数字地球及其在电力勘测设计中的应用

潘文斌 国网福建省电力有限公司永春县供电公司

随着电网企业对电力工程设计精度和设计深度的要求不断提高，如何提升电力设计工作的效率，特别是提升前期勘察设计工作的效率，成为电力设计人员需要思考的重要研究点，对电力设计企业提高竞争力有重要作用。

一、设备（资产）运维精益管理系统

地理信息系统（GIS）是以地理空间数据为基础，为研究和决策服务的技术系统。在电力系统中，GIS系统的应用已经比较成熟。地理信息结合电网数据构成了电力信息系统，目前一个重要的应用是设备（资产）运维精益管理系统，已经在电网运维中承担了非常重要的辅助决策作用。在电力勘察设计中，设备（资产）运维精益管理系统也是一个非常重要的辅助工具。

（一）设备（资产）运维精益管理系统的在勘察设计应用中的主要功能

设备（资产）运维精益管理系统以地理空间数据为基础，包含所有电网工程数据，构建了全面完整的输配网数据库，系统上的电网数据会随着电网建设改造进度更新。在具体项目上，当项目建设完工关闭后，运维部门将在系统上同步完成信息更新维护。在地理总图上可以直接显示输配电线路信息，通过设备查询可以迅速定位，查看相关设备信息。

通过对地理总图上直观的电网系统数据进行分析，可以在设计前期工作对勘察方案做有针对性的准备，有利于提高勘察效率，减少设计工期。

（二）设备（资产）运维精益管理系统在勘察设计应用中的不足

设备（资产）运维精益管理系统上的电网数据全面细致完备对设计工作需求既是优点，也是缺点。由于电网系统数据信息更新维护与现状存在一定的滞后，无法直接作为设计所需的支撑数据。其次，地理信息系统（GIS）的所载录的地理空间数据相对简略，精度不能满足勘察设计的需要。

因此，在设计工作中，通常需要引入另一种数字地球技术作为补充。

二、数字地球技术

数字地球技术是可以搭载大量地理数据、大分辨率的三维地球。今天数字地球在一些领域的应用已经取得了非常好的成果，比较典型的是谷歌地球，谷歌地球（Google Earth）是美国谷歌公司在2005年推出的数字化地球平台，通过对卫星影像数据的操作实现应用，谷歌地球的数据信息来源结合了卫星影像和航拍数据。

（一）数字地球三维模型精度

卫星影像数据是由一个个像素点组成的，像素点如果越多，辨认照片的细节尺寸也就越少，一般影像点上的像素点密度用线/每mm表示，影像上的线条越多，影像质量就越高。一般照片上可以识别目标的最小尺寸是地面分辨率的5倍到10倍，也就是1.5米到3米。

根据影像的不同来源，可以将数字地球影像数据分为两类，高清影像与非高清影像，一般高清影像分辨率是0.61米带2.5米之间，而非高清影像分辨率在30米到500米之间。虽然数字地球在不同地区有不同的覆盖卫星，但其所建立的三维地面模型基础数据都是相同的，换言之数字地球地面模型精度不会因为影像清晰度受到影响[1]。所以，即便没有高清影像也不会影响到模型的精度，甚至在一定程度还有利于对目标的识别，确保数字地球三维地面模型精度的准确性与科学性。根据相关研究，数字地球的三维地面模型其在平原和丘陵地区的精度[2]，在电力工程勘测设计的过程中的投标与方案的比较选择上有极大的应用价值。在高山地区应用数字地球的三维地面模型，要对地区高程模型情况进行全方面考虑，在使用上要非常谨慎。在一些地形地貌比较特殊的地区，数字地球技术的精确度将大幅下降，不具备参考价值。

（二）GPS、GIS、与遥感技术

GPS、GIS、遥感技术是数字地球基本组成，已经在电力勘察设计中得到广泛的应用。首先GPS技术为工程设计提供了空间基础标准，通过建立基本大地控制网，适时更新电力勘测中所要采取的地理数据和空间地理信息，可以有效减少了自然灾害和人为受阻等不利因素，应用GPS技术提升电力勘测设计控制测量的精确度，可以极大提高电力勘测工程的设计精度和设计深度。其次，应用GIS信息系统极大地方便了电力路线规划与路径选择，将GIS技术与相关数据进行融合，对于利用图形空间数据有积极作用。第三，应用DIS操作模式与GIS结构，可以提升大数据储存、分析查询信息、绘制专题地图的效率，最大限度的发挥出GIS信息系统在电力勘测中的作用。通过在电力勘测中应用遥感技术，可以有效减少电力勘测工作中环境因素造成的影响，有效提升地图绘制的质量和速度，增强图像的清晰度和分辨率，利用遥感图像反馈的信息可以精确判断电力工程的地形、地质、地貌情况，这对提升电力勘测工程的效率有重要意义。

三、数字地球在输配电线路勘测设计中的应用

电力工程中的输电线路项目设计工作中，可以利用数字地球技术优化线路路径方案，在前期可行性研究阶段就避让易受阻区域，确保线路路径方案有可行性，减少输配电线路项目施工受阻风险。利用数字地球技术开展前期方案制定，优化勘察路径，勘测周期以内设计测量控制网，优化网型设计以及点位的选择[3]。可以提升勘测工作的工效。

利用数字地球技术建立三维地面高程模型剖切断面，对方案的选择、比较有重要作用。输电线路线勘测结束后，将数据录入数字地球应用软件，转换塔位坐标，再利用三维地面高程模型进行展绘，观察并纠正边线点、危险点、风偏等要点，确保危险点校正的完全性，输电线路沿线也没有漏测。根据工程建设的需要，对数字地球量取的数据进行检查，并检测塔位，确保杆塔所定位位置的精确性与高效性。

四、结束语

在电力勘测设计中数字地球技术的应用越来越深入，并且取得了良好的实践效果，有效的提高了电力勘察设计的效率和设计深度，对电力工程勘测设计模式的转变产生了巨大影响。