卫星地图在特高压送电线路勘测中的应用

卫星地图在特高压送电线路勘测中的应用

闫永杰

闫永杰

宁夏回族自治区电力设计院有限公司宁夏银川750004

摘要：针对当前高压送电线路选线、定位中所使用的基础地理信息数据陈旧、商业遥感数据价格昂贵、处理繁琐等实际问题，结合Googleearth平台进行二次开发，并利用其他软件生成断面图，进一步优化线路路径方案，节省投资，提高勘测设计效率的目的。

关键词：GoogleEarth；输电线路；二次开发；断面图；

随着电网规模的不断发展，输电线路的分布也越来越广且大多处于山高谷深、地形复杂、环境恶劣的山区，送电线路路径选择存在较大的争议。线路路径选择途径也越来越多样化，但无论是航测还是遥感，都存在着周期长及代价高的缺点，而且前期方案比较阶段无法提供。幸运的是以Google公司为代表的网络地图服务的发展为送电线路的选线解决了这一难题。

1GoogleEarth的来源及精度

GoogleEarth软件是Google公司于2005年6月推出的通过操控卫星影像来实现数字化地球的平台。数据来源于卫星影像与航拍数据的整合。其卫星影像部分来自于美国DigitalGloble公司的Quickbird（快鸟）；商业卫星与影像来源于陆地卫星LAND-SAT-7的美国公司EarthSat；航拍部分来源于以航拍、GIS/GPS相关业务为主的英国公司BlueSky，以GIS、地理数据、空中勘测等业务为主的美国公司Sanborm。用户只需安装一个大小仅十多兆的GoogleEarth软件，连接互联网，就能把全球尽收眼底。GoogleEarth的卫星影像数据覆盖除南极和北极外的全球区域，而且具有全球30米左右的分辨率。高分辨区域能大大0.5米左右，支持诸如画线、多边形、GPS导航、统计、测距等功能，这些功能只能满足电力工程设计部分需求。

GoogleEarth的影像数据分为两类：一类是高清影像，分辨率在0.61米-2.5米；另一类为非高清影像图，分辨率在30米-500米。尽管分辨率不同，但其构建的三维地理木星的基础数据是相同，也就是说GoogleEarth地面模型的精度并不是影像的清晰度不同而有所不同，高清的只是有助目标的识别，而对模型精度并无影响。GoogleEarth输出的WGS-84坐标和GPS采集得到的WGS-84坐标高度一致，其高程信息也与实测高程保持一致。

目前高压送电线路工程使用的基础地形图虽然成本比较低，但是成图时间较早，一般1：50000、1：10000的地形图成图年代在1980年左右，现实性差，而且是矢量图而卫星遥感数据虽能很好的满足要求，但需要进行专业遥感影像的处理，价格过于昂贵。GoogleEarth选线成本为零，而且提供三维效果，更为直观，方便设计人员进行线路调整，其精度能用于送电线路设计项目的投标、方案比较和可研阶段的工作。

2KML点采集软件

送电线路设计中方案比较最直观的是排断面进行分析对比，而平断面所需要的数据为平面三维坐标（X、Y、Z）数据。因此我们只能在GoogleEarth采集到这部分数据即可。

（1）GoogleEarth上选线

利用一比五万、一比一万的地形图选择送电线路路径方案，再将对应路径方案描述在GoogleEarth地图上，并进一步优化路径。并能显示高程配置文件，但是此数据文件无法倒出数据。

图1GoogleEarth上选择送电线路路径

图2GoogleEarth中高度配置断面

（2）采集数据

GoogleEarth有两种类型的地标文件，一种是KML文件，一种是KMZ文件。KML全称KeyholeMarkupLanguage，是原先的Keyhole客户端进行读写的文件格式，一种XML描述语言，并且是文本格式，这种格式的文件对于GoogleEarth程序设计来说有极大的好处，可以通过简单的几行代码读取出地标文件的内部信息，并且还可以通过程序自动生成KML文件，因此，使用KML格式的地标文件非常利于GoogleEarth应用程序的开发。另一种是KMZ文件，是GoogleEarth默认的输出文件格式，自身可以包含图片，这样就可以不依赖引用网络上的图片。

在GoogleEarth选择送电线路路径方案，确定各转角点位置及坐标。利用C语言编写KML点采集软件，KML文件是GoogleEarth数据的主要格式，KML定义了点、线、面等影像的叠放，与GoogleEarth软件衔接。在GoogleEarth自定义两点，沿直线等距离提取KML点数据，相邻两点的距离水平可达到0.5米，一般按1米采取点数据，提取直线上点数据生成文件保存。

3数据分析及处理

GoogleEarth软件中采集的点数据为经纬度及高程（WGS-84），为方便计算距离，需要将采集的WGS-84经纬度坐标数据转换为以平面上平面直角坐标系中的X、Y坐标。通常我国地图测绘工作中采用的是高斯-克吕格投影法来将椭球面上的经纬坐标转为平面坐标。

GoogleEarth软件采集的点之间的间距为1米，发现相邻点高程突变的取消。最后利用《架空送电线路软件》生成送电线路所需的平断面图。如图3。

图3道亨平断面图（中间直线为转角塔位）

4应用分析

目前，在高压送电线路的选线及经济性比较中对断面精度要求不高；同时在终勘定位阶段前，根据图3发现，第2、3、4、6个转角塔位并不理想，铁塔用量较多，这样就重新调整此些塔位位置，减少了测量的重复工作量，即节省了外业工作量，也降低了工程造价。为检验从GoogleEarth上提取的数据精度，就选取两个工程，进行实测对比。沿线断面对比高程数据误差在5km左右，全线整体误差，在山坳、山脚高程数据精度极差，毫无利用价值，但在送电线路工作中此数据不影响。投影距离其中一个段误差30m内，对整个工程断面不影响，将经过系统偏移纠正后还能达到一定的精度要求，总提上来看，对送电线路的方案比较，与一比一万的地形图精度远远要好。同时，在测量完断面后也可对线路的边线、风偏和危险点进行检查校对，对沿线是否漏测山头及重要危险点起到校核作用。

5结束语

GoogleEarth软件为用户免费提供大量的地理信息，用于高压送电线路的投标、方案比选用及转角位置的选择是完成可行的，精度也能满足勘测设计前期要求，可以提高工作效率，为线路的勘测设计开辟了新思路。

由于GoogleEarth某些地区航拍时，云层截挡高程数据出现较大的偏差，还不能完全应用，不善用于终勘定位阶段。随着Google公司对卫星地图的不断更新，将提供更高精度的地图服务，继续应用GoogleEarth软件平台进行二次开发，让其在输电线路设计中将发挥更大的作用。

作者简介：闫永杰，男，本科，高级工程师，注册测绘师师，注册咨询工程师，从事输电线路勘测设计工作。