无人机倾斜摄影测量技术在电力工程中的应用

无人机倾斜摄影测量技术在电力工程中的应用

王志国  ,2.陈顺松

1.身份证号：150121198606205112  2.  身份证号：320125196305085530

摘要：电力工程施工环境比较复杂。为了提高工程的施工质量，我们应注意在工程的初始阶段有序地开展工程测量工作。传统的电力工程测量方法受测量环境、测量条件等因素的影响，测量效率有限且较低。基于此，无人机航空摄影测量技术在电力工程测量中得到了深入的应用。有效改变了电力工程计量模式，为电力工程项目建设和供电服务的实现创造了有利条件。

关键词：无人机；倾斜摄影测量技术；电力工程；应用

1技术原理

在传统的摄影体系中，仅仅能实现垂直角度的拍摄工作，而倾斜摄影处理方式能借助同一平台搭载不同的传感器，并能从垂直、侧视等多角度完成影像的采集处理，这就从根本上弥补了传统航空摄像的局限性。而对应的无人机倾斜摄影测量技术要将无人机作为基础飞行平台，配合倾斜摄影相机，完成航空影像的获取工作，保证摄像的综合效果。

无人机倾斜摄影不仅能实现飞机下方垂直角度的摄像处理，还能对航向重叠度、坐标值和旁向重叠值、飞行航向等基础数据予以实时性采集管理，然后匹配对应的数据分析模块，在分析相关内容后，就能为后续工作提供较为合理且规范的数据支撑。在无人机倾斜摄影测量技术应用过程中，要将GNSS技术和地理信息技术作为核心处理技术内容，确保多元技术的科学化融合，为数据管理和后续工作任务分析提供支持。

2无人机航空摄影测量技术的应用特点

2.1摄影测量更直观

近年来，无人机航空摄影测量技术在工程测绘中的应用不断深入。从测量过程的角度来看，这项技术使用摄影设备直接测量目标。在电力工程测量规划设计中，无人机航空摄影测量可以清晰地捕捉施工区域及周边地区的地形数据，为电力工程建设创造有利条件。

2.2摄影测量的效率

与传统的测量方法相比，无人机航空摄影测量具有测量过程简单、测量效率高等特点。在以往的勘察中，工程项目勘察多采用人工勘察方法。整个测量过程需要配置更多的人力和物力资源，实际测量过程受地形和气候环境影响较大，影响整体测量效率。在无人机航空摄影测量技术体系下，整个测量由无人机完成。无人机测量设备能够适应各种测量条件，不受地形影响。同时，实际测量过程自动化程度高，有效保证了测量过程的效率，提高了测量结果的参考值。

2.3灵活的测量过程

灵活性是无人机航空摄影测量的一个重要特征。一方面，航空摄影测量受地面环境和其他因素的影响较小。工作人员可以在短时间内借助航测设备获取更多数据，充分保证测量数据的全面性。另一方面，目标图像测量完成后，被测图像数据将立即传输到数据处理系统进行计算和处理，有效地满足了工程测量的需要，保证了测量过程的移动性和灵活性。

3无人机航空摄影测量技术在电力工程测量中的应用要点

3.1地形测绘

在电力工程综合管线管理控制工作中，为了保证实时性信息和数据的汇总管理，要匹配相应的摄影技术方案。近几年，无人机倾斜摄影测量技术被广泛应用在地形测绘工作中，进行三维地形构建分析，有效获取相关数据，提升数据汇总的便捷高效性，极大程度上减少作业人员的工作难度、工作强度，保证作业成本满足经济性要求。还能依据获取的数据快速了解地形信息，以确保后续电力工程设施管理和控制的及时性。

3.2线路故障的探测

（1） 根据无人机携带的摄像头在线路周围拍照，运维人员根据照片判断分析故障类型和严重程度。人工逐个识别存在效率低、人为干扰大的缺点。因此，有必要使用智能深度学习方法对传输线图像进行批量识别。目前，深度学习方法被广泛用于故障识别和分类。目前广泛使用的深度学习方法主要基于视网膜网络模型。该方法选择以分类损失函数为核心特征的金字塔网络作为图像目标自动检测的主干网络。与传统的一阶目标检测和二阶目标检测模型相比，该方法具有更高的精度和准确度。

（2） 无人机配备红外和紫外监测设备，利用红外的独特优势监测输电线路的异常温度，确定线路故障点的位置；利用紫外线监测传输线放电后产生的信号，以检测线路放电缺陷点的故障。

