电力工程无人机数字摄影测量标准分析

电力工程无人机数字摄影测量标准分析

彭增祥

身份证号码：371327198611092539  临沂远大电气安装工程有限公司  山东省临沂市

摘要：现阶段，我国的电力工程建设有了很大进展，对无人机数字摄影的应用越来越广泛。以新能源为主体的新型电力系统是促进现代电力系统低碳转型发展的重要前提与必然趋势。在新型电力系统中，新能源占比提高，非线性电力电子设备大量应用，使得电力系统的动态复杂性日益凸显。本文就电力工程无人机数字摄影测量标准进行研究，以供参考。

关键词：电力；摄影；测量

引言

我国地域面积较大，各个地区的电力工程在布线方式上存在一定差别。部分电力线路长期暴露在室外环境中，受环境干扰较大，容易引发电力工程各类故障，严重时会发生多次断电现象。为保证电力工程运行的平稳性，减少断电问题，要加强电力工程巡检，及时排查线路质量风险。然而，电力线路布设区域较大，部分地区环境条件欠佳，需借助无人机进行数字摄影测量，增强电力工程巡检的有效性。

1数字摄影测量

数字摄影测量是一种基于计算机视觉和图像处理的测量方法，其基本原理是通过将相机拍摄到的目标点转化为二维坐标系来进行测量。这种方法具有精度高、速度快、成本低等优点，因此近年来得到了广泛的应用。数字摄影测量的主要步骤包括目标采集、影像处理和数据分析三个环节。首先，需要选择合适的相机和镜头，以确保所获得的数据质量达到预期的要求；其次，对摄像机设置好参数，例如焦距、曝光时间等等，以便于后期的影像处理；最后，利用计算机软件对所得到的照片进行处理，提取出所需要的信息并计算出相应的坐标值。数字摄影测量的优势在于可以实现快速准确地获取大量的三维空间信息，并且可以通过多种方式进行数据转换和存储，便于后续的工作。同时，由于数字摄影测量不需要人工干预，能够有效避免人为误差的影响，提高测量结果的可靠性。此外，数字摄影测量还可以用于地形地貌调查、建筑设计、地质勘探等多种领域中，具有广阔的应用前景。

2电力工程无人机数字摄影测量技术

2.1航拍姿态控制技术

无人机数字摄影测量期间，各类环境因素可能间接干扰无人机飞行的稳定性，影响电力线路巡检工作。因此，有必要运用航拍姿态控制技术，保证无人机飞行的稳定性。（1）线性二次型调节器（LQR）控制。在巡检期间，运行LQR控制程序，可通过上行、下行、翻转、转弯等有效控制无人机姿态，保证无人机飞行状态的平稳性。（2）比例、积分、微分（PID）控制。在无人机内部添加PID控制设备，能够有效应对无人机姿态偏差问题。

2.2合理规划航线

在工程测绘中，无人机的航线规划是非常重要的一步，合理地航线规划可以确保无人机在拍摄过程中能够全面、准确地覆盖整个项目区域，同时也可以确保拍摄的质量和效果。在进行航线规划时，需要考虑多种因素。首先，需要根据项目需求确定无人机的飞行高度、速度以及拍摄角度和分辨率等参数，避免参数的选择影响最终获取图像和数据的精度和质量。例如，飞行高度和速度会影响无人机的视角和覆盖范围，飞行高度过低可能会导致无人机在拍摄时受到地形的影响，而无法获取全面准确的图像，飞行速度过快会导致无人机在拍摄过程中无法对目标进行准确的定位和拍摄。拍摄角度和分辨率同样也是需要考虑的重要因素，拍摄角度决定无人机在拍摄过程中与目标的角度关系，而分辨率则直接影响所获取图像的清晰度和细节程度。此外，还需要根据项目的具体需求和目标进行航线的定制化规划。例如，对于需要获取高精度数据的项目，需要将航线规划得更为细致，以确保无人机的每个拍摄动作都尽可能地准确无误。

