GIS技術(shù)在電力線路選線中的應(yīng)用

黃超

摘要：電力路線的選線作為電力規(guī)劃中重要的構(gòu)成部分，目的是按照規(guī)劃期間的電源和負(fù)荷增長情況，結(jié)合電網(wǎng)現(xiàn)狀選擇合理的待建線，在全面保證電力路線安全運(yùn)行的基礎(chǔ)上提高化線路的經(jīng)濟(jì)性。在本文中，筆者分析了GIS技術(shù)在電力路線選線的應(yīng)用，希望為相關(guān)領(lǐng)域的研究者和工作者提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：GIS技術(shù)；電力線路；選線；應(yīng)用

1.GIS技術(shù)的概述

1.1GIS技術(shù)含義

GIS全稱為（Geographic Information System），指的是地理信息系統(tǒng)技術(shù)，GIS技術(shù)作為一門介于信息科學(xué)、管理科學(xué)、空間科學(xué)之間的交叉性學(xué)科，該技術(shù)的誕生是計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的產(chǎn)物。GIS技術(shù)通過綜合運(yùn)用屬性數(shù)據(jù)處理技術(shù)、空間分析技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、模型分析技術(shù)、空間處理技術(shù)等，通過準(zhǔn)備數(shù)據(jù)——建立系統(tǒng)——分析空間和模型來形成包含資源環(huán)境、災(zāi)害防治、區(qū)域規(guī)劃、管理決策等在內(nèi)的信息，GIS技術(shù)不僅具有圖形管理功能和數(shù)據(jù)管理功能，并且還具有較強(qiáng)的空間表現(xiàn)力，當(dāng)前已經(jīng)被廣泛運(yùn)用于電力、水利、土地、環(huán)境、軍事、管網(wǎng)、交通、農(nóng)林、軍事等領(lǐng)域中。

1.2 GIS技術(shù)的主要功能

在GIS系統(tǒng)中，主要具備數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)輸出等功能，為了盡可能滿足用戶的需求，需要GIS技術(shù)對數(shù)據(jù)開展運(yùn)算、處理、操作。GIS最主要功能便是制圖，這一功能能夠?qū)⒌乩硪卦诘貓D上顯示出來，并給出詳細(xì)的數(shù)值范圍，并且GIS系統(tǒng)還具有為用戶輸出全要素圖的功能，能夠按照用戶的要求，將地圖有層次地顯示出來，并將生成的地圖、圖例、各類專題圖以及統(tǒng)計(jì)圖表等統(tǒng)一打印出來，除此之外，GIS系統(tǒng)還能夠借助數(shù)字地形模型，借助一些分散的平面點(diǎn)模擬地面，從而從這些點(diǎn)中提取有效數(shù)據(jù)對地形進(jìn)行分析[1]。

2.電力線路選線對GIS技術(shù)的需求

近年來，伴隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，社會各界對電力的需求量也日益增加，國家投入了大量人力和物力投資在大型發(fā)電項(xiàng)目的建設(shè)上，而緊接著則需要加快步伐加大對超高壓、大容量、遠(yuǎn)距離送電項(xiàng)目的建設(shè)，如何選擇最優(yōu)的線路，達(dá)到最大的投資效益比已經(jīng)成為各個電力設(shè)計(jì)單位研究的熱點(diǎn)話題。在電力路線的選線中，不僅需要綜合考慮地質(zhì)、地形以及水文等自然因素，而且還應(yīng)該考慮到工程的投資情況、施工難易程度、線路運(yùn)行費(fèi)用以及對沿線環(huán)境造成的影響?？傊?，電力線路選線需要綜合考慮環(huán)境、工程以及經(jīng)濟(jì)等方面因素。隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展和進(jìn)步，計(jì)算機(jī)技術(shù)、GIS技術(shù)、GPS技術(shù)、航測遙感技術(shù)等不斷發(fā)展和廣泛應(yīng)用，成功地化解了以往難以解決的空間多目標(biāo)決策等問題。傳統(tǒng)電力路線選線方法為：首先在紙上確定電力路線，然后再由選線人員開展實(shí)地勘測，再經(jīng)過反復(fù)對比后最終確定合理、經(jīng)濟(jì)的電力路線。因此傳統(tǒng)電力線路選線主要取決于選線相關(guān)人員的專業(yè)水平和選線經(jīng)驗(yàn)，但是隨著電力建設(shè)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)選線方法已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代電力建設(shè)的要求。

