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1電網工程中常用的衛星影像
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衛星影像的現勢性強、獲取周期短、資源更新快,同時宏觀性強、覆蓋面積大、具有豐富的自然地理信息。將衛星遙感影像合理有效地應用于架空送電線路工作中,可以為送電線路的優化設計提供一種全新的路徑。
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目前,GeoEye-1、IKONOS、ALOS、IRS-P5等遙感衛星均可獲取0.41~2.5米不同分辨率的立體影像,普遍應用于送電線路工程的各個階段。
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圖1GeoEye-1在電網工程中應用,美國俄勒岡州

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圖3ImageEarth產品,泰山三維
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2衛星影像在電網工程中的主要應用
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2.1應用于可行性研究階段大區域選線
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可行性研究階段主要進行大區域的線路選線,通過衛星遙感影像,可以從宏觀上調查了解工程地質條件,采用覆蓋面積大的遙感數據可以總體把握線路的可行性。
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2.2應用于勘測設計階段優化選線
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勘測設計階段是在可行性研究調查基礎上的進一步詳細調查,確定線路的具體走向。詳細調查地形地貌、地質構造、不良地質現象、林區、交通等工程地質條件,以及不良地質區域對線路的影響,提出合理化建議和修改意見。
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勘測設計人員可通過對高分辨率衛星影像進行處理分析,并與電力選線參數結合,綜合劃分區域,從地形地貌、地層巖性、斷裂構造、地質災害、植被覆蓋、交通等條件,綜合比較路徑方案。針對重點地區如建筑物密集區域,人口密集區域,可建立三維模型。通過綜合考慮路徑沿線的城鄉建設規劃區、風景區、林區,以及特殊軍事和民用重要設施、采礦場、炸藥庫等對線路路徑選擇有響的因素。在衛星影像圖上選擇考慮路徑最短、地質條件穩定、跨越點最佳、交通較方便等因素要求,進行路徑的大方案調整和細部優化。此外,遙感影像不僅可以直觀反映真實地物類型,其光譜信息還可以反映地質特征,可以幫助選線設計避開地質災害易發區域。
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2.3應用于施工設計階段量測斷面和優化排位
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施工設計階段主要是針對塔位選址等進行具體施工設計。調查每個塔位的穩定性,即是否存在或潛在的滑坡等不良地質現象,需要大比例尺的遙感調查。全色多光譜融合數據和立體像對數據將產生巨大作用。除用于監測電力線周邊地質、環境、地質災害解譯方面外,還可利用立體像對生成帶等高線的地理成果和三維立體影像。通過生產的高精度DEM以及3D產品,反映地表的三維信息,可以為施工詳細設計提供三維參考。 在施工設計過程中,可利用高分辨率衛星影像生成優化選線的斷面圖,供專業人員進行桿塔優化排位。桿塔排位與路徑選擇是相輔相成的,其結果直接影響線路路徑的選擇。若斷面中出現特大檔距,或出現跨越不過的線路,或出現可跨越但不能立塔的山梁,則會導致路徑的顛覆。量測實時生成的斷面,可隨時為專業人員提供優化排位、查看路徑的可行性、進一步優化選線的參考。?
2.4應用于設施維護階段動態監測
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電力路線施工完成后,多時相衛星遙感數據可以對電力線路進行實時監測,以確保地質、地形變化后,危險塔位的查找和快速定位以及三維可視化管理。目前,基于GIS技術的電網地理信息系統服務于電網規劃、電網運行、安全生產、變電、送電、配電、修試及線損理論計算等多部門多專業。電網GIS系統既能輔助安全生產管理的決策支持,又能為各層領導、職能部室、生產運行人員提供基于地理空間、電網拓撲、電網運行信息的圖形服務,為日常運行提供有效的管理手段。而在電網GIS系統中,高分辨率遙感影像充當著底圖的作用,與各類電力專業線路、設施等矢量信息套合,三維地面模型則使各類地物信息更加直觀。
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在動態監測系統中,可建立電力線周圍緩沖區可視化三維模型、電力線周圍緩沖區高精度DEM等。通過系統中重點區域電力塔位位置,周邊地質、地形、地物及其屬性,歷年氣候等信息,并定期更新遙感影像,可實現實時監測和危險預警的功能。在可視化三維電力GIS系統中,可實現實時查看電力沿線及緩沖區內地形地物變化,監測運行線路中的故障塔位,準確高效地定位故障塔的地理位置等功能。
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3效益分析
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遙感數據作用于電力設計,將很大程度上改善電力設計流程。
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3.1促進電力行業作業方式轉變 RS技術將現代信息采集手段技術充分應用到電力工程勘測中,利用遙感獲取地形、地質、土地利用等基礎資料,用戶可結合分析設計,大大減少了外業工作量,提高了勘測設計的效率,改變了電力工程勘測、設計的作業方式。工程建設完成后,用戶還利用RS、GIS等技術,建立集信息管理、實時監控、專家知識、故障分析等于一體的管理系統,實現電力工程的智能化管理和監測。?
3.2提高了路徑成立的可信程度,增強決策的科學性
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在衛星影像和DEM模型構建的工作平臺上,RS技術的應用將提高分析、設計的優化程度,更加全面地考慮了影響路徑的各種因素,通過多種方案的綜合分析、比較確定優化方案,減少了路徑不確定性因素的干擾,加深了可研階段和初設階段的深度,提高了路徑成立的可信程度,為決策層提供了更高層次的參考數據,提高決策的效率和科學性。
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3.3時間效益和經濟效益顯著
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使用衛星影像輔助電力選線,大部分的外業勘測工作即可在內業完成,縮短了工程的工期,提高了工作效率,節約了投資成本。
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4社會效益顯著
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使用高分辨率的衛星影像進行電力選線,可以合理避開林區、耕地、風景保護區等,同時可以減少房屋拆遷,達到地方經濟發展、環境保護和電網建設雙贏的局面。
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5提高成果的豐富性
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方便地建立三維模型、時空變化模型,便于將設計成果、建成后的效果形象地以三維形式展示出來,并能實時提供多種統計、分析數據,增強成果的豐富性。