多終端云平臺(tái)共享的輸變電工程勘察方法

徐慶華， 李學(xué)軍， 王自姣， 穆永保， 鞏保峰， 楊智龍

1. 國(guó)家電網(wǎng)河北省電力有限公司 邯鄲供電分公司 河北邯鄲 056035 2. 中國(guó)煤炭地質(zhì)總局 水文地質(zhì)局 河北邯鄲 056000

1 研究背景

在輸變電工程項(xiàng)目可行性研究階段，前期勘察是輸變電工程項(xiàng)目可行性研究工作中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)[1]。

前期勘察過(guò)程中，按照傳統(tǒng)方法，一般由設(shè)計(jì)人員首先將1∶50000地形圖輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行方案初選，確定兩三個(gè)初選方案，然后設(shè)計(jì)人員攜帶打印的圖紙到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地踏勘。

如果現(xiàn)場(chǎng)踏勘時(shí)發(fā)現(xiàn)路徑方案都不成立，那么就需要重新選擇路徑方案[2]。由于設(shè)計(jì)人員所持的1∶50000地形圖更新速度較慢，與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況差別較大，因路徑方案行不通而重新調(diào)整的事情經(jīng)常發(fā)生[3]。

近年來(lái)，互聯(lián)網(wǎng)地圖快速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)地圖可提供高分辨率的遙感衛(wèi)星圖，為設(shè)計(jì)人員在傳統(tǒng)方法的基礎(chǔ)上利用互聯(lián)網(wǎng)地圖進(jìn)行校驗(yàn)提供了便利條件[4]。在此情況下，研究多平臺(tái)共享的輸變電工程勘察方法是十分必要的。

2 地圖平臺(tái)

2.1 硬件

計(jì)算機(jī)終端安裝了Windows操作系統(tǒng)。

常用的移動(dòng)終端為移動(dòng)電話(huà)或平板電腦，安卓、蘋(píng)果、微軟等主流操作系統(tǒng)的移動(dòng)終端均可支持。筆者在本文中以安卓操作系統(tǒng)移動(dòng)電話(huà)為例進(jìn)行介紹。

2.2 軟件

計(jì)算機(jī)安裝奧維互動(dòng)地圖計(jì)算機(jī)客戶(hù)端，移動(dòng)電話(huà)安裝奧維互動(dòng)地圖安卓客戶(hù)端。

奧維互動(dòng)地圖瀏覽器是跨平臺(tái)的地圖瀏覽器，集成了谷歌地圖、谷歌衛(wèi)星圖、谷歌地形圖、百度地圖、搜狗地圖、必應(yīng)地圖、OpenCycle等高線(xiàn)地形圖等多種知名地圖，用戶(hù)可自由切換并離線(xiàn)下載這幾種地圖[5]。以上地圖分別有各自的優(yōu)點(diǎn)，如谷歌和微軟的衛(wèi)星圖遙感圖像清晰，且更新較快；百度地圖矢量圖形更新快，在建的高速公路、鐵路等均可在地圖上看到。奧維互動(dòng)地圖瀏覽器還提供了疊

加高程數(shù)據(jù)、大字體、白底、灰底、反相、三維、二維等多種模式，可以根據(jù)需要自由選擇。

奧維互動(dòng)地圖瀏覽器集成了SRTM3、ASTER GDEM2全球高程數(shù)據(jù)，可以快速查詢(xún)?nèi)蛉我馕恢玫暮０胃叨萚6]。其高程服務(wù)可在衛(wèi)星圖上直接輸出10m精度的等高線(xiàn)，在瀏覽衛(wèi)星圖時(shí)可直觀(guān)了解海拔信息。結(jié)合衛(wèi)星圖與高程數(shù)據(jù)，可自動(dòng)進(jìn)行快速三維建模，流暢地展現(xiàn)全球真實(shí)地形。

奧維互動(dòng)地圖瀏覽器還可以直接讀取計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)文件，并將其轉(zhuǎn)換為奧維對(duì)象，將設(shè)計(jì)展現(xiàn)在地圖上。也可以將奧維瀏覽器圖片及奧維對(duì)象直接轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)底圖與矢量對(duì)象，便于設(shè)計(jì)人員在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件中進(jìn)行精細(xì)化設(shè)計(jì)[7]。

