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lidar技术在电力巡线中的应用 传统的能源管道检测方法是通过飞机检查和手动阅读来发现能源通道的潜在问题的。这受到气候、气候、交通、地形等因素的影响。传统的能源管道法往往很困难，也很危险。随着Li DAR技术的不断发展和在国内的普及,采用Li DAR技术进行电力巡线开始逐步在这一领域发挥重要作用。 1 城市地表距离dem Li DAR(Laser Detection and Ranging)是激光探测及测距系统的简称,集成全球卫星定位系统GPS(Global Position System)和惯性测量单元IMU(Inertial Measurement Unit),Li DAR可以精确测量探测器至物体或地表的距离,通过数据处理可以生成精确的数字地面模型DEM(Digital Elevation Model)。 Li DAR系统中的激光束本身具备多个回波的能力,激光束从发射,依次经过树木顶端、中部,到达地面,系统可以接收多个回波并将其记录下来。 Li DAR系统是一个先进的主动传感系统,该系统本身发射受控制的激光,照射地面和地面上的目标,不依赖太阳光照,所以它是一个可全天候获得地面三维数据的系统,目前已广泛应用于林业、数字城市建设、公路选线及电力选线等领域。 2 超高压线路建设困难 传统的电力巡线主要是采用直升机巡检和人工目视判读的方法及时发现超高压电力线路潜在的危险,从而为超高压电力线的维护和安全运行提供保障。 现行的超高压线路大多远离城镇和交通干线,在荒山野岭、深沟峡谷和沼泽湖泊间“出没”,巡视艰苦而危险。葛岗线(葛洲坝到湖南岗市)、云南漫湾水电厂至昆明的50万V线路,四川二滩水力发电厂的50万V出线等,都在崇山峻岭中架设,短则数百公里,长则上千公里。跨越大兴安岭山脉的线路,更是难上加难:山大林密,沼泽遍布,夏季山洪频发,冬季大雪封山,最低气温可达-45℃。因此,传统巡检的难度和效率可想而知。 3 设计方案与集成 采用Li DAR技术进行电力巡线指的是将LiDAR系统集成到固定翼或直升机平台上,在线路上方飞行并同步获取线路通廊内的Li DAR数据,通过数据处理,获得客观、准确的数据,如相间距、弧垂等,为电力维护提供准确、可靠的依据。 在采用Li DAR技术进行电力巡线之前,首先要结合飞行平台情况、飞行安全要求、测区地形情况、线路分布情况、Li DAR系统性能及巡线技术要求等对测区进行航线初步设计,以确定测区航线的航向、分布、航高、飞行速度等技术参数。初步设计完成后,需对设计方案的可行性以及能否达到技术要求等指标进行技术论证,以确定最终的设计方案。 设计方案完成后,综合考虑飞行平台情况、飞行安全要求、巡线技术要求等对Li DAR系统与飞行平台进行集成。 Li DAR系统与飞行平台集成完毕后,需对系统进行一系列的调试,以确保系统能够安全、正常、稳定地工作。 系统调试完毕后,结合天气情况、现场情况等,对测区进行Li DAR数据采集,以获取测区内完整的Li DAR数据。 测区数据获取完成后,对所获取的数据进行数据处理,得到测区的数字表面模型DSM(Digita Surface Model)、数字地面模型DEM。 基于已获取到的数字表面模型DSM、数字地面模型DEM,进行数据提取、量测和分析,以获取相间距、弧垂等电力维护所需要的技术数据(见图1、图2)。 4 电力线出线内相间距真值 基于Li DAR获取的电力线点云数据,沿线路走向截取7组剖面,每组量取4个值,得出如下结果(见图3和表1)。 该段电力线通廊内的相间距真值为45 cm,从相间距的量测可以发现采用Li DAR技术进行电力巡线,所量取的相间距是准确可靠的。 量测者可以对电力线通廊内任意位置的相间距进行量测,综合考虑电力线巡检、维护及安全运行的要求和规范,及时发现有潜在危险的相,并根据坐标X和Y来确定相的位置,在实地维护时精确地找到有潜在危险的相。 5 dsm和dem模型 采用Li DAR技术进行电力巡线,可以及时、快速和准确地获取电力线通廊内精确的数字表面模型DSM和数字地面模型DEM。基于获取的DSM和DEM数据,经过数据处理和分析,可以得到准确可靠的相间距、弧垂等重要数据,为电力巡线和维护提供准确、可靠的依据。