基于三维GIS的输电线路智能化全景感知系统的应用

基于三维GIS的输电线路智能化全景感知系统的应用

丁木涵沈燕东

内蒙古电力（集团）有限责任公司薛家湾供电分公司010300

内蒙古鄂尔多斯市

摘要：当今，输电线路是一种重要的输电载体，也是电网的基础组成部分，因此其安全可靠性直接影响输电系统的运行效果。受电力需求激增的影响，我国的输电线路逐渐扩充，现有长度已经超过了原有的1／3，在推动我国各区域发展的同时也存在着难以解决的运行隐患问题，因此，为了降低输电线路的运行风险，解决受外界因素影响导致的输电故障问题，需要研究一种有效的输电线路隐患缺陷识别方法。

关键词：三维GIS；输电线路；智能化；全景感知系统

引言

电力资源是当前社会经济发展和人们生产生活的基础性能源保障，具有重要意义。但目前来看，随着人们生活水平的不断提高，每日用电需求量也在不断增长，这就加剧了用电需求和落后输电技术之间的矛盾。因此，为能够解决这一矛盾问题，切实满足人们的电能需求，还需做好输电线路的智能化建设。通过应用智能化输电线路，（1）可使输电线路运行达到更理想的效率，并同时为输电线路的检修创造有利条件；（2）能够保障输电线路运行的安全性和稳定性，并同时强化对输电系统的控制，增加经济效益。

1输电线路智能化建设的特点

现今SAR图像中建筑物高度提取与反演是构建三维城市、对城市进行灾害评估、对各个地区进行监测等领域工作的基础。输电线路其实是与人们的生活息息相关的，研究铁塔的成像特点以及监测铁塔运行状态是有着重大研究意义的铁塔高度提取也是构建三维GIS输电线路运行管理系统工作的基础，同时也是输电线路广域自然灾害监测系统的基础。

一般从SAR图像提取目标的相关信息，首先要分析目标的成像特征，如建筑物信息的提取，大部分研究人员之所以选取通过建筑物几何形变提取高度，是因为建筑物在SAR成像时的几何形变特征明显。从高分辨率SAR图像中提取铁塔的髙度，首先需要了解输电铁塔在SAR图像中的成像特征输电铁塔整个塔身都是由金属构成，这使得整个输电铁塔的后向散射性强，在SAR图像中形成了清晰的几何结构，铁塔在SAR图像中结构清晰并且与塔形相似，由此推断出提取铁塔高度信息只需根据铁塔在SAR图像的几何结构即可。输电线路的智能化建设，也伴随着智能化程度较低的问题，并需要支出更大的成本，以及伴随着更复杂的安装。同时，智能化输电系统的建设，也会对所处环境提出更高的要求，这导致智能化输电系统很难在恶劣环境下运行。当前的智能化输电系统仍然不能够达到高效率的数据信息传输，并且也无法高效率地反映输电系统的线路故障问题和运行状态，从而影响了输电线路的工作，以及对输电线路的维护。

2三维GIS输电线路智能化全景感知系统实现

2.1系统开发方法

系统采取插件式开发方法，要求系统内部各模块处于独立状态，模块的修改由内部完成，避免对外部造成影响，进而有效提升系统运行安全性。系统坚持即插即用的设计理念，由不同开发人员负责不同的模块，在降低工作难度的同时，能够有效提升模块设计精度，确保项目有条不紊开展。系统框架采取模型-视图-控制器模式，其中模型包括数据、功能模块，在保持功能独立性的同时，能够为系统视图提供数据支撑，形成图形化界面，便于工作人员使用。模型能够将视图以及控制器分离，在加强系统框架设计的基础上，灵活调整用户接口，进而提升系统的灵活性。总体而言，采取插件式开发的特点如下：（1）能够保持系统结构的一致性，便于系统维护。（2）能够减少系统开发的工作量，减少程序设计决策时间，设计人员可结合业务逻辑明确系统逻辑结构，在保证设计细节的同时，节省时间。（3）能够对系统进行模块化处理，有利于促进程序复用，可减少系统开发工作中的冗余代码，进而保持软件设计的独立性。（4）能够保证功能模块封装的合理性，有利于降低对开发人员的技术要求，可借助程序接口，实现系统各项功能。