2.3动态测量技术及标准化分析

新型电力系统动态测量涉及的技术领域主要包括：智能电网技术，包括智能变电站、智能配电网等，对电能进行实时监测和控制；电能测量技术：对电能进行测量、采集、处理、显示的技术，主要有电能动态测量技术应用与标准化，主要从应用领域和工业应用、标准制定和统一规范、仪器校准和性能评价、数据处理和分析、人机交互和标识传递等多个方面进行研究，为动态测量领域提供更加精确、稳定、标准化的技术方法和服务支持；分布式能源技术，包括微型电网、分布式发电、储能、供能等，实现对能源进行分布式测量和集中管理；新能源技术，包括太阳能、风能、水能、地热能等，对新能源的生产、测量和接入进行动态测量，应用范围和需求非常广阔。

2.4三维建模与应用技术

三维建模与应用技术是利用无人机获取的影像数据进行三维地图模型的构建，并将其应用于地理信息系统、城市规划、资源管理等领域。无人机可以通过不同的飞行轨迹和姿态，获取目标区域的多角度、多方位的影像数据，这些影像数据可以提供丰富的地物信息和立体视角，为后续的三维建模奠定了基础。在获取到多角度影像数据后，需要进行影像配准与融合，以确保各个影像之间的空间一致性和连续性。通过配准和融合处理，将不同角度、不同分辨率的影像整合成一个连续的影像地图，为后续的三维重建提供数据基础。通过运用立体匹配、结构光扫描等技术进行三维模型的构建，生成数字地形模型（DTM）、数字表面模型（DSM）等数据资料。三维建模技术在实时摄影测量中有着广泛的应用。首先，它可以为城市规划、土地利用、环境监测等领域提供真实、精确的地形地貌信息，为决策者提供参考依据。其次，三维建模还可以用于资源管理、灾害监测等方面，通过对地形的三维模拟，实现对自然资源和环境变化的监测和预测。

2.5线路探测技术

（1）视觉探测技术。视觉探测技术是指使用无人机获取电力线路空中影像时，在地面基站及时回收空中影像，进行影像存储，分析航拍数据，判断电力线路潜在的质量问题。在视觉探测技术的支持下，能够及时分析无人机传回的影像，准确判断电力线路故障等质量问题，提高问题探测的精准性。（2）红外探测技术。通过红外探测技术，无人机能够全面获取电力线路的温度数据，自动生成光谱图像，有助于了解电力线路、绝缘、接头各个位置的温度变化情况，准确判断电力线路各处的质量情况。（3）紫外探测技术。在紫外探测技术的支持下，运行紫外成像设备，全面获取电力线路放电产生的紫外线信号，并生成图像，便于测量人员及时确定放电方位，综合判断放电程度。（4）激光雷达探测技术。激光雷达支持设计多种测距形式，完成各类探测任务。在激光雷达探测技术支持下，能够精准测量电力线路的长度、间距等信息，有助于精准控制无人机航线、飞行角度等。

2.6智能化与自动化的发展提升

智能化与自动化的发展在提升无人机实时摄影测量技术方面起到了重要的推动作用。随着传感器技术的不断进步，无人机可以搭载多种传感器，如GNSS、激光雷达等，获取丰富的地面数据，智能化与自动化的发展使得无人机能够自动处理和分析传感器数据，例如自动识别地物特征、自动提取点云数据等，从而实现更高效、准确的数据处理和分析。

结语

目前，无人机在国内各个行业中获得了有效应用，在电力工程中，利用无人机进行数字摄影测量，能够提高电力工程的巡检效率，减少人工巡检的工作量。在实际测量时，可参照电力工程无人机数字摄影测量标准方法，运用电力工程无人机数字摄影测量技术，切实提高无人机航测电力工程的有效性。

参考文献

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[2]高健，唐占元，安之焕，等.无人机摄影测量用于高海拔电力工程的探索与设想[J].青海电力，2020，39（4）：52-55.

[3]李君，杨玉明.无人机航空摄影测量技术在电力工程测量中的应用[J].智能城市，2020，6（20）：29-30.