（3） 无人机配备激光雷达设备，采集传输线数据，根据测区现有控制点计算数据，获取点云数据的坐标点位置。对点云数据进行预处理，对点云数据进行分类，形成彩色点云，分为高植被、低植被、电力线、铁塔、地面等。根据现有的点云数据测量树木和建筑物到输电线路的距离，并根据电网树障的判断标准对输电线路的危险点进行分类。同时，可以根据点云数据模拟强风、高温和结冰条件下的输电线路，为树木障碍物切割和输电线路改造提供依据，方便电力线路的维护、运营和施工。

3.3三维建模

与传统的图像采集和处理模式相比，无人机倾斜摄影测量技术可以借助不同角度的摄像机完成地形和地物图像的实时汇总管理，建立批量自动提取信息的处理模式，大大提高了三维地形模型绘制和数据信息分析的水平，确保电力工程操作人员能根据绘制的三维建模内容开展相关工作，提高工作效率。此外，配合无人机倾斜摄影测量技术实现三维建模，还可以为后续维护工作提供保障，充分发挥技术优势，为区域电力项目管控提供保障。

3.4项目规划

随着电力工程的不断发展和进步，扩大电力工程业务范围已成为阶段性工作的重点。传统的项目管理方案需要投入大量的人力物力进行现场调查和分析，建立信息和数据的对比分析体系。在无人机倾斜摄影测量技术的支持下，可以根据三维模型更方便地完成动力工程的规划设计，依靠数据库完成信息的对比分析，并可以建立更加方便灵活的信息控制和管理平台，确保输电线路工程路径分析方案和杆塔位置选择的实施，不仅可以减少资源投入，而且可以提高准确性，提高项目综合规划和管理水平。此外，无人机倾斜摄影测量技术在三维设计中的应用，保证了发变电项目规划更符合实际需要，并能落实项目选址、风电场选址布局等相关细节，促进电力工程的可持续发展。

例如，据统计，银东输电线路宁夏段会有20%的铁塔位于沙漠中，因此，在当地电力系统布线工作开展过程中，为了避免“风动塔摇”等现象对输电线路安全和稳定产生的影响，当地政府联合超高压公司组建治沙项目小组，针对±660kV银东直流输电线路通道下方流动沙地开展相应的规划治理，主要是采用补种草方格的方式。在补种工作开展过程中，为了了解其实际情况，利用无人机倾斜摄影测量技术实现精准测绘草方格的实际应用面积，大大提升了治理成效。无人机倾斜摄影测量技术实现了对线路通道走廊的倾斜摄影测量，利用外业和内业全面联动的处理机制，搭建三维影像数据模型，实现草方格面积结构的实时性绘制处理。相较于传统处理技术，不仅节省了数据采集时间，还全面提升了操作便捷性，减少人工操作中产生的误测或者是漏测等问题，为电力工程特殊环境的规划提供了保障。最后，无人机倾斜摄影技术搭配生物治沙模式，实现了“以点连线、以线带面”的管理目标，逐步扩大沙漠治理范围，累计种植树苗8万余棵，播撒草籽1000多公斤，铺设草方格近34万m2，治理沿线沙漠总长度达75km，治理面积达44.3万m2，使输电线路通道形成“绿色防护长廊”[7]。

结论

总而言之，在电力工程勘察分析工作中，应用无人机倾斜摄影测量技术具有重要的意义，相关技术部门要结合技术流程、技术应用标准等完善技术方案，发挥无人机倾斜摄影测量技术优势，实现地形测绘、三维建模、工程规划、辅助管理、实物测量等目标，从而全面提升电力工程现场管理水平，减少人力物力的损耗和浪费，为电力工程可持续发展奠定坚实基础。

参考文献：

[1] 王涛.无人机倾斜摄影测量技术在复杂电力工程测量中的应用探讨[J].魅力中国,2020(30):477.

[2] 白天路,张长书,孙步阳,等.无人机倾斜摄影测量技术在电力工程中的应用[J].百科论坛电子杂志,2019(15):428-429.

[3] 邓燕君.无人机倾斜摄影测量技术在电力工程中的应用[J].通讯世界,2019,26(2):170-171.

[4] 明国辉.无人机倾斜摄影测量技术在电力工程中的应用[J].工程建设与设计,2019(20):199-200.