專利名稱：利用全數(shù)字化攝影測(cè)量技術(shù)進(jìn)行輸電線路勘測(cè)設(shè)計(jì)內(nèi)外業(yè)一體化的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用全數(shù)字化攝影測(cè)量技術(shù)進(jìn)行輸電線路勘測(cè)設(shè)計(jì)內(nèi)外業(yè) 一體化的方法，屬于輸電線路勘測(cè)設(shè)計(jì)方法技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、航測(cè)技術(shù)的發(fā)展，上世紀(jì)九十年代末使航空攝影測(cè)量?jī)?nèi) 業(yè)從模擬、解析階段發(fā)展到了全部在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)的全數(shù)字化攝影測(cè)量階段。
航測(cè)內(nèi)業(yè)工作在計(jì)算機(jī)上批量自動(dòng)完成，顯著降低了航片的質(zhì)量及作業(yè)i的技
術(shù)要求；自動(dòng)空中三角測(cè)量大大減少了外業(yè)像控點(diǎn)的數(shù)量；GPS技術(shù)的發(fā)展與 應(yīng)用，使外業(yè)像控點(diǎn)的測(cè)量工作效率大幅度提高；此外，國(guó)產(chǎn)全數(shù)字化攝影測(cè) 量系統(tǒng)(即適普軟件)與國(guó)外全數(shù)字化攝影測(cè)量系統(tǒng)相比，具有界面友好，費(fèi) 用大幅度降低的顯著優(yōu)勢(shì)。綜上所述，使全數(shù)字化攝影測(cè)量技術(shù)在我國(guó)迅速推
廣應(yīng)用。
全數(shù)字化攝影測(cè)量系統(tǒng)可以輸出立體模型、正射影像圖(DOM)、數(shù)字高程 模型(DEM)、數(shù)字線劃圖(DLG)、數(shù)字柵格圖(DRG)，利用其相應(yīng)的軟件模 塊可以生成數(shù)字地形圖。 ，
在電力系統(tǒng)的勘測(cè)部門很早就將航測(cè)技術(shù)應(yīng)用于高壓輸電線路工程的測(cè)量 工作中。隨著GPS技術(shù)的發(fā)展，國(guó)產(chǎn)全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)(適普軟件)的開(kāi)發(fā)， 使以全數(shù)字化攝影測(cè)量系統(tǒng)、GPS技術(shù)為核心的全數(shù)字化攝影測(cè)量技術(shù)在高壓 輸電線路工程勘測(cè)設(shè)計(jì)中推廣應(yīng)用成為可能。全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量技術(shù)已經(jīng)成為電 力勘測(cè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)較為前沿的一項(xiàng)技術(shù)，如何使全數(shù)字化攝影測(cè)量技術(shù)更好的服 務(wù)于高壓線路勘測(cè)設(shè)計(jì)成為研究的熱點(diǎn)。2003年左右適普軟件公司與電力系統(tǒng) 合作開(kāi)發(fā)了利用立體模型優(yōu)化輸電線路路徑的軟件模塊，并且初步開(kāi)發(fā)了從立 體模型提取輸電線路平斷面圖的軟件模塊。由于適普軟件公司對(duì)輸電線路勘測(cè) 設(shè)計(jì)應(yīng)用的研究與投入有限，優(yōu)化路徑模塊功能不盡完善，提取線路平斷面圖 模塊得到的線路平斷面圖高程精度不能滿足工程要求，而且與通用的輸電線路 測(cè)量設(shè)計(jì)一體化軟件-道亨軟件(SLCAD)沒(méi)有批量處理軟件數(shù)據(jù)接口。在線單
點(diǎn)數(shù)據(jù)接口不但需要技術(shù)人員多，工作效率低，而且故障率較高，致使優(yōu)化路 徑后使用GPS測(cè)量平斷面圖，并進(jìn)入道亨軟件，以達(dá)到工程的精度要求。
