1机载激光扫描技术概述

三维扫描是一种主动式的测量系统，无需合作目标，可以深入到复杂的现场环境中进行扫描，将各种大型的、复杂的、不规则的实景三维数据完整地采集到电脑中。其数据采集无论是白天，黑夜，还是恶劣条件天气均可以测量。激光扫描能够以高密度、高精度的方式获取目标表面特征。通过扫描可以获得点云数据（海量数据）。可自由控制采集密度，适应不同的目的。观测过程中无人工干预，由扫描仪内部电子设备自动控制，减少了人工干预的不确定性。激光三维扫描是继GPS以来在测绘领域的又一个技术革命。三维激光扫描系统作为一种国际领先的数据获取系统，是继GPS以来在测绘领域的又一个技术革命，是传统的数据采集技术无法比拟的高新技术，其经济效益及社会影响极为深远，其主要表现在以下方面。（1）该技术能直接获取地面三维地理信息，从而为快速建立精准的数字地面模型创造了条件，大比例尺地形图的绘制与断面的自动生成，大大减少了外业和内业的工作量，使得勘察周期变得相当短暂，缩短了整个工程的建设时间。（2）该技术作为获取空间三维信息的重要手段，还可以推广至各个相关领域。它不仅可在与公路建设类似的线形工程，如铁路、电力、水利等领域推广应用，而且也可在数字城市建设、土地更新调查与利用等相关领域中发挥重要作用[1]。

2输电线路运维故障影响因素

2.1自然因素带来的影响

暴雨、台风和泥石流等非常恶劣的自然环境条件，往往会造成一些较严重的线路故障。出现故障后，检修人员不容易寻找到有关故障区域，在雨水、冰雪覆盖的地区，即使找到了故障区域，工作人员维护电力线路也十分吃力。如果不能快速确定故障点，不仅无法尽快恢复供电，还有可能引起更严重的问题。例如，塌方严重的区域，如果没有及时找到故障原因，维修工作难以顺利进行。此外，雷电对线路也有着严重的危害。在雷电多发区，输电线路更易发生跳闸，复杂的地理形态特征更影响了这部分区域的电网可靠性。

2.2专业人员素质不足

目前，我国相关技术人员掌握的专业知识和专业技术还非常受限，存在专业知识与智能化电网发展不匹配等问题。要适应技术的发展，运维人员就要不断学习有关电力线路方面的先进技术和前沿知识，还需要熟练操作相关设备，以便能够在较短时间内找出故障区域。有时，常规的工作方法不一定能完全解决问题，因此检修人员还应该牢记电力线路中出现故障的具体位置和应对方法，以更好地胜任本职工作。

3输电线路运维中机载激光扫描技术应用

3.1可视化巡检管理控制平台

此次研究所应用的激光扫描技术主要是基于可视化巡检管理控制平台，通过直升机激光扫描数据，建立输电线路三维数字模型，以此实现视频、照片等巡检结果可视化管理，联合图像智能分析技术、倾斜摄影技术等，对输电线路进行重要性分级，以此维护电网运行维护安全性。在应用可视化巡检管理控制平台时，㠲具备上述功能，还能够对设备台账信息进行集成，管理和查询输电线路存在的危险点。其次，该可视化系统还能够基于图像方式显示出输电线路平断面图信息，使线路运行人员能够观察到杆塔沿线地形变化，档距信息以及高程信息等。

3.2外破隐患智能告警

机载激光点云数据所表达的输电线路通道坐标精度高，但其外观纹理信息体现的真实感不强。全景摄影利用数码接片技术将拍摄的图像进行合成，使用软件或网络平台处理后，可将二维平面图像投影模拟成三维空间效果，具有独特的透视效果和强烈的临场感。而倾斜摄影最大的优势是能够实现与激光点云数据的叠加，实现空间距离的量测，做到通道景象更真实、距离量测更准确。以激光扫描技术为基础，融合全景摄影、倾斜摄影、图像智能分析等技术，最大限度的保留场景的真实性，能够实现对重要输电通道全方位立体管控[2]。

3.3获取输电线路设备点云数据

对于输电线路设备点云数据的获取，主要使用Faro激光扫描仪采集输电线路设备的外在数据并通过条码扫描获得设备其它参数数据，通过激光扫描仪得到设备具体的面积、体积和相邻距离等数据。激光扫描仪主要利用相位偏移原理，将激光发射后，通过被测物体表面的反射判断出被测物体与扫描仪之间的距离，再通过角度编码器来测量扫描仪的水平旋转和镜像旋转，计算出各点的三维坐标。使用Faro激光扫描仪可将采集的数据保存到可移动硬盘上，便于后续的使用与处理。需要注意的是，数据采集完成后，需要将可移动硬盘上的数据上传到计算机中，通过点云处理软件将获得的点云数据进行拼接，最后提取出变电站单个设备的点云数据。利用识别出的设备点云数据，建立变电站基本情况模型，为后续的变电站运维做准备。

3.4实时分析运行工况

影响输电线路运行安全性的重要因素也在于自然环境变化，会导致输电线路出现严重跳闸问题，并且恶劣运行环境也会增加故障查找与处理难度。正是由于存在导线负荷量、湿度以及气温等因素影响，导线弧锤形态会出现急速变化情况，实时评估输电线路安全性，展现出输电线路应急效果。其次，通过应用激光扫描技术能够对不同气候条件下导线弧垂变化情况进行模拟，采用拟合算法方式添加温度、覆冰以及风速等条件下，以此明确瞬时应力参数，模拟分析不同运行工况。

3.5确定设备运维协同管理策略

将检修部门的计划工作与运维部门的工作相结合，在输电线路设备运维工作中实现两部门间的相互配合，提高共同的工作效率。根据运维情况主要分为停电计划的协同和非停电计划的协同。停电计划的协同：在设备运维过程中，停电工作需要考虑运行方式、设备状况等多方面因素，在协同管理的模式下，运维人员可对停电计划进行筛选，只保留与输电线路相关的工作，根据停电计划调整巡视计划，最好将检修工作和停电巡视工作集中到一天，减少到站次数。对于非停电计划协同，采用周协同策略，各个部门之间统一确定后的输电线路设备巡视计划，根据每一周的输电线路设备巡视计划，调整倒闸操作时间，使现场检修工作与倒闸操作时间基本一致，形成周工作计划。在此基础上，实现资源分配协同，根据检修计划和运维计划，统一调度检修车辆和运维车辆，使相同工作地点和时间的检修人员与运维人员共用车辆，保证运维人员与检修人员同时到达现场[3]。

4结束语

总体而言，无人机因其自身优势而在电力输电线路巡检中得到广泛应用，人工巡检的不足得以弥补，促进了巡检工作质量与效率的提升，巡检人员的劳动强度及安全风险都得以降低。无人机机载激光扫描技术是现阶段较为新颖的技术，相对于传统全站仪、RTK技术而言，具有非接触式、效率高、速度快等优势，在输电线路运维中发挥着巨大的作用，可以实现运维工作模式的变革。

参考文献：

[1]郭飞能,冉爽,张旭鹏,等. 输电线路运维中机载激光扫描技术应用探析 [J]. 华东科技, 2024, (01): 41-43.

[2]蓝宇. 探讨机载激光扫描技术在输电线路运维中的应用 [J]. 通讯世界, 2019, 26 (03): 159-160.

[3]季坤,操松元,严波,等. 机载激光扫描技术在输电线路运维中的应用 [J]. 电力信息与通信技术, 2018, 16 (02): 57-62.