1引言

中國(guó)電力工程項(xiàng)目建設(shè)越來(lái)越受到重視，工程質(zhì)量要求逐漸提高，適應(yīng)時(shí)代發(fā)展需求。原有的工程設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)平臺(tái)等，由于難以提供方便正確的信息表現(xiàn)，影響了電力工程的設(shè)計(jì)效果。立體顯示技術(shù)的發(fā)展有效地解決了電力工程設(shè)計(jì)中存在的這樣的問(wèn)題，利用模擬立體模擬的方式，讓顧客直觀地看到設(shè)計(jì)方案的效果圖，提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量和數(shù)據(jù)的科學(xué)管理。

23D數(shù)字地形圖的基本概念

2.13DTM的概念

3D數(shù)字地形圖(3DTM)也屬于線條地形圖，其工作原理是利用3D離散點(diǎn)來(lái)表現(xiàn)地形、地形的空間狀態(tài)、方位、形狀等，地形地形物以3D空間的模式表現(xiàn)，其中地形地形的特征都是3D表現(xiàn)，x、Y軸表示地形投影在水平面的具體位置，z軸表示高度。

2.23DTM的特征

三維數(shù)字地形圖所具有的特征包括①3DTM不是紙，而是以數(shù)字、電子的形式表現(xiàn)的②該地形圖可以正確反映地物的立體形態(tài)，也可以表現(xiàn)出制圖區(qū)域地表的高低起伏③該地形圖一般以1:1的比例描繪地物的位置、大小和高度、高度等信息④3DTM使用三維離散點(diǎn)來(lái)表現(xiàn)地形、地形特征和地形的立體形態(tài)量圖⑤3DTM所反映的空間地理信息通常為1:00000000000000000000000000000000000000

3三維數(shù)字地形圖的應(yīng)用現(xiàn)狀

3.13DDTM發(fā)展現(xiàn)狀

目前，3DDTM已經(jīng)被應(yīng)用于電力工程的項(xiàng)目設(shè)計(jì)實(shí)踐中，用于進(jìn)行工程的多視點(diǎn)表達(dá)（見(jiàn)圖1），在實(shí)際應(yīng)用中，該技術(shù)能夠針對(duì)立體路徑，合理選擇輔助電線網(wǎng)點(diǎn)的桿塔設(shè)置，提高電網(wǎng)的線路規(guī)劃準(zhǔn)確性，加強(qiáng)工程的環(huán)保力度，節(jié)約建設(shè)成本。基于以上重要優(yōu)勢(shì)，3DDTM大大提升了對(duì)立體空間的測(cè)量、表達(dá)質(zhì)量，從而為工作人員對(duì)于地圖的立體分析、認(rèn)知水平等提供重要依據(jù)。在一些發(fā)達(dá)國(guó)家的電力產(chǎn)業(yè)中，3DTM已經(jīng)在電力設(shè)計(jì)中得到了很好的應(yīng)用，并且積累了非常重要的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。我國(guó)3DTM技術(shù)也開(kāi)始朝著激光三維掃描等高新科技的方向發(fā)展，綜合各個(gè)領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)，應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。20世紀(jì)末，中國(guó)已經(jīng)建立了1:25萬(wàn)個(gè)地形圖數(shù)據(jù)庫(kù)，包括許多內(nèi)容，如DEM、大地控制數(shù)據(jù)、行政地名、水湖系統(tǒng)等。所有數(shù)據(jù)信息都達(dá)到13.5GB，都是三維電子地形圖場(chǎng)景。與傳統(tǒng)使用的平面電子地圖相比，基于3DTM技術(shù)測(cè)繪的地形圖可以立體描繪社會(huì)自然、人文景觀、真實(shí)直觀、自然物體模擬形象，特別是其中的道路交通等，具有顯著的應(yīng)用價(jià)值。