目前，電力系統(tǒng)勘測(cè)部門常用的勘測(cè)設(shè)計(jì)方法步驟為(l)航飛；(2)GPS 航測(cè)外控；(3)利用適普軟件進(jìn)行航內(nèi)作業(yè)；(4)室內(nèi)立體模型選線及實(shí)地落 實(shí)；(5)根據(jù)優(yōu)化后的路徑，測(cè)量人員使用GPS野外采集平斷面圖數(shù)據(jù)；'(6)
將上述平斷面圖數(shù)據(jù)輸入道亨軟件，并生成線路平斷面圖；(7)在道亨軟件平 臺(tái)上預(yù)排塔位；并使用GPS野外放樣塔位；再將放樣塔位結(jié)果輸入道亨軟件， 利用道亨輸電線路CAD軟件生成平斷面定位圖，供設(shè)計(jì)人員進(jìn)一步展開(kāi)設(shè)計(jì)工 作。
上述勘測(cè)設(shè)計(jì)方法的缺點(diǎn)是成本高、工作效率低、人員投入多、勞動(dòng)強(qiáng)度 大、質(zhì)量得不到保證。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案 ， 本發(fā)明是在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上改進(jìn)而成的，其主要改進(jìn)點(diǎn)是利用適普軟件
生成的線路平斷面圖數(shù)據(jù)，再進(jìn)行外業(yè)測(cè)量及調(diào)繪后，使用數(shù)據(jù)批量處理軟件
接口將平斷面圖數(shù)據(jù)輸入道亨軟件平臺(tái)中。 本發(fā)明的具體方法步驟如下
本發(fā)明的具體方法步驟包括有(1)航飛根據(jù)初步設(shè)計(jì)的路徑進(jìn)行航空 攝影；(2)GPS航測(cè)外控使用GPS野外測(cè)量像控點(diǎn)的三維坐標(biāo)；并進(jìn)行航外調(diào) 繪；(3)利用適普軟件進(jìn)行航內(nèi)作業(yè)根據(jù)上述第(1)、 (2)步所得的航空掃
描信息、GPS外控結(jié)果、調(diào)繪資料，在適普軟件即全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)工作平臺(tái)
上進(jìn)行自動(dòng)空中三角測(cè)量，建立數(shù)字地面立體模型和生成數(shù)字正射影像地形圖
及DTM; (4)室內(nèi)立體模型選線及實(shí)地落實(shí)利用數(shù)字正射影像地形圖、DTM和 立體模型進(jìn)行室內(nèi)選線和優(yōu)化路徑；外業(yè)使用GPS的RTK工作模式將室內(nèi)優(yōu)化 的路徑放樣到實(shí)地，并用GPS進(jìn)行實(shí)地調(diào)整，將最終的轉(zhuǎn)角坐標(biāo)用GPS記錄下 來(lái)；其特征在于它還包括有以下五個(gè)步驟
(5)采集平斷面圖數(shù)據(jù)
利用適普virtuozo EPMapper軟件，根據(jù)最終路線進(jìn)行立體模型測(cè)圖，同
時(shí)生成路徑平斷面圖數(shù)據(jù)文件；
(6) 外業(yè)測(cè)量及調(diào)繪
使用GPS的RTK工作模式，測(cè)量直線樁、高程校核點(diǎn)，并復(fù)測(cè)轉(zhuǎn)角樁，同 時(shí)測(cè)量從立體模型上無(wú)法分辨的墳、井、電力線類數(shù)據(jù)；使用GPS配套軟件將 數(shù)據(jù)通訊入計(jì)算機(jī)，并生成數(shù)據(jù)文件；
(7) 使用數(shù)據(jù)批量處理接口軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 使用數(shù)據(jù)批量處理接口軟件首先讀入外業(yè)測(cè)量和調(diào)繪的GPS數(shù)據(jù)及適普軟
