三维GIS辅助山区输电线路货运索道选线系统设计.docVIP

三维GIS辅助山区输电线路货运索道选线系统设计 　　摘要：针对山区输电线路工程建设中货运索道规划选线的需求，研究基于三维GIS软件平台设计组件式的索道选线系统，以高分辨率的遥感影像和高程数据为支撑，借助于计算机模拟的三维空间信息进行索道路径选线，实现在三维场景下对输电线路的信息查询、索道规划选线和管理以及索道专题图制作。经过施工单位的应用后表明，系统具有良好的稳定性、伸缩性和重用性，降低了索道选线的工作量和成本，能够为山区输电线路索道的规划选线提供有力的帮助。 　　关键词：三维GIS 山区 输电线路 索道选线 　　中图分类号：TM723 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）05-0000-00 　　近年来，随着我国电网建设工程的快速发展，输电线路工程路径走廊逐步向边远地区和山区覆盖，山区输电线路建设工程需要面临高海拔、地势险要、交通困难的问题，尤其是在西部地区还要经过无人山区，交通运输及其不便，而输电线路工程建设过程中的铁塔、导线、基础设施等物资重量很大，输电线路材料运输面临困难，复杂的地形地决定了采用常规的人力运输和汽车运输难以达到目的。索道架设灵活方便，可以运送大量的物料，在地形地势复杂的山区和人力畜力难以到达的地区，越来越多的采用索道运输技术[1]，因此可以在道路与电网线路施工点之间搭建货运索道以运输物资。由于索道建设的规模要受到电网线路工程总体成本的控制，而且随着环保意识的加强，索道建设要尽量减少对环境的破坏程度，需要综合考虑索道建设成本和生态环境代价，以尽量低的成本实现货运索道建设，而科学、合理的进行货运索道规划选线，对降低索道建设成本有很大的帮助。因此，研究如何准确、快速实现山区输电线路货运索道的规划选线，具有重要的工程意义和社会价值。 　　目前，专门针对输电线路建设工程中货运索道规划选线的研究并不多。建设单位要根据施工现场具体情况，依据索道设计原则选择索道路径和标准化的索道运输方案[2]，可以进行现场勘测以了解局地的地形地貌，通过图纸绘制实现索道路径规划，但实地勘测会受到现场环境条件的限制，成本高风险大，而且不便于进行索道数据统计管理。地理信息系统（Geographic Information System ，GIS）技术已经广泛应用于输电线路工程建设过程中[3-7]，而且在电网的运行管理[8]、电网安全巡检[9]、数据管理[10]等方面都得到了应用，利用GIS技术可以为索道选线的实际操作提供辅助性决策[11]。三维GIS对客观世界的表达更加真实，具有地理信息全面、可视化效果好等特点，为山区输电线路工程的货运索道规划选线提供了理想的方式。 　　三维GIS是在计算机硬、软件系统支持下，利用图形图像技术将遥感影像、高程等空间信息结合文字注记，为地理空间信息展示提供更加丰富、逼真的平台，使人们将抽象难懂的空间信息可视化和直观化，从而做出准确而快速的判断。本文研究利用三维GIS技术，结合山区输电线路工程货运索道规划选线的具体需求，建设一个可以准确、快速进行索道规划选线的软件系统，为输电线路工程建设提供辅助服务。 　　1 业务需求分析 　　1.1 货运索道规划选线要求 　　在进行输电线路的货运索道规划选线时，要充分考虑经济、生态环境方面的成本，设计出的货运索道既要满足施工建设过程中物料运输的需求，还要对周边的生态环境破坏程度达到最低，同时经济成本要控制在一定范围内。因此，通过对各施工标段输电线路附近的地形、地貌特征分析，根据所要运送物资的重量，选择相应的索道类型和支架类型，进行索道路径选线，并依据索道类型的单位造价，计算出各施工标段的货运索道参考建设成本，为工程施工提供参考。 　　1.2功能需求分析 　　系统的基础功能应包括：基础地图数据的三维可视化展示、三维飞行漫游浏览、三维空间测量、线路和杆塔信息的查询和定位；系统的专业功能包括：索道选线绘制、索道数据统计管理、数据导入导出、索道专题图绘制。由于索道的绘制是针对输电线路的杆塔局部区域进行的，对基础地理数据的精度和过程参数的计算准确度要求较高，因此需要有高效、完善的数据管理和统计分析体系。 　　2 软件设计 　　2.1总体设计 　　由于本系统主要是面向输电线路工程的各施工标段，为了保障系统具备良好的可移植性，能够快速向各施工单位分发，系统总体构架采用客户端+Access数据库的单机结构模式。工程基本信息、索道参数数据存储在本地数据库中，工程影像、DEM数据、线路交叉跨越矢量数据采用瓦片金字塔的形式存放在软件缓存目录下，实现快速、灵活的单机运行。整个系统采用组件模式开发，每个功能模块是一个独立插件。系统总体框架图如图1所示。 　　2.2功能设计 　　系统针对输电线路工程的三维可视化查询与测量、线路杆塔信息的查询统计