浅析Google Earth 和手持GPS在输变电工程设计中的应用

　　摘要：简要介绍手持GPS和GoogleEarth主要特点以及在输变电工程设计中的应用。
　　关键词：Google Earth，手持GPS，输变电设计
　　
　　1前言
　　输变电工程设计有一套完整的设计流程和设计步骤，每个流程和步骤均需要利用工程建设范围内的地形图和影像图等基础数据作为参考资料。然而在实际设计过程中，往往会受到现场资料不够全面，而且比例尺地形图成图年代早，时效性较差，新增房屋、公路、工厂、机场等物理信息无法及时更新，影响设计效率。
　　GoogleEarth作为一款虚拟的数据地球仪软件，它把卫星照片、航空影像等数据合成在一个地球的三维模型上，用户可通过下载一个客户端软件，免费浏览全球各地的高清晰度卫星影像。由于其和真实的地球物理信息做了匹配，它所提供的地形、海拔、经纬度信息和GPS输出的经纬度信息是完全重合的，因此对于工程设计行业来说，其具有很高的实用价值。除此之外，GoogleEarth还具有以下特点：影像更新速度快；具有绘制草图和地名标注功能，设计时方便选定站址和路线；数据能以KML格式导入和导出，支持二次开发功能等。
　　手持GPS是一种体积小巧、携带方便、独立使用的全天候实时定位导航设备，其以移动互联网为支撑，以GPS智能手机为终端的GIS系统，通过带有GPS模块的智能手机将当前GPS坐标显示在手机地图上，同时也可以通过互联网从服务器上下载当前GPS坐标、图像、几何图形、属性等信息。由于手持GPS具有可移动性，因此其在定位导航、电力、水利勘察、石油开发等领域有着广泛的应用。
　　
　　2手持GPS和GoogleEarth在输变电工程设计中的应用
　　随着经济的高速发展，土地利用面积紧张，高压输变电工程设计所利用区域房屋众多，用传统的全站仪和手持GPS进行测量，很难迅速在现场确定站址和最佳线路，特别是在多山地区，由于树林茂密，透视条件差，不能对周边环境有足够的了解，此时若用传统的测量方法，将耗费大量的人力物力，势必会增加工程投资。采用手持GPS和GoogleEarth相结合的方法，能够大大减少工作量，提高工作效率，降低工程投资。下文将简要介绍手持GPS和GoogleEarth在输变电工程设计中的应用。
　　2.1在变电站勘测设计中的应用
　　GoogleEarth具有的特点能够为变电站勘测设计中的变电站站址选择和站址方案比选带来很多便利。
　　首先利用GoogleEarth提供超过1000GB的全球免费卫星影像与地形数据，能对可能作为变电站站址区域周围的环境，特别是水流、村庄、工厂、道路的分布情况有一个全面直观的了解，同时其影像数据能不定期实时更新和具备历史影像数据浏览功能，为设计方案比选、工程影像分析提供了实时数据支持。其次在实际踏勘过程中，利用手持机得到的站址各角点的WGS84坐标，将其导入AutoCAD中的卫星图，就可以利用GoogleEarth提供的全球30~90m精度的DEM构建三维地面高程模型进行站址选择、站址方案比选，减少到现场对勘测的面积、范围的确认以及再确认，提高设计效率。因此在变电设计的投标、站址方案比选和可研、初步设计阶段其具有很高的实用价值。
　　2.2在输电线路勘测设计中的应用
　　GoogleEarth在输电线路勘测设计中的实用性远大于变电站勘测设计，可以说其的使用贯穿了整个输电线路设计过程。结合GoogleEarth和手持GPS的使用，可有效弥补传统输电线路设计中时效性差和图纸变形问题。下面就以手持机accoP530为例，介绍手持GPS和GoogleEarth在输电线路设计中的应用。
