引言
输电线路作为电力传输的一种途径，在维护人民日常生活，企业生产运行，社会长治久安扮演着重要的角色。架空输电线路是一种普遍应用的形式，其承担着更多的远距离能源输送任务，为了不影响到人们的生活，也防止受到不确定因素的干扰而影响输电安全，架空输电线路多被假设在偏远的山区，远离人群。虽然避免了显见的人为威胁，但也面临着新的威胁，山区的树障威胁便是最主要的威胁之一，容易造成树木放电、森林火灾等问题。
1、输电线路树障巡视现状
目前，输电线路树障巡视主要采用人工巡视的方法，通过目测线路通道内树障与导线之间的距离来判断树障的等级和严重程度。目测方式主观因素较强，而且视觉上存在“近大远小”的感受，人为判断的树障距离与实际结果之间误差很大，给线路运维造成了无法掌握实际树障情况的困境。宜昌地区属于丘陵地带，地势高差达几百米，有时为了巡视一基杆塔，不得不爬上几百米的山坡，而且山上人迹罕至没有巡视路径，全靠巡视人员一边砍伐树木植被一边前进，费时费力。
2、树障未能及时清除的原因
2.1树障存量大
不掌握树障盲点和生长规律。特殊地形上的树障，如悬崖峭壁、大沟壑的下坡点、凸坡点等，只能通过人工检查才能到达，没有准确测量识别，不纳入清理计划。对一些树木屏障的自然生长特性评价不准确，如速生桉树和竹子，生产周期短，导致一些树木屏障的管理和控制出现真空，尚未完全识别并纳入重点关注。很难协调清除树障。林木屏障存量基数大，林木产权人要求的补偿价格高，增加了清理协调难度，清理进度缓慢，尤其是在林权制度改革中。如需砍伐线路保护区内自然生长的灌木，农户补偿有限，这也是近年来树障存量只增不减的重要原因。评估和评分不准确。树障智能测量技术应用水平较低。有些树障没有用仪器测量，或者计算时没有考虑跨度和温度对导线舞动的影响，导致树线距离判断不准确，隐患分类错误。未及时清理的树障不断生长，使得隐患等级迅速升级。
2.2树障增量大
自然保护加速了森林屏障的增加。由于深入实施退耕还林政策，生态环境保护要求得到改善，为便于沿线植树造林和退耕还林而关闭斜坡的面积增加，自然生长的树木得到了很好的保护，自然生长的树木也威胁到了线路的安全运行。未能及时发现和培育的零星树木，也是树木屏障的新增加。随着农业结构的变化，种植了更多的新作物。西部地区劳动力出口多，农业劳动者少，沿线农民重新种植经济林，护理需求较低，收获周期较长，如木薯、甘蔗和果树。为了减少对耕地表生产的投资，也有人直接在原来的农田种植其他高大的树种，特别是生长速度更快、海拔更高的经济树木，这将对线路造成更大的损害。抑制再生的措施执行不力。桉树、Cunninghamia lanceolata、竹子等可以第二次生长的树种，在病例发生后没有采取抑制再生的措施，导致这种树障在病例发生后长出新的幼苗，再次损害了线路。因为这种树种已经被砍伐，所以对于线路管理员来说，很容易相信，在短期内，这一节没有隐藏的树障危险，对线路极为有害。
3、技术方法
3.1通道地表三维点云重建方法
通过使用密集图像匹配方法从一对三维图像中提取密集的三维点云，可以实现电力线穿越曲面的三维重建。电力线路穿越表面的三维重建和电力线路三维坐标的自动测量是实现电力线路穿越障碍自动检测所必需的，这直接决定了电力线路穿越障碍检测的准确性、可靠性和有效性。从精度、可靠性、效率等方面提出了大量图像密度匹配算法。但是，大多数图像映射算法都针对城市建筑的三维重建进行了优化，电力线的通道表面通常复盖着茂密的植被，应重点关注类似的纹理图像映射算法，如管道。当电力线穿过村庄等居民区时，很容易出现非法建筑，对电力线的安全运行构成严重威胁。因此，图像匹配算法不仅要满足输电线路复盖植被的条件，还要适应人工建筑的纹理特征，实现建筑屋顶及其附件(烟囱、暖气、太阳能等)的三维重建。
3.2障碍物隐患检测
阻断输电线路的风险是一个通用术语，指在三维接入环境中，与线路的空间距离小于某些安全阈值的物体，包括树木、房屋、高速铁路、高速公路和重要线路的穿越航空线完成三维电力线和导线通过曲面重建后，可以在相机拍摄时恢复传输线通过的三维点云的真实场景，然后通过计算曲面和导线的三维点云之间的空间距离来检测超出点。 然后根据障碍物点云之间的拓扑关系进行聚类分析，分析其纹理特征，将相邻的超车点合并成一个障碍物，区分障碍物类别，并评估障碍物的危险程度和可信度。
3.3电力线路隐患检测
电力线线路中障碍物的隐患是指其空间距离位于通道三维环境中导体的物体的一般名称，包括树、房屋、高速铁路、高速公路和主要传输通道高架线路交叉段，低于一定的安全波。电力线路隐患检测前，电力线路和通道的三维重建已经完成，只需判断电力线路和下方地面对象之间的距离以及距离是否超过极限。重建电力线和信道三维场景后，计算的数据将导入到隐藏危险分析软件中。树障分析软件是树障分析的统计评价软件，实现了树障分析从人工野外测量到无人驾驶飞机辅助自动测量的转变。该软件在图像层点云匹配和立体映射技术的基础上，对传输线信道进行了导线阻抗建模、树障安全状态分析和交叉测深。该软件计算电力线与其下方地面对象之间的距离，并分析隐患。对于越界点，还需要解释隐患的分类，将某一空间内的土壤物体分类为应急缺陷、较大缺陷、一般缺陷和关切，并自动生成树障隐患报告。该技术与激光雷达技术相比，降低了隐患防护的技术经济门槛，为电网故障排除、日常检测和应急检测提供了决策依据。
3.4遏增量，源头管控
早期干预，源头管控。在树木种植高峰期(种植时间通常集中在一年前后两个月和三个月)，将使用直升机、无人驾驶飞机巡逻和卫星山火警报，预先干预线路保护范围内新种植的地区，防止重新种植。加强与城市规划、交通、城市管理、园林等部门的沟通，了解城市基础设施规划。建议在设计规划中把线路保护区的园林绿化改造成低花园。抑制增长和增量。对于树木清洁后自然生长的树种，如桉树和坎宁安柳叶刀等，采用“草甘膦”农药在伐后喷洒树桩，防止其再次生长。第一个好处是减少再生树木对线的影响；二是降低第二代桉树再减产的成本；第三，划分一次性补偿面积与其他林地之间的界限，避免与农民发生二次补偿纠纷。建立评估和奖励机制。严格评价线民委托的公司，提高线民检查质量，充分利用线民的区位优势，及时发现新的树障。探讨树障奖励的奖励和停止机制，并根据种植面积和距离及时提供发现，特别是对于能够停止在线保护区种植高杆树木的线管理员和群众警卫。
结束语
输电线路运维工作长期受制于落后的工作方法，人工运维不仅费时费力，而且效果不佳。基于无人机航空摄影的输电线路树障运维方式不仅解决了工人工作期间劳动强度大、无路可走、夏季高温、冬季寒冷的工作环境问题，也从量测精度上大大提高了线路运维的质量。无人机树障巡视是未来线路运维的发展趋势，今后急需解决的是电池容量小，飞行时长受限的问题。如果能够解决上述问题，无人机航空摄影将在线路运维上得到更加广泛的运用。
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