件平斷面圖提取模塊從立體模型中提取的平斷面圖數(shù)據(jù)，然后根據(jù)GPS數(shù)據(jù)校 正航測(cè)平斷面圖數(shù)據(jù)，使高程一致；最后輸出滿足道亨軟件格式的平斷面圖數(shù) 據(jù)文件，后綴為TL; '
(8) 在道亨軟件平臺(tái)中測(cè)量設(shè)計(jì)
將數(shù)據(jù)批量處理接口軟件輸出的平斷面圖數(shù)據(jù)交換文件調(diào)入道亨軟件平
臺(tái)，經(jīng)過(guò)編輯提供設(shè)計(jì)人員在同一平臺(tái)預(yù)排塔位，利用GPS野外放樣塔位樁， 并將GPS采集的最終塔位數(shù)據(jù)輸入道亨軟件平臺(tái)，供設(shè)計(jì)人員進(jìn)一步開(kāi)展設(shè)計(jì) 工作；
(9) 建立線路GIS:
將l: 5萬(wàn)掃描地形圖、1: l萬(wàn)正射影像圖、塔位坐標(biāo)成果數(shù)字化資料輸入 線路GIS平臺(tái)；便于進(jìn)行圖屬查詢和屬圖查詢，輸出專題圖。 ， 本發(fā)明的有益效果如下
(1) 成本低
全數(shù)字化攝影測(cè)量系統(tǒng)采用國(guó)產(chǎn)的適普軟件，成本僅為國(guó)外同類系統(tǒng)(例 如海拉瓦系統(tǒng))的l/4;利用數(shù)據(jù)批量處理接口軟件比單點(diǎn)同步平斷面圖數(shù)據(jù)采 集硬件，可節(jié)約成本2萬(wàn)元/套；優(yōu)化路徑縮短路徑長(zhǎng)度、減少拆遷、改變塔型 節(jié)約鋼材等，可以顯著節(jié)約投資；人員投入少，可以減少人力成本；工作效率 提高，可以節(jié)約勘測(cè)設(shè)計(jì)成本。
(2) 工作效率高
采用國(guó)產(chǎn)全數(shù)字化攝影測(cè)量系統(tǒng)，與傳統(tǒng)航測(cè)相比，對(duì)航片質(zhì)量、技術(shù)人 員水平要求顯著降低，航測(cè)內(nèi)業(yè)工作效率提高5倍；采用GPS進(jìn)行航測(cè)外控，
且與傳統(tǒng)航測(cè)相比外控點(diǎn)減少60%,工作效率顯著提高；采用數(shù)據(jù)批量處理接 口軟件，比適普軟件提供的單點(diǎn)同步聯(lián)機(jī)平斷面圖數(shù)據(jù)采集方法提高工作效率
3-5倍，比優(yōu)化路徑后直接采用GPS野外采集平斷面圖數(shù)據(jù)提高工作效率2倍(不
用適普軟件內(nèi)業(yè)通過(guò)立體模型采集平斷面圖數(shù)據(jù))；總體上來(lái)說(shuō)，本方法比采用
傳統(tǒng)工測(cè)方法提高工作效率3倍以上，比采用傳統(tǒng)航測(cè)方法提高工作效率4倍以上。
(3) 降低勞動(dòng)強(qiáng)度
一方面，釆用國(guó)產(chǎn)全數(shù)字化攝影測(cè)量系統(tǒng)，由于工作效率提高和技術(shù)要求
降低，航測(cè)內(nèi)業(yè)技術(shù)人員勞動(dòng)強(qiáng)度顯著降低；另一方面，航測(cè)外控工作量減少， 采用GPS工作效率提高，外業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度降低；此外，由于數(shù)據(jù)批量處理接口軟 件解決了航測(cè)平斷面圖數(shù)據(jù)的精度和效率較低的問(wèn)題，大部分平斷面圖數(shù)據(jù)采 用航測(cè)方法得到，降低了野外工作的勞動(dòng)強(qiáng)度；數(shù)據(jù)批量處理接口軟件與適普 軟件提供的平斷面圖數(shù)據(jù)進(jìn)入SLCAD平臺(tái)的方法，由于其工作效率提高3-5倍， 勞動(dòng)強(qiáng)度也會(huì)顯著降低。
(4) 人員投入少
航測(cè)內(nèi)業(yè)工作效率提高，可以減少人員的投入；航測(cè)外控工作量減少及采 用GPS，可以減少技術(shù)人員2-3人；數(shù)據(jù)批量處理接口軟件投入應(yīng)用，可以把適 普軟件和SLCAD聯(lián)機(jī)作業(yè)的2位技術(shù)人員減少為1人，而且工作效率提高也可 以減少人力資源的投入。