2.2GIS技术构建输电线路缺陷可视化识别模型

为了解决二维AI识别技术在训练输电线路隐患缺陷样本数据时存在的数据迭代作用，提高输电线路隐患缺陷的识别精度，本文利用GIS技术构建了有效的输电线路缺陷可视化识别模型。GIS是一种先进的信息统计系统，可以有效获取输电线路的隐患缺陷信息，实现三维信息化管理，因此本文根据GIS系统的识别需求，设置了有效的输电线路可视化交互接口，将其与VR技术相结合生成有效的输电线路隐患缺陷识别指令。在输电线路隐患缺陷识别前，首先需要建立一个有效的输电线路隐患缺陷数据库，该数据库直接与GIS模块相连，与GIS窗口共同进行输电线路隐患缺陷的识别，不仅如此，GIS模块会通过数据接口进行虚拟现实交换，提供精准的输电线路隐患缺陷数据，因此本文基于GIS技术构建的输电线路缺陷可视化识别模型如图１所示。使用上述输电线路缺陷可视化识别模型可以降低数据迭代对最终识别结果造成的干扰，提高识别精度，从而获取有效的输电线路隐患缺陷信息。为了提高输电线路缺陷可视化识别模型的适配度，利用GIS技术进行实时交互显示设置，建立输电线路组成数据源，从而获取输电线路隐患缺陷细节。经输电线路缺陷可视化GIS识别模型识别后，可以有效采集输电线路隐患缺陷图像，以便后续的输电线路隐患缺陷识别处理。

2.3输电线路智能巡检

输电线路智能化建设中，需能够做好智能化巡查系统的建设，并通过智能化巡查系统的应用进一步提升输电线路运行的效率，以及同步提升企业经济效益。具体来看，在输电线路智能化巡查系统的作用下，更有利于提升输电线路的巡查能力。其间，需结合当前的GPS智能巡查系统，将其与GPS导航系统进行结合，一方面能够对智能导航系统的故障进行控制；另一方面也能够减少巡查漏洞。之后，企业需做好便携式微型移动视频监测设备的研发，然后在设备辅助下，针对性提出输电线路故障问题的修复方案，在最大程度上减少输电线路修复频率。

2.4

3三维GIS输电线路智能化全景感知系统应用效果

系统的应用优势在于标准化的三维数据。通过对GIM数据进行标准化处理，能够支持当前主流三维可视化软件。同时，有效集成GIM、GIS应用，经数据集成，能够消除既往在GIS平台以及GIM数据中存在的兼容性障碍，有效提升可视化速度。另外，数据静态发布有利于促进数据共享，保障数据服务的完整性。某电力公司通过建立无人机激光扫描通道，先进行三维建模处理，做好软件分析以及树障、外破处理，再进行视频可视化处理后，做好覆冰防控处理，从而实现对系统的应用。其输电模式运行状态良好，可满足电力公司的发展需求。

结语

综上所述，输电线路是我国一种必不可少的电力载体，是输电网的重要组成部分，在电力需求激增背景下，我国的输电线路分布越来越广，组成也越来越复杂，经常受到自然环境、线路老化等作用的影响，出现严重的隐患缺陷，不利于输电线路运行的可靠性，甚至造成严重的输输电损失。针对上述问题，本文基于GIS技术设计了一种有效的输电线路隐患缺陷识别方法。实验结果表明，该输电线路隐患缺陷识别方法的识别效果较好，有一定的应用价值。

参考文献

[1]黄斌，高殿召，姜龙.基于深度强化学习的新能源场站送出线路全景监控方法[J].计算技术与自动化，2023，42（1）：193-198.

[2]丁赞成，王大军，李万翔.基于多维感知的输电线路危险点识别控制技术研究[J].电气传动，2022，52（23）：53-58，72.

[3]王文卓，王关霖，张益明.基于迭代学习的输电线路风险态势感知系统设计[J].电气自动化，2022，44（5）：71-74.

[4]张鋆，王继业，宋睿，等.基于边缘智能的输电线路异常目标高效检测方法研究[J].电网技术，2022，46（5）：1652-1661.

[5]黄金魁.智能变电站三维实景无人值守感知系统的应用研究[J].电测与仪表，2020，57（4）：87-92.