　　首先，在选线、可研设计阶段，截取拟建线路的两变电站之间的卫星影像，结合已有的地形图，初选线路路径，通过已叠加地形图和GoogleEarth图片，能清楚的分辨地形，在选线时能有效避开路径附近的村庄、工厂、通信设施、施工维护困难的陡山等地物地貌，不必到现场实地踏勘就能得到比较正确的线路路径，大大提高了工作效率。其次，在初步、施工图设计阶段，在前期选择的线路路径上利用手持GPS进行实地勘测时，可根据实地对线路有影像的地物地貌优选转角。同时可在GoogleEarth卫星图上初选下一转角，同时显示鼠标所在位置至当前位置的距离及方向。也可利用GoogleEarth的地名标注功能在GoogleEarth上标注对线路路径有影响的地物地貌，以便线路方案的比选以及路径修改时参考。另外，通过与手持机accoP530配套的最新版OziExplorer软件，将已保存的实地勘测航点、航线和航迹从GPS接收机传送到计算机上，在OziExplorer界面的“保存”下拉菜单选择“ExporttoGoogleEarth”，生成GoogleEarth支持的.KML文件,将.KML文件导入到GoogleEarth，即可在GoogleEarth窗口看到三维轨迹加地形图。通过GoogleEarth的三维地形图，能对选择的线路路径方案进一步优选，避让各类规划区、军事区，有效提高线路路径方案的可行性，减少施工困难。
　　2.3在电力通信光缆勘测设计中的应用
　　近些年，随着电力通信网的逐步完善，再加上一些使用年限较长的光缆需要更换，电网公司每年都需要建设一定量的通信光缆。对于依附在输电线路的架空的电力通信光缆线路，其勘察设计存在以下一些问题：
　　（1）由于输电线路投产时间较长或者经过多次改造等原因，造成输电线路竣工资料难以收集或者收集错误，导致架设在输电线路杆塔上的通信光缆长度无法正确估算；
　　（2）电力通信光缆工程建设费用比较少，若动用专业勘察队伍进行重新勘察，势必会增加工程投资。
　　（3）由于大多数输电线路杆塔都建设在山上或丛林当中，不宜采用常规方法测量通信光缆长度。
　　因此，需要一种相对比较简单，且产生的费用也不大的方法来测量通信光缆线路长度。手持GPS作为一种实时的定位导航设备，对于电力通信光缆勘测设计人员是一种非常好的工具。首先，其测量比较精准，误差可以控制在几米范围内。其次，其携带使用方便，基本上一个人就可以完成相关的测量工作。设计人员只需在涉及的输电线路杆塔下读取相关的数据，并记录下来，再在计算机GoogleEarth中录入相关数据，就可以形成通信光缆建设路径图，并计算出相关路径长度，从而计算出通信光缆长度。因此，手持GPS和GoogleEarth在电力通信光缆勘测设计中的使用，不仅可减少人员配置，同时可降低工程投资。
　　3总结：
　　作为输变电设计的辅助工具，GoogleEarth作为全球卫星地图集成软件，具有良好的交互式界面、功能强大，操作方便。利用GoogleEarth中的图层叠加功能，可以把电子地图或将其它图片叠加到GoogleEarth三维地理图上，如将将房屋厂房密集区、管线密集区、微气象区、重冰区、石矿开采区、沉陷区等特殊区域图叠加，通过调节透明度、放大缩小、改变视角、倾斜观察等，观察变电站站址或者输电线路路径所在特殊区域的相关信息，为输变电工程设计提供一定的帮助。
　　作为输变电设计另一的辅助工具，手持GPS具有体积小巧、携带方便、数据精准等优点。通过手持GPS和GoogleEarth相结合使用，可为输变电工程设计提供更多便利。
　　
　　
　　参考文献
　　【1】叶丰明，韩正梅。GoogleEarth在铁路勘测设计中的应用［J］。铁道察,2009(6):43-46。
　　【2】邓加娜，胡茂林等。数字地球及其在电力勘测设计中的应用［J］。电力勘测设计，2006(5):48-52。
　　【3】杨永平，段德磊。多功能手持GNSS在电力行业的应用[J]。电力与电工，2009(3)。