(5) 質(zhì)量可靠
由于采用多項(xiàng)高新技術(shù)的一體化應(yīng)用方法，將人為干預(yù)降到了最低，差錯(cuò) 率顯著降低；采用GPS進(jìn)行外業(yè)數(shù)據(jù)采集，誤差不進(jìn)行積累；通過(guò)工程應(yīng)用和 檢驗(yàn)，積累了一套嚴(yán)密的質(zhì)量控制程序和方法。例如GPS野外作業(yè)要求，，避免 了基準(zhǔn)站啟動(dòng)錯(cuò)誤造成的差錯(cuò)。
(6) 便于推廣應(yīng)用
全數(shù)字化攝影測(cè)量系統(tǒng)采用國(guó)產(chǎn)的適普軟件，不但溝通方便，而且費(fèi)用較 低，對(duì)航片質(zhì)量和技術(shù)人員要求降低，便于推廣應(yīng)用；采用數(shù)據(jù)批量處理接口 軟件，操作簡(jiǎn)單，工作效率高，而且交換數(shù)據(jù)是原來(lái)電力設(shè)計(jì)院系統(tǒng)廣泛應(yīng)用
的氣TL格式，便于理解和編輯；通過(guò)數(shù)據(jù)批量處理接口軟件解決了航測(cè)數(shù)據(jù)高
程精度校正和批量進(jìn)入SLCAD平臺(tái)的問(wèn)題，而且彌補(bǔ)了 SLCAD軟件的GPS 數(shù)據(jù)入庫(kù)效率低及航測(cè)數(shù)據(jù)高程精度校正功能弱的不足，而SLCAD在電A勘測(cè) 設(shè)計(jì)院系統(tǒng)的市場(chǎng)占有率達(dá)到95%。 (7)經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益顯著
優(yōu)化路徑縮短路徑長(zhǎng)度、減少房屋拆遷等減少丄程的直接投資，工作效率
提高，減少人力物力的投入，提供4D數(shù)字產(chǎn)品為電網(wǎng)GIS打下數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，獲得 顯著的經(jīng)濟(jì)效益是顯而易見(jiàn)的。本申請(qǐng)人已經(jīng)利用該項(xiàng)技術(shù)完成500kV線路 2500km，采用國(guó)產(chǎn)全數(shù)字化攝影測(cè)量系統(tǒng)優(yōu)化路徑4%計(jì)，每公里投資按180 萬(wàn)元計(jì)算，節(jié)約投資18000萬(wàn)元，再加上減少拆遷和改變塔型節(jié)約鋼材，保守 估計(jì)在800萬(wàn)元左右；工作效率提高，減少勘測(cè)設(shè)計(jì)人力物力投入，按每公里 節(jié)約4個(gè)組工日，每個(gè)組工日1000元計(jì)算，總共節(jié)省資金IOOO萬(wàn)元；利用4D 及其它數(shù)字產(chǎn)品，為線路GIS提供基礎(chǔ)數(shù)字化信息，按每公里后期采集費(fèi)用2000 元計(jì)算，可以節(jié)省500萬(wàn)元?？傆?jì)節(jié)約資金1.95億元，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
通過(guò)路徑優(yōu)化縮短路徑長(zhǎng)度及減少跨越、拆遷和樹(shù)木砍伐，對(duì)環(huán)境起到了 最大化保護(hù)，減少了耕地的占用；通過(guò)減少內(nèi)、外業(yè)工作時(shí)間和強(qiáng)度，大大減 輕了技術(shù)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度；通過(guò)提供豐富的數(shù)字化基礎(chǔ)信息，為GIS提供了基 礎(chǔ)資料，使將來(lái)電網(wǎng)的GIS化管理更為現(xiàn)實(shí)、科學(xué)，社會(huì)效益顯著。