3.2電力工程設(shè)計(jì)中3DTM的應(yīng)用需求

關(guān)于電力工程設(shè)計(jì)，地形圖測(cè)繪是一個(gè)重要環(huán)節(jié)，在實(shí)際開(kāi)展工作的過(guò)程中，首先包括對(duì)方案可行性的研究、工程方案的初步設(shè)計(jì)、施工圖的設(shè)計(jì)等。

3.2.1可行性研究

可行性研究階段的主要任務(wù)是根據(jù)地形圖調(diào)整計(jì)劃工程的總體設(shè)計(jì)方案，及時(shí)發(fā)現(xiàn)其中不利于計(jì)劃執(zhí)行的影響因素，判斷和論證計(jì)劃的可行性。在實(shí)際開(kāi)展可行性研究時(shí)，首先要明確方案設(shè)計(jì)原則，然后對(duì)工程進(jìn)行具體的規(guī)劃和布置，再基于大比例尺的地形圖，初步擬定方案中對(duì)于生產(chǎn)生活、休閑區(qū)等部分的規(guī)劃，粗略預(yù)估所需要的占地面積、房屋的拆遷量等問(wèn)題。

3.2.2初步設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)方案的初步設(shè)計(jì)，對(duì)于局部建筑物、基礎(chǔ)設(shè)施等的規(guī)劃設(shè)計(jì)，需要建立于具有更大比例尺和精密度的地形圖上。只有在初步設(shè)計(jì)成果的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化，才能達(dá)到施工圖的成熟設(shè)計(jì)要求，補(bǔ)充測(cè)量地形圖范圍以外的部分內(nèi)容，完善測(cè)量工作，確保地形圖的準(zhǔn)確性，為工程量計(jì)算提供科學(xué)參數(shù)。3DTM的應(yīng)用為工程設(shè)計(jì)師提供了重要的技術(shù)支持，是他們能夠繪制出具有很強(qiáng)真實(shí)感和可操作性的建筑模型，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)圖的可視化。此外，3DTM還具備為工作人員提供查詢(xún)、分析、計(jì)算等基礎(chǔ)功能。目前高壓電線網(wǎng)絡(luò)工程成本高，如110kV電線工程建設(shè)中電線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，電線設(shè)計(jì)合理優(yōu)化，直接影響工程運(yùn)行順利和投資額問(wèn)題，至關(guān)重要。其中，線路的選擇和設(shè)計(jì)需要正確理解當(dāng)?shù)氐匦螤�、道路交通狀況、水文氣象等基本地質(zhì)條件，3DTM技術(shù)有效地發(fā)揮正確收集相關(guān)信息的作用。

43DTM在電力工程設(shè)計(jì)中的實(shí)際應(yīng)用

4.1衛(wèi)星影像立體模型構(gòu)建

3DTM的實(shí)際應(yīng)用往往涉及衛(wèi)星影像立體模型的構(gòu)建問(wèn)題，因此工作人員首先需要轉(zhuǎn)換TM、Spot、DEM等衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)，其中DEM數(shù)據(jù)多為軍隊(duì)標(biāo)準(zhǔn)格式，因此在轉(zhuǎn)換其時(shí)，需要結(jié)合DEM軍標(biāo)格式的特點(diǎn)，編制格式轉(zhuǎn)換程序，確定相關(guān)指標(biāo)參數(shù)。另外，工作人員在開(kāi)展影響模型的匹配及相對(duì)/絕對(duì)定向作業(yè)時(shí)，應(yīng)當(dāng)按照以下步驟進(jìn)行：手工選擇基本匹配點(diǎn)—自動(dòng)剔除粗差—人工補(bǔ)充同名點(diǎn)—以模型自動(dòng)相對(duì)定向?yàn)榛�礎(chǔ)，進(jìn)行模型外方位元素的計(jì)算。衛(wèi)星影像三維模型的建立過(guò)程較為復(fù)雜，從原始數(shù)據(jù)采集直至最終成型，加之關(guān)聯(lián)DEM、正射影像、電網(wǎng)鋪設(shè)線路平斷截面等信息，其數(shù)據(jù)分析。