3.GIS技術(shù)在電力線路選線中的應(yīng)用——以三維GIS技術(shù)為例

三維GIS平臺主要是在三維數(shù)據(jù)模型、數(shù)字正射影像、數(shù)字高程模型以及其他GIS數(shù)據(jù)信息的基礎(chǔ)上，借助三維可視化技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)以及VR技術(shù)等，將電力路線四周的真實(shí)環(huán)境反應(yīng)出來，并將其形成真實(shí)的三維世界，在三維世界中可以看到所有的管理對象。借助三維GIS平臺，再根據(jù)電力路線選線的基本要求，構(gòu)建起電力線路二線和三線平臺，該設(shè)計(jì)由多個設(shè)計(jì)人員參與，他們協(xié)同確保電力路線選線的最優(yōu)。將電力路線選線的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)（如：矢量數(shù)據(jù)、DOM數(shù)據(jù)、DEM數(shù)據(jù)等）導(dǎo)入至選線平臺后，便可以直接查看電力路線沿線的地形地貌情況，如此線路設(shè)計(jì)人員便不再需要借助其他設(shè)備和儀器便可以查看三維地形，另外，電力路線選線平臺還可以直接安裝在筆記本電腦中，即便設(shè)計(jì)人員不需要借助專業(yè)的圖形工作站和測量工作站依然可以直接通過電腦查看、分析電路路線的三維地形場景，再綜合野外作業(yè)情況，選擇最優(yōu)的線路。

3.1真實(shí)地還原三維地形地貌

通過電路選線平臺能夠?qū)崿F(xiàn)海量DOM、DEM和一定數(shù)據(jù)的疊加，無極縮放以及大區(qū)域的無縫漫游，通過分屏開展二維和三維聯(lián)動操作，從而直觀地展示真實(shí)三維地形地貌。在三維地形基礎(chǔ)上，選線平臺可以模擬電路路線的走向和塔位，開展集成化的三維漫游于量測量，這樣便在很大程度上方便選線人員優(yōu)化調(diào)整線路，最大程度提高電路選線的效率和精度。

3.2貼合設(shè)計(jì)要求具備專業(yè)功能

在三維GIS平臺上，可以提供簡單易操作、集成度高的選線工具，在設(shè)計(jì)新的電路線路時(shí)，具備實(shí)時(shí)顯示累距、對角點(diǎn)號、轉(zhuǎn)角度等重要信息，并且對線路的高程斷面線進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，及時(shí)為電路選線人員選擇最優(yōu)路線提供了參考信息。在三維GIS平臺上還可以延長現(xiàn)有的電力路線，隨意連接、刪除、添加、更改現(xiàn)有路線的角點(diǎn)。結(jié)合工程標(biāo)段的實(shí)際情況，由不同線路設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)電力路線，然后再匯總所有線路標(biāo)段的設(shè)計(jì)成果，從而節(jié)約了設(shè)計(jì)時(shí)間，提高了工作效率。在電力路線設(shè)計(jì)中，明確提出需要根據(jù)電壓等級的不同，嚴(yán)格規(guī)定樹木、房屋、交叉跨越等，而三維GIS平臺變可以根據(jù)線路設(shè)計(jì)的業(yè)務(wù)需求量提供各種便捷的量測工具。當(dāng)電力路線經(jīng)過區(qū)域中的所有地物（如：道路、房屋、農(nóng)田、河流、其他電力路線等），該平臺也可以按照相應(yīng)要求為其提供標(biāo)準(zhǔn)的矢量化地物測量工具，實(shí)現(xiàn)所有地物的手工處理、半自動的矢量化處理以及高度提取，統(tǒng)一標(biāo)注出線路所經(jīng)過區(qū)域中的所有地物的名字、高度以及面積，統(tǒng)計(jì)跨越地物的總數(shù)，以便設(shè)計(jì)人員能夠從中選擇最優(yōu)的線路，綜合考慮各種因素，盡量避開房屋、樹木、農(nóng)作物等，選擇轉(zhuǎn)角少、長度短、地形條件佳、交叉跨少的電路路線[2]。

