关键词：激光扫描；三维；输电线路
我国作为世界上数一数二的人口大国，电力能源是国民经济发展的核心，对我国经济发展也有着举足轻重的作用。故此我们更应该需要伴随电力能源的优势将书店路体系的中心作用发挥到极致。输电线路是一项十分复杂的工程，但其自身的科学化和高效化运营为输电线路的发展带来了机遇与挑战。直升机激光扫描巡检作业就是提高线路运行维护的一项重要技术措施。近年来，这项技术在国外已经作为一项十分成熟的技术而被广泛运用到输电线路运行维护工作中了，我国一定要加快科技的脚步，大胆向前追赶，让直升机激光扫描巡检作业能够尽快为国内输电线路发展提供新的思路。笔者根据自身的工作经验和对以往资料的探察，现将研究分析与结果如下所示，如有不妥，欢迎指正。
一、直升机激光扫描巡检作业
在直升机激光扫描巡检作业中，通常把直升机为作业平台，具体操作是直接在直升机的基础上搭载激光扫描三维成像系统作业进行巡查。在巡查过程中需要运用的技术性原理包括激光扫描巡查系统的集成、巡检作业飞行方案的研究和巡检数据的专业应用，这些原理在作业过程中都有着不可替代的作用，现将其一一进行分析：
1、激光扫描巡检系统的集成
就目前看来，我国电网运维的重难点在于对复杂的路线走廊周围环境地势地貌的宏观掌握和导线与周围的部分建筑之间的距离是否安全。这些距离受到各种现实因素的影响是很难确定的，这就要求相关工作人员在进行直升机激光扫描作业中所获取的数据需要符合相关规定，大致就是以下几点：①能够进行导线与不同地物之间距离精准检测的数据，保证数据的真实可靠性；②数据能够直接反映线路走廊等周围地势地貌等建筑物的影像数据；③在测量之后，能够根据所得数据提供测量过程中的线路运行条件和环境条件，以便于工程分析的气象数据。根据以上列举的三点相关规定，在检测作业过程中需要包括激光扫描器、高清照相机、惯性导航仪、气象传感器等必要设备，这些设备在作业过程中不仅能够帮助工作人员更快的进行测量，更能留下一定证据，便于日后检查。
2、巡检作业飞行方案的研究
（1）点云数据对飞行状态的要求
在进行巡检作业的过程中，相关技术人员在利用直升机激光扫描技术输电线路导线距离分析时，一定要根据实际情况、参照相关规定进行巡查：首先导线的点云数据一定要有足够的准确点，以便于精确地定义导线垂曲线；其次输电线路周围物体的点云数据必须要足够多，以便于定义和输电线路周围有关的物体的形状及其不同的位置，满足一定的要求和规定。
但是很多物体的点密度要求是随着物体不同的类型及体型变化而变化的。在进行直升机激光数据采集作业的时候，由于激光扫描器的发射频率和扫描角度是无法改变的，所以点云的密度值和直升机飞行的速度和高度有着密不可分的关系。根据点云密度的要求，一般直升机的飞行高度需要保持在150米以下，当然在飞行速度方面也有着严格的要求，通常而言飞行速度为每小时80千米时为正常情况，也就是在这种高度和速度中才能确保点云密度值得要求。
（2）影像数据对飞行状态的要求
我们所说的影像数据在直升机激光扫描巡检作业中一般被用来进一步精确解释点云数据的构成。在具体操作时，首先要设定照相机快门的曝光速度，让曝光速度与直升机飞行的速度之间存在一定规定可循，由于拍摄的招聘像素要大于10厘米才能更加精准的解释点云，此外还要同时需要满足影像重叠的要求，所以一般而言直升机的飞行高度一般会控制在200米之下、100米之上。
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（3）气象数据对飞行状态的要求
在大自然界中，很多因素都是人类不可控制的，比如说气象。由于风和温度会随着直升机升高的高度变化而变化，所以在气象传感器里，想要采集超过输电线路以上200米的数据很难真实准确的反映输电线路所处高度的具体气象数据和气象变化。为了解决这个问题，相关工作人员在采集气象数据时一定要要求直升机低空飞行，以便于获得能代表采集时的输电线路周围的气象数据，减小误差，提高准确率。
（4）采集航带宽度对飞行状态的要求
就目前我国科学技术发展的现状而言，输电线路走廊的运维半径一般在线路中心线两侧，并在两侧原有的基础上各加50米，也就是100米的宽度作为线路运维的总体范围。直升机扫描航带的宽度和直升机的飞行高度之间也有着严格的比例要求，通常而言是呈现0.8：1的状态关系，即假如飞行高度为100米时，覆盖的宽度一般为80米。只有在这种平衡的关系状态下，直升机在输电线路之上跑偏的误差才会小，并且还能收获到清晰的数据。
综合考虑以上要求，在直升机飞行安全要求的基础上，相关项目组最终确定了直升机激光扫描的正确作业方式：直升机在数据采集时主要以线路中心线附近作为采集数据的蹲点位置，飞行速度为每小时60~80千米，飞行高度最好控制在125米至150米之间。
二、直升机激光扫描巡查作业实际应用
应用直升机激光扫描系统在进行实际作业之前，都会由专业技术人员为其进行激光巡查试飞作业，当采集的点云数据经过初次处理之后，地表以上的点云就会以不同形式形成点云数据；地表点云通过相关处理后可以形成供工作人员观看分析的DEM。采集的影像数据也可以通过处理形成可以观看的正射影像数据（DOM），采集后的气象信息在导入系统后可以给以后的工作带来数据上的便利，也可以为日后的工作提供相应的依据。经过预处理后的点云数据、DEM、正射影像数据在导入项目组系统后，也可以生成三维场景，工作人员就可以通过观察三维场景对地形做出全方位的浏览，还能实现导线对地表等物体的距离检测，将三维场景的作用不断放大。
三、直升机激光扫描巡检作业效益分析
直升机激光扫描巡检作业是直接将直升机与激光扫描成像设备进行结合，再通过检测点云距离，以此获得相关间距等信息，这种科学的测量方式打破了以往传统的人工测量方式，为输电线路的距离测量提供了更加精准的测量方式，不仅节省了人力资源，更是提高了测量的准确度，提高作业效力和电网运行的安全性和稳定性。
通过高科技对输电线路设备的三维浏览，我们可以在最短的时间内实现对各种不同地形低质进行全方位的细致观察，及时发现和解决安全隐患问题，减少电网发生事故的风险，提高作业水平。工作人员还可以通过自动检测相同距离，正确引导检修人员进行相间间隔棒的安全，避免由于任何误差问题带来的经济损失和效率减慢问题。
除此之外，通过自动检测危险点的强大功能，可以指导运维人员对有潜在威胁的建筑施工和制备等一些问题进行有针对的处理，既不会破坏大自然的资源，也不会耽误巡查作业的发展，真正做到了符合国家规定，努力建设节能环保型国家的伟大需求。
四、总结
科技的发展可以为社会带来无穷无尽的宝藏，但这些宝藏的最终目的也只有一个，那就是更好的造福人类，为人们带来更多能够简化生活的技术。直升机激光扫描巡检作业不仅为人们在资源方面节省了一部分开支，更是给相关工作人员的生活带来了便利。但在发展的过程中我们也要注意保护生态环境，将人与自然共存的信念一代代传递下去。
参考文献：
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论文作者:张珮佼 徐高鹏
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第21期
论文发表时间:2020/5/8