信息收集、数据处理等方面取得更大的进展，从而推动电力工程测绘精准度的大幅提升。

关键词：机载激光雷达;电力工程勘测;测绘技术应用

引言

1机载激光雷达技术概述

1.1基本概念

所谓激光雷达技术，就是借助激光在接触物体时会出现反射的特性，利用回波来对物体之间的距离、位置、方向等进行测量，同时还可以辨别出需要定位的目标，而不至于对被测物体造成伤害或者妨碍。机载激光雷达集成了GPS定位系统、IMU高精度光纤以及激光扫描仪，是具有极高精准度的探测和测距系统。

1.2运行原理

从目前电力工程测绘项目的实际需求来看，机载激光雷达技术主要发挥探测和测距的作用，其运行原理为波的反射。具体来说，就是通过使用测距激光设备，反复地发出连续的激光，当激光接触到目标物体后将会反射回来，从而测出激光发射器与目标物体之间的方向、位置、距离关系，或者探测发现所需要寻找的目标物体。

1.3技术优势

机载激光雷达技术在电力工程测绘中的应用优势，主要体现在获取数据多、测绘精度高两个方面。一方面，机载激光雷达技术可以在较短时间内进行大量的数据采集，从而减少了不同时段数据的变动所带来的处理偏差，从而更好地保证了数据处理的及时性和有效性。另一方面，外界的光、风等自然因素以及人为操作因素对于机载激光雷达技术的干扰极小甚至可以忽略不计，因而测绘的精准度非常高，更加适用于电力工程等有着较高安全性要求的项目。

2机载激光雷达技术在电力工程测绘中的具体应用

2.1在电力线路优化设计方面的应用

在电力企业的电网建设工程中，电力线路的选择不仅关系到工程建设的铺设成本和耗材使用等经济效益，还涉及到线路周边环境对工程施工以及线路维护等造成的影响，因而需要结合诸多因素进行综合考察，确定最优化的电力选线方案，才能够实现电力供应和经济效益的共赢。机载激光雷达技术在线路设计上的应用，主要体现在以下几个方面：第一，进行线路规划以及电网立杆点的选择，通过激光技术进行整个线路的距离测绘，并结合相关参数进行细致地分析，从而对立杆点位和线路设计的经济性和可靠性进行计算和分析。第二，进行线路沿线树木砍伐的面积测算。在电力工程线路铺设过程中，不可避免地需要砍伐沿线的树木，而通过对面积进行精准测算，可以将工程施工对自然环境的影响降至最低。第三，进行沿线房屋拆迁的测绘和费用测算。

2.2在电力系统线路巡检方面的应用

随着现代产业的深入发展，电力的生活、生產需求越来越高，电网项目特别是高压、长距离电力等配送的输变电日益增加，能否实现线路建成后的安全、稳定、高效运行，是当前电力企业非常重视也十分重要的议题。因此，电力企业必须要加强对电网线路的实时测绘，从而掌握电网运行的即时信息，以随时进行维护和故障排除，保障用户的用电安全和稳定。

2.3在可视化管理方面的应用

我国电力企业在线路系统识别和管理方面，长期以来一直使用基于二维坐标的GIS系统，这种以二维为核心、采取几何图形方式表现出来的测绘图并不能真实展现出线路、杆塔等设备或者电力设施周边的具体情况，对于自然环境、地形地貌的描述比较抽象，对于管理、观测、检修人员的综合素质有着较高的要求，而且容易因图层叠加而忽视个别细节，从而导致电网系统的安全隐患未能在第一时间被发现和解决。相比之下，机载激光雷达技术以其良好的穿透性和反射性，可以非常精准地测绘出所有地形、地貌的具体情况，并且通过“回波信号——数据信息———模拟影像”的数据处理和三维可视化技术，以立体模拟影像的方式完美、直观地展现出线路、设备周边的地理环境和其他情况，从而为电力企业的管理与决策提供更加清晰、精准的信息参考。

2.4在输电线路配电增容方面的应用

电力企业的输电线路安装工程，往往不能仅仅满足于当前管辖范围内用户的用电需求，而要适当地进行扩容，从而有效应对未来用电客户和用电量的增加。如果要满足电力能源输送的持续快速增长，最为直接同时效果也最为明显的方案就是新增输电线路。然而从当前电力企业的运行和技术上看，新增输电线路不仅要额外增加大量的工程投入和资源耗损，更重要的是在线路选择上将会愈发困难。在机载激光雷达技术的支持下，电力企业可以利用激光LIDAR测量技术快速扫描并恢复线路走廊精确的地形、地物三维空间位置，并且能够实时记录作业时的环境变量信息。在此基础上，借助计算机模拟提高荷载后的弧垂，进行弧垂对地距离安全检测，从而为提高电线载流容量提供精准的数据依据。通过这种测绘，施工人员可以快速、精准地计算出现有电网线路当中哪些档可以直接适应新的载荷要求，并且能够安全、稳定地运行;而对于现有情况下不能适应输电增容的档，可以在测绘之后进行相应的计算，采取移动电线杆、电塔位置、更换部分设备或者设施、清除部分树木植被等方式，提高输电线路的载荷容量，就是运用机载激光雷达技术下的线路增容模拟分析图。

3机载激光雷达技术在电力工程测绘中的发展建议和前景展望

机载激光雷达技术有效结合了光电学原理以及信息化、数据化等现代智能技术，在许多行业领域特别是探测与测绘方面发挥了巨大的作用，并且在技术上也愈发地成熟。在可预期的范围内，机载激光雷达技术将进一步加强自动化和智能化发展，依据激光测量所获取的海量数据信息，并借助网络信息传递功能，共同构建测绘信息库和数据库，从而在满足电力工程测绘的基础上实现电力网络的互联互通、数据共享。当然，要实现这一目标，必须在加强行业内的竞争与合作，探索研发能够实现激光测绘数据收集、传输、储存、处理、查询和共享一体化的系统和软件，最大程度地发掘测绘数据资源的潜在价值，并且依托测绘数据进行数据信息系统建设，为电力工程的规模化建设与运行管理提供助力，促进现代电力工程项目的稳定创新发展。

4结束语

综上所述，机载激光雷达技术在电力工程测绘中的应用，是电力工程技术的一大进步，也是电力系统实现数字化、信息化并逐步进入智能化阶段的重要保障，对于电力系统的运行和管理发挥着巨大的作用。电力企业要在有效利用当前技术的同时，不断加强技术的更新和升级，探索电力测绘和系统运行智能化发展，为电力工程测绘工作的高质高效发展提供更多的技术支撑，为电力企业和我国电力行业的现代化建设作出更大的贡献。

参考文献

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