奧維互動(dòng)地圖瀏覽器支持云平臺(tái)同步功能。云平臺(tái)是奧維互動(dòng)地圖瀏覽器的重要功能之一，由該瀏覽器的開(kāi)發(fā)商提供。通過(guò)云平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)端與移動(dòng)電話(huà)、平板電腦等移動(dòng)端的多終端設(shè)備之間數(shù)據(jù)同步。同時(shí)提供覆蓋和合并等多種模式，支持自由選擇，無(wú)論是計(jì)算機(jī)端還是移動(dòng)端，均可通過(guò)上傳與下載功能，實(shí)現(xiàn)與云端同步。也可根據(jù)需要使用合并功能，支持?jǐn)?shù)據(jù)文件導(dǎo)入、導(dǎo)出，數(shù)據(jù)文件支持計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件、谷歌地圖等的多種數(shù)據(jù)格式[8]。計(jì)算機(jī)上的各種地理規(guī)劃設(shè)計(jì)可以快速同步到移動(dòng)電話(huà)平臺(tái)上，在移動(dòng)端現(xiàn)場(chǎng)采集到的數(shù)據(jù)也可快速同步到計(jì)算機(jī)上，實(shí)現(xiàn)無(wú)縫對(duì)接。

3 使用方法

3.1 計(jì)算機(jī)端

計(jì)算機(jī)端可打開(kāi)奧維互動(dòng)地圖瀏覽器，在菜單欄點(diǎn)擊“地圖切換”，實(shí)現(xiàn)地圖底圖在谷歌衛(wèi)星圖、百度地圖、必應(yīng)地圖、等高線(xiàn)地圖等地圖之間的自由切換，如圖1所示。

可在計(jì)算機(jī)端收藏夾創(chuàng)建文件夾，并可設(shè)置分級(jí)顯示，從1級(jí)到28級(jí)可自由分級(jí)。例如設(shè)置某一文件夾地圖級(jí)別在12級(jí)至19級(jí)，如圖2、圖3所示，則地圖放大到12級(jí)至19級(jí)時(shí)，可在地圖上看到該文件夾內(nèi)的標(biāo)記。

例如，為某工程新建110kV輸電線(xiàn)路的路徑方案圖如圖4所示，該工程擬從現(xiàn)有220kV變電站新建一回110kV輸電線(xiàn)路至擬建110kV變電站。設(shè)計(jì)人員通過(guò)電話(huà)咨詢(xún)，并通過(guò)衛(wèi)星圖精準(zhǔn)找到現(xiàn)有220kV變電站和擬建110kV變電站的位置，在地圖上進(jìn)行標(biāo)記。同時(shí)，通過(guò)衛(wèi)星圖詳細(xì)查看周邊的村莊、房屋、廠(chǎng)礦企業(yè)等對(duì)路徑方案是否有影響，如有則在地圖上進(jìn)行標(biāo)記，并考慮如何避開(kāi)這些影響因素。設(shè)計(jì)人員初步確定兩個(gè)路徑方案。

通過(guò)疊加高程數(shù)據(jù)及三維模式，可以查看該區(qū)域的等高線(xiàn)和路徑方案沿線(xiàn)的地勢(shì)。等高線(xiàn)上有數(shù)值，可以大體判斷新建線(xiàn)路桿塔所在的海拔高度，如圖5所示。海拔落差大的位置，山勢(shì)陡峭，施工難度大，投資也需相應(yīng)增加。

圖2 文件夾標(biāo)記和對(duì)應(yīng)衛(wèi)星圖

圖3 文件夾標(biāo)記和對(duì)應(yīng)地圖線(xiàn)段

圖4 新建110kV輸電線(xiàn)路方案

通過(guò)菜單欄點(diǎn)擊“用戶(hù)”，再點(diǎn)擊“與云端同步對(duì)象”，出現(xiàn)如圖6所示界面?？梢赃x擇“將本地對(duì)象上傳合并入云端”或“將本地對(duì)象上傳覆蓋云端”。如果選擇覆蓋，則同步后云端文件將和本地文件完全一致，原云端的文件將被刪除。如果選擇合并，則同步后的云端文件不僅包含本地文件，還保留云端中原有的文件。

3.2 移動(dòng)端

在移動(dòng)電話(huà)、平板電腦等移動(dòng)端奧維互動(dòng)地圖瀏覽器中登錄賬號(hào)，在頁(yè)面菜單欄點(diǎn)擊“收藏夾”，在“收藏夾”界面點(diǎn)擊“菜單”與“同步”，在同步選項(xiàng)中可選擇合并或覆蓋[9]，如圖7所示。

圖7 移動(dòng)端與云端同步界面

選擇覆蓋本地，同步后，移動(dòng)端文件將與云端文件完全一致，如圖8所示。設(shè)計(jì)人員可以按照擬選路線(xiàn)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘察。