圖1為本發(fā)明的原理框圖。
圖2為數(shù)據(jù)批量處理接口軟件工作流程圖。
圖3為適普軟件、數(shù)據(jù)批量處理接口軟件、道亨軟件、GPS—體化工作流程圖。
具體實(shí)施例方式
利用本發(fā)明的方法分別在山區(qū)線路(汗海一沽源一平安城線路河北段)及 平原線路(500KV石家莊市石北一石東線路)進(jìn)行了勘測(cè)設(shè)計(jì)工作，具體方法步
驟是按照上述發(fā)明內(nèi)容部分中的技術(shù)方案進(jìn)行操作的。
在這里需要說(shuō)明的是關(guān)于GPS測(cè)量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為道亨ORG格式的問(wèn)題
開(kāi)發(fā)出滿足適普軟件輸出的大量數(shù)據(jù)快速轉(zhuǎn)換為需求數(shù)據(jù)格式(*.TL和 *.CSV)的相應(yīng)軟件(即數(shù)據(jù)批量處理接口軟件)。
(1) 開(kāi)發(fā)語(yǔ)言的選擇
由于本軟件不需要太多的界面，只需輸入原始文件名，產(chǎn)生指定文件即可， 因此沒(méi)有選擇可視化語(yǔ)言,而選擇C語(yǔ)言為開(kāi)發(fā)語(yǔ)言，C語(yǔ)言系統(tǒng)占的內(nèi)存不大， 移植性好，執(zhí)行效率高，且計(jì)算功能較為強(qiáng)大。
(2) 適普軟件輸出數(shù)據(jù)格式的選擇 選擇文本格式的數(shù)據(jù)文件作為源數(shù)據(jù)文件，該文件所包含的內(nèi)容最為豐富，
即包含了線路坐標(biāo)(地物編碼、累距、偏距、高程)還包含了線路地物的人地
坐標(biāo)(大地坐標(biāo)X、大地坐標(biāo)Y、大地坐標(biāo)Z)。
(3) 道亨軟件輸入數(shù)據(jù)格式的選擇
承.TL禾卩沐.CSV數(shù)據(jù)格式的文件。tTL是測(cè)量人員最為熟悉的數(shù)據(jù)格式，便 于閱讀與編輯；tCSV是GPS采集的最常用的數(shù)據(jù)格式。因此，選擇以這兩種數(shù) 據(jù)格式的文件作為道亨軟件輸入數(shù)據(jù)格式。
采用數(shù)據(jù)批量處理接口軟件處理數(shù)據(jù)，只需從航測(cè)軟件中輸出TXT數(shù)據(jù)文 件，執(zhí)行數(shù)據(jù)批量處理接口軟件，輸入文件名就可生成tTL和tCSV兩種格式 的數(shù)據(jù)文件，使得適普軟件中的線路平斷面圖轉(zhuǎn)換成道亨軟件線路平面ri操作 簡(jiǎn)單，不需兩個(gè)內(nèi)業(yè)人員，不需另外增加計(jì)算機(jī)設(shè)備，同時(shí)提高了航測(cè)線路工 程測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)的數(shù)據(jù)處理的工作效率，降低了差錯(cuò)率。
權(quán)利要求
1.利用全數(shù)字化攝影測(cè)量技術(shù)進(jìn)行輸電線路勘測(cè)設(shè)計(jì)內(nèi)外業(yè)一體化的方法，其具體方法步驟包括有(1)航飛根據(jù)初步設(shè)計(jì)的路徑進(jìn)行航空攝影；(2)GPS航測(cè)外控使用GPS野外測(cè)量像控點(diǎn)的三維坐標(biāo)；并進(jìn)行航外調(diào)繪；(3)利用適普軟件進(jìn)行航內(nèi)作業(yè)根據(jù)上述第(1)、(2)步所得的航空掃描信息、GPS外控結(jié)果、調(diào)繪資料，在適普軟件即全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)工作平臺(tái)上進(jìn)行自動(dòng)空中三角測(cè)量，建立數(shù)字地面立體模型和生成數(shù)字正射影像地形圖及DTM；(4)室內(nèi)立體模型選線及實(shí)地落實(shí)利用數(shù)字正射影像地形圖、DTM和立體模型進(jìn)行室內(nèi)選線和優(yōu)化路徑；外業(yè)使用GPS的RTK工作模式將室內(nèi)優(yōu)化的路徑放樣到實(shí)地，并用GPS進(jìn)行實(shí)地調(diào)整，將最終的轉(zhuǎn)角坐標(biāo)用GPS記錄下來(lái)；其特征在于它還包括有以下五個(gè)步驟(5)采集平斷面圖數(shù)據(jù)利用適普virtuozo