3.3塔基斷面的自動繪制及模型生成

三維GIS平臺還具有自動繪制塔基斷面的功能，在設(shè)計(jì)塔基時(shí)，需要相關(guān)工作人員及時(shí)勘察電力的塔界面，對電力桿塔架設(shè)的可行性進(jìn)行分析。在繪制塔基斷面時(shí)，需要結(jié)合設(shè)計(jì)人員的專業(yè)知識和工作能力，全面地分析該點(diǎn)的可行性，在選擇電力路線時(shí)，需要將電力路線的相關(guān)數(shù)據(jù)逐漸導(dǎo)入三維GIS平臺上，然后由該平臺自動生成塔基斷面的模型圖，并將生成的模型圖自動保存在平臺儲存設(shè)備中，方便設(shè)計(jì)人員隨時(shí)查詢使用。在三維GIS平臺自動生成模型過程中，系統(tǒng)會綜合分析桿塔位置相關(guān)信息，然后生成相應(yīng)的模型，值得注意的是，線路相關(guān)工作人員在導(dǎo)入電力線路數(shù)據(jù)的過程中，應(yīng)使用三維漫游模型，及時(shí)觀察桿塔的位置，對其實(shí)際情況進(jìn)行分析，不斷調(diào)整塔位，確保桿塔位置最優(yōu)。

3.3輔助功能

借助三維GIS平臺，線路設(shè)計(jì)人員還可以實(shí)時(shí)查看并對比電路路線的平斷面，對桿塔預(yù)排位進(jìn)行操作。將平斷面和預(yù)排位數(shù)據(jù)輸入排桿軟件中，從而將其作為手動或者自動排桿依據(jù)，方便了統(tǒng)計(jì)桿塔排位數(shù)量，從中選擇最優(yōu)的方案，保證輔助決策方案的更加科學(xué)可靠，有助于管理決策人員對其綜合統(tǒng)計(jì)分析，從而為其作出決策提供依據(jù)。并且輸出的平斷面數(shù)據(jù)也是其他設(shè)計(jì)軟件需要的數(shù)據(jù)格式，野外測繪勘察作為電路選線過程中重要工作內(nèi)容之一，通過三維GIS平臺，能夠明確指出調(diào)繪圖的范圍，分層控制圖紙，將矢量和影像、高線等重要的信息統(tǒng)一傳輸至調(diào)繪圖數(shù)據(jù)庫中，經(jīng)調(diào)繪圖編輯軟件圖標(biāo)功能，能夠?qū)⒓榷ǖ谋壤苯哟蛴≥敵鲇跋裎募?/p>

4.結(jié)語

綜上所述，將GIS技術(shù)運(yùn)用于電力線路選線中，提高了電力線路選線的科學(xué)性、便捷性，并且充分滿足了現(xiàn)代電力規(guī)劃的要求，但是當(dāng)前GIS技術(shù)還處于剛剛起步階段，還有待更多的工作加大對該技術(shù)的研究，從而更好地發(fā)揮出騎在電路路線選線的指導(dǎo)價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]賈曉敏.GIS技術(shù)在電力線路選線中的應(yīng)用[J].經(jīng)緯天地，2016，（06）：77-79+83.

[2]王小棟.三維GIS技術(shù)在電力線路選線設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程，2016，（04）：177.