目前，我國常規(guī)的電力巡線工作主要還是通過人工檢查和光電吊艙航拍等方式來進行，前者巡檢人員勞動量大，工作效率與可靠性較低，有些無人區(qū)域人員無法到達；后者雖為光電巡檢，但數(shù)據(jù)精度較低，無法準確測量線路本體和線下物體的安全距離，而且數(shù)據(jù)的再次利用率低。伴隨著光電測量與電子信息技術(shù)的發(fā)展，激光雷達作為一種新型光電測量裝備應(yīng)運而生，激光雷達的出現(xiàn)為電力巡線提供了可行的解決方案。伴隨著我國超高壓輸電線路及智能電網(wǎng)的建設(shè)，機載LiDAR將會在電網(wǎng)工程中得到廣泛的應(yīng)用。
機載LiDAR系統(tǒng)在電網(wǎng)工程應(yīng)用中總體思路
電網(wǎng)是一個跨越大區(qū)域的工程，從電網(wǎng)的規(guī)劃、勘測、設(shè)計、施工、到運營、管理、維護、營銷、決策分析等，都對區(qū)域性空間信息有著強烈的需求。激光LIDAR測量技術(shù)由于具有精度高、全三維特性，從而為電網(wǎng)設(shè)計和管理的精細化、科學(xué)化及高效化提供了空間數(shù)據(jù)支持。
輸電線路是電網(wǎng)的最重要組成部分，而線路走廊的地形、地貌、地物等都對線路的建設(shè)和安全運行產(chǎn)生重大的影響，是線路設(shè)計和管理最為關(guān)注的區(qū)域。目前，電力線路走廊空間數(shù)據(jù)采集手段主要有人工測繪、航測和遙感等，而激光LIDAR測量技術(shù)可以快速對線路走廊進行高精度三維測量，從而為輸電線路的設(shè)計、運行、維護、管理企業(yè)和專業(yè)人員提供更快速、更高效和更科學(xué)的手段。采用激光LIDAR
測量系統(tǒng)，可以直接采集線路走廊高精度激光點云和高分辨率的航空數(shù)碼影像，進而獲得高精度三維線路走廊地形地貌、線路設(shè)施設(shè)備，以及走廊地物的精確三維空間信息，包括桿塔、掛線點位置、電線弧垂、樹木、建筑物等，從而為電力線路規(guī)劃設(shè)計、運行維護提供高精度測量數(shù)據(jù)成果。下圖是激光LIDAR測量技術(shù)在電網(wǎng)工程中的應(yīng)用思路。
圖 機載LiDAR電網(wǎng)應(yīng)用總體思路
機載LiDAR在輸電線路優(yōu)化設(shè)計中的應(yīng)用
輸電線路在線路設(shè)計階段，需要在初步選定的線路走廊的一定寬度范圍內(nèi)進行高精度的三維測量，以進行線路路徑和桿塔定位的優(yōu)化，盡最大程度地降低建設(shè)投資。對于輸電線路和部分高壓線路在施工圖設(shè)計階段采用航空攝影。航空攝影測量相較于工測來說是一個大的突破，但是仍然存在線路平斷面精度不高、外業(yè)工作量大、數(shù)據(jù)不直觀、軟件平臺不易用等問題。
激光雷達測量技術(shù)高效率采集的線路走廊三維數(shù)據(jù)精度高、信息豐富、數(shù)據(jù)使用方便，并能大大減少外業(yè)工作量，提高了設(shè)計效率和成果質(zhì)量，而且該技術(shù)的應(yīng)用還可以大大的節(jié)約設(shè)計、勘測的費用、縮短作業(yè)周期，使設(shè)計更為合理，而且能將復(fù)雜的電力、電網(wǎng)信息快速實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化、可視化的管理，可以產(chǎn)生很好的經(jīng)濟效益及社會效益。
圖 輸電線路優(yōu)化設(shè)計
圖 植被茂密的線路走廊掃描效果
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