1引言

中國電力工程項目建設(shè)越來越受到重視，工程質(zhì)量要求逐漸提高，適應(yīng)時代發(fā)展需求。原有的工程設(shè)計方法、設(shè)計平臺等，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)計中存在的這樣的問題，利用模擬立體模擬的方式，讓顧客直觀地看到設(shè)計方案的效果圖，提高了設(shè)計質(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離散點來表現(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使用三維離散點來表現(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)用于電力工程的項目設(shè)計實踐中，用于進(jìn)行工程的多視點表達(dá)（見圖1），在實際應(yīng)用中，該技術(shù)能夠針對立體路徑，合理選擇輔助電線網(wǎng)點的桿塔設(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，3DDTM大大提升了對立體空間的測量、表達(dá)質(zhì)量，從而為工作人員對于地圖的立體分析、認(rèn)知水平等提供重要依據(jù)。在一些發(fā)達(dá)國家的電力產(chǎn)業(yè)中，3DTM已經(jīng)在電力設(shè)計中得到了很好的應(yīng)用，并且積累了非常重要的應(yīng)用經(jīng)驗。我國3DTM技術(shù)也開始朝著激光三維掃描等高新科技的方向發(fā)展，綜合各個領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)，應(yīng)用于各個領(lǐng)域。20世紀(jì)末，中國已經(jīng)建立了1:25萬個地形圖數(shù)據(jù)庫，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景。與傳統(tǒng)使用的平面電子地圖相比，基于3DTM技術(shù)測繪的地形圖可以立體描繪社會自然、人文景觀、真實直觀、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)用價值。

3.2電力工程設(shè)計中3DTM的應(yīng)用需求

關(guān)于電力工程設(shè)計，地形圖測繪是一個重要環(huán)節(jié)，在實際開展工作的過程中，首先包括對方案可行性的研究、工程方案的初步設(shè)計、施工圖的設(shè)計等。

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)整計劃工程的總體設(shè)計方案，及時發(fā)現(xiàn)其中不利于計劃執(zhí)行的影響因素，判斷和論證計劃的可行性。在實際開展可行性研究時，首先要明確方案設(shè)計原則，然后對工程進(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、房屋的拆遷量等問題。

3.2.2初步設(shè)計

設(shè)計方案的初步設(shè)計，對于局部建筑物、基礎(chǔ)設(shè)施等的規(guī)劃設(shè)計，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)計要求，補(bǔ)充測量地形圖范圍以外的部分內(nèi)容，完善測量工作，確保地形圖的準(zhǔn)確性，為工程量計算提供科學(xué)參數(shù)。3DTM的應(yīng)用為工程設(shè)計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)真實感和可操作性的建筑模型，實現(xiàn)設(shè)計圖的可視化。此外，3DTM還具備為工作人員提供查詢、分析、計算等基礎(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)計環(huán)節(jié)，電線設(shè)計合理優(yōu)化，直接影響工程運(yùn)行順利和投資額問題，至關(guān)重要。其中，線路的選擇和設(shè)計需要正確理解當(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)計中的實際應(yīng)用

4.1衛(wèi)星影像立體模型構(gòu)建

3DTM的實際應(yīng)用往往涉及衛(wèi)星影像立體模型的構(gòu)建問題，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)多為軍隊標(biāo)準(zhǔn)格式，因此在轉(zhuǎn)換其時，需要結(jié)合DEM軍標(biāo)格式的特點，編制格式轉(zhuǎn)換程序，確定相關(guān)指標(biāo)參數(shù)。另外，工作人員在開展影響模型的匹配及相對/絕對定向作業(yè)時，應(yīng)當(dāng)按照以下步驟進(jìn)行：手工選擇基本匹配點—自動剔除粗差—人工補(bǔ)充同名點—以模型自動相對定向為基礎(chǔ)，進(jìn)行模型外方位元素的計算。衛(wèi)星影像三維模型的建立過程較為復(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)計和制作

設(shè)計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。實際使用相關(guān)制作軟件時，員工面臨的主要問題包括(1)相關(guān)數(shù)據(jù)的有效存儲。電力工程設(shè)計線路路徑圖時，往往需要相對龐大的數(shù)據(jù)信息，因此需要以適當(dāng)?shù)墓浪銥榛�礎(chǔ)，確保設(shè)計工作的正常展開，工作人員應(yīng)注意及時優(yōu)化和整理使用的硬件，盡量擴(kuò)大數(shù)據(jù)的存儲空間(2)圖像、參數(shù)處理。有些員工對相關(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，通過實驗比較相關(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)條件來看，衛(wèi)生片正射影像圖的生成作業(yè)大多需要使用Cyberland專業(yè)軟件來實現(xiàn)。該軟件在半自動軟件的作用下，可以對圖像進(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)該圖在視覺感覺上的優(yōu)勢，工作人員必須對形成的主題圖進(jìn)一步系統(tǒng)化處理。在這個過程中，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主題圖進(jìn)行均勻的光、邊緣的強(qiáng)化和過濾，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，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)計中，細(xì)節(jié)問題很難及時處理。同時，由于衛(wèi)生片漫游視點高，電力工程線路設(shè)計的整體輪廓、結(jié)構(gòu)等問題可以作出相應(yīng)的反應(yīng)，爭取采取補(bǔ)救措施的機(jī)會。

4.4三維模型的構(gòu)建和線路漫游的實現(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)計能夠?qū)崿F(xiàn)無障礙的漫游，計算機(jī)的中央處理器的主頻控制在2G以上，存儲器必須在512M以上，同時需要支持3D功能的顯卡②關(guān)于數(shù)據(jù)組織水平，對于模型的構(gòu)建和產(chǎn)品的生成，線路測量區(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

由此可見，3DDEM在更多要的地形測繪效用。隨著計算機(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，滿足大眾的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，幫助工程設(shè)計大幅提高工作效率，提高電力工程設(shè)計的應(yīng)用精度和自動化水平。