4.2電網(wǎng)線路正射影像路徑圖設(shè)計(jì)和制作

設(shè)計(jì)路徑圖的主要目的是完善路徑信息，保持與三維數(shù)字地形圖一致。實(shí)際使用相關(guān)制作軟件時(shí)，員工面臨的主要問(wèn)題包括(1)相關(guān)數(shù)據(jù)的有效存儲(chǔ)。電力工程設(shè)計(jì)線路路徑圖時(shí)，往往需要相對(duì)龐大的數(shù)據(jù)信息，因此需要以適當(dāng)?shù)墓浪銥榛�礎(chǔ)，確保設(shè)計(jì)工作的正常展開(kāi)，工作人員應(yīng)注意及時(shí)優(yōu)化和整理使用的硬件，盡量擴(kuò)大數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)空間(2)圖像、參數(shù)處理。有些員工對(duì)相關(guān)軟件不熟悉，操作也不熟練，軟件與模型的關(guān)系也不清楚，通過(guò)實(shí)驗(yàn)比較相關(guān)的各種數(shù)據(jù)參數(shù)，確定最佳參數(shù)值，并且保證軟件和設(shè)備具有良好的處理能力

4.3衛(wèi)生片正射影像圖的質(zhì)量和后續(xù)處理分析

從目前的技術(shù)條件來(lái)看，衛(wèi)生片正射影像圖的生成作業(yè)大多需要使用Cyberland專(zhuān)業(yè)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。該軟件在半自動(dòng)軟件的作用下，可以對(duì)圖像進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)、融合、糾正等操作處理，生成的折射圖像也可以使用VirtuoZo進(jìn)行復(fù)制拼接，獲得最終的主題圖。主題圖是圖像產(chǎn)物，如果想表現(xiàn)該圖在視覺(jué)感覺(jué)上的優(yōu)勢(shì)，工作人員必須對(duì)形成的主題圖進(jìn)一步系統(tǒng)化處理。在這個(gè)過(guò)程中，常用的軟件有Envi、ImageXuite和Photoshop等，這些軟件的應(yīng)用可以有效地輔助員工對(duì)主題圖進(jìn)行均勻的光、邊緣的強(qiáng)化和過(guò)濾，提高主題圖的影像質(zhì)量和清晰度，良好的主題圖可以與航空照片的清晰度相比。實(shí)踐表明，基于衛(wèi)生片，工作人員根據(jù)電力工程的線路路徑設(shè)計(jì)，漫游顯示經(jīng)常發(fā)生一定程度的失真，在電力工程的線路路徑設(shè)計(jì)中，細(xì)節(jié)問(wèn)題很難及時(shí)處理。同時(shí)，由于衛(wèi)生片漫游視點(diǎn)高，電力工程線路設(shè)計(jì)的整體輪廓、結(jié)構(gòu)等問(wèn)題可以作出相應(yīng)的反應(yīng)，爭(zhēng)取采取補(bǔ)救措施的機(jī)會(huì)。

4.4三維模型的構(gòu)建和線路漫游的實(shí)現(xiàn)方式分析

①關(guān)于設(shè)備的配置和軟件的選擇，為了使電力工程線路的設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)障礙的漫游，計(jì)算機(jī)的中央處理器的主頻控制在2G以上，存儲(chǔ)器必須在512M以上，同時(shí)需要支持3D功能的顯卡②關(guān)于數(shù)據(jù)組織水平，對(duì)于模型的構(gòu)建和產(chǎn)品的生成，線路測(cè)量區(qū)域的DEM格式數(shù)據(jù)和正射影響連接數(shù)據(jù)是基本的參考

5結(jié)語(yǔ)

由此可見(jiàn)，3DDEM在更多要的地形測(cè)繪效用。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，衛(wèi)星立體影像數(shù)據(jù)資料應(yīng)用的普及，三維數(shù)字地形圖的應(yīng)用成本也逐漸降低，滿(mǎn)足大眾的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，幫助工程設(shè)計(jì)大幅提高工作效率，提高電力工程設(shè)計(jì)的應(yīng)用精度和自動(dòng)化水平。