EPMapper軟件，根據(jù)最終路線進(jìn)行立體模型測(cè)圖，同時(shí)生成路徑平斷面圖數(shù)據(jù)文件；(6)外業(yè)測(cè)量及調(diào)繪使用GPS的RTK工作模式，測(cè)量直線樁、高程校核點(diǎn)，并復(fù)測(cè)轉(zhuǎn)角樁，同時(shí)測(cè)量從立體模型上無(wú)法分辨的墳、井、電力線類數(shù)據(jù)；使用GPS配套軟件將數(shù)據(jù)通訊入計(jì)算機(jī)，并生成數(shù)據(jù)文件；(7)使用數(shù)據(jù)批量處理接口軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換使用數(shù)據(jù)批量處理接口軟件首先讀入外業(yè)測(cè)量和調(diào)繪的GPS數(shù)據(jù)及適普軟件平斷面圖提取模塊從立體模型中提取的平斷面圖數(shù)據(jù)，然后根據(jù)GPS數(shù)據(jù)校正航測(cè)平斷面圖數(shù)據(jù)，使高程一致；最后輸出滿足道亨軟件格式的平斷面圖數(shù)據(jù)文件，后綴為TL；(8)在道亨軟件平臺(tái)中測(cè)量設(shè)計(jì)將數(shù)據(jù)批量處理接口軟件輸出的平斷面圖數(shù)據(jù)交換文件調(diào)入道亨軟件平臺(tái)，經(jīng)過(guò)編輯提供設(shè)計(jì)人員在同一平臺(tái)預(yù)排塔位，利用GPS野外放樣塔位樁，并將GPS采集的最終塔位數(shù)據(jù)輸入道亨軟件平臺(tái)，供設(shè)計(jì)人員進(jìn)一步開(kāi)展設(shè)計(jì)工作；(9)建立線路GIS將1∶5萬(wàn)掃描地形圖、1∶1萬(wàn)正射影像圖、塔位坐標(biāo)成果數(shù)字化資料輸入線路GIS平臺(tái)；便于進(jìn)行圖屬查詢和屬圖查詢，輸出專題圖。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用全數(shù)字化攝影測(cè)量技術(shù)進(jìn)行輸電線路勘測(cè)設(shè)計(jì)內(nèi)外業(yè)一體化的方法，本發(fā)明是在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上改進(jìn)而成的，其主要改進(jìn)點(diǎn)是利用適普軟件生成的線路平斷面圖數(shù)據(jù)，再進(jìn)行外業(yè)測(cè)量及調(diào)繪后，使用數(shù)據(jù)批量處理軟件接口將平斷面圖數(shù)據(jù)輸入道亨軟件平臺(tái)中。本發(fā)明的有益效果是成本低、工作效率高、降低了勞動(dòng)強(qiáng)度、人員投入少、質(zhì)量可靠、便于推廣應(yīng)用、經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益顯著。
文檔編號(hào)G01C11/00GK101178310SQ20071018538
公開(kāi)日2008年5月14日 申請(qǐng)日期2007年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月12日
發(fā)明者任立華, 馮千通, 張根山, 張煥杰, 田朝剛, 魏利民, 黃真輝 申請(qǐng)人:河北省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院