圖8 移動(dòng)端文件

由于現(xiàn)場(chǎng)踏勘需要詳細(xì)的地圖，如果到現(xiàn)場(chǎng)再下載則需要消耗大量數(shù)據(jù)流量，而且如果是在野外，信號(hào)較弱，下載在線(xiàn)地圖會(huì)較慢，因此為提高工作效率，減少數(shù)據(jù)流量消耗，可預(yù)先下載離線(xiàn)地圖存儲(chǔ)在移動(dòng)電話(huà)中，然后在野外離線(xiàn)使用[10]。通常離線(xiàn)地圖可直接下載，在奧維互動(dòng)地圖中，可以下載某一個(gè)城市的離線(xiàn)地圖，也可以選擇任意多邊形區(qū)域下載該區(qū)域的離線(xiàn)地圖。為滿(mǎn)足不同的需要，可以選擇不同的層級(jí)，層級(jí)越大，下載的地圖也越大，占用的空間也就越大。

設(shè)計(jì)人員在現(xiàn)場(chǎng)勘察時(shí)，可通過(guò)移動(dòng)電話(huà)定位，按照擬選路徑實(shí)地踏勘，也可以利用無(wú)人機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)拍攝。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行實(shí)地踏勘時(shí)，若發(fā)現(xiàn)一些通過(guò)衛(wèi)星圖難以判斷的障礙物，如公墓、炸藥庫(kù)、經(jīng)濟(jì)林木等，可以將這些信息標(biāo)記到地圖中，同步更新到云端，再更新到計(jì)算機(jī)端。

設(shè)計(jì)人員至政府規(guī)劃、國(guó)土等部門(mén)征求關(guān)于路徑方案的意見(jiàn)時(shí)，可以通過(guò)移動(dòng)電話(huà)或平板電腦直觀(guān)地展示路徑方案，也可以將路徑方案打印輸出。同時(shí)，通過(guò)向規(guī)劃、國(guó)土部門(mén)征求意見(jiàn)，可以搜集到一些相關(guān)的規(guī)劃信息，包括規(guī)劃道路、飛機(jī)場(chǎng)凈空障礙物限高等，設(shè)計(jì)人員可以將這些信息通過(guò)移動(dòng)電話(huà)或計(jì)算機(jī)同步到云端，以便于在今后其它項(xiàng)目中使用。

4 優(yōu)勢(shì)

基于多終端云平臺(tái)共享的輸變電工程勘察方法具備以下優(yōu)勢(shì)。

(1) 將谷歌衛(wèi)星圖、百度地圖、必應(yīng)地圖、OpenCycle等高線(xiàn)地形圖等多款地圖集成在一個(gè)平臺(tái)中，充分利用各地圖的優(yōu)點(diǎn)，提高前期勘察效率。

(2) 通過(guò)計(jì)算機(jī)端、云端及移動(dòng)端的同步功能，實(shí)現(xiàn)無(wú)縫對(duì)接。

(3) 移動(dòng)電話(huà)、平板電腦等移動(dòng)終端設(shè)備攜帶方便，操作簡(jiǎn)單，便利性強(qiáng)，可以極大提高戶(hù)外勘察的工作效率。

(4) 路徑方案選擇更精準(zhǔn)。設(shè)計(jì)人員通過(guò)衛(wèi)星圖及早發(fā)現(xiàn)輸電線(xiàn)路路徑上的村鎮(zhèn)、鐵路、高速公路、飛機(jī)場(chǎng)、河流等。通過(guò)資料收集、分析，能初步確定輸電線(xiàn)路方案的可行性，及時(shí)優(yōu)化方案，避免現(xiàn)場(chǎng)勘察反復(fù)，可以有效減少現(xiàn)場(chǎng)踏勘的次數(shù)，進(jìn)而減少工作量，提高工作效率。

(5) 通過(guò)不同的項(xiàng)目積累，云端數(shù)據(jù)庫(kù)將更加豐富。隨著工程勘察選線(xiàn)工作的不斷開(kāi)展，各項(xiàng)工

程的方案，以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際勘察與資料收集中掌握的規(guī)劃道路、炸藥庫(kù)、機(jī)場(chǎng)凈空區(qū)等信息被標(biāo)記到奧維互動(dòng)地圖中，云端數(shù)據(jù)庫(kù)信息將越來(lái)越豐富，更加有利于今后其它工程的開(kāi)展，可極大提高勘察選線(xiàn)效率。

5 結(jié)束語(yǔ)

基于多終端云平臺(tái)共享的輸變電工程勘察方法能夠有效地降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率，節(jié)約生產(chǎn)成本，并且隨著地圖軟件的不斷完善和地圖影像數(shù)據(jù)的不斷更新，這一方法不僅能應(yīng)用在輸電工程可研階段的勘察設(shè)計(jì)中，而且能在工程建設(shè)中為專(zhuān)題圖形的繪制和各種專(zhuān)題數(shù)據(jù)的展示提供方便，并可在電網(wǎng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。

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