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1、密级：秘 密 编号：2010-ZDL0030示范输电线路巡线与三维可视化管理项目项目设计书宁波市测绘设计研究院2010年12月示范输电线路巡线与三维可视化管理项目项目设计书项目承担单位（盖章）： 设计负责人：审核意见： 主要设计人：审 核 人： 年 月 日 年 月 日 批准单位（盖章）：审批意见：审 批 人： 年 月 日目 录1 概述11.1 项目来源及要求11.2 已有资料分析利用11.2.1 平面控制点资料11.2.2 高程控制点资料21.2.3 其他资料21.3 项目目标22 测区自然地理概况及已有资料分析利用32.1 测区自然地理概况32.2 仪器设备32.2.1 机载激光雷达成套设备
2、32.2.2 直升飞机53 引用文件64 成果主要技术指标和规格64.1 坐标系统64.2 数据规格64.3 成图规格74.4 基本精度指标75 设计方案85.1 资源配置85.2 工作流程95.3 技术规定105.3.1 飞行设计105.3.2 数据采集135.3.3 数据预处理145.3.4 数据后处理175.3.5 三维建模206 成果资料的提交和归档217 项目管理227.1 项目组织227.2 项目策划237.2.1 项目实施计划237.2.2 项目质量目标237.3 过程管理237.4 质量保证措施247.4.1 质量控制措施247.4.2 安全生产措施27附图1：测量对象及相关信
3、息示意图29示范输电线路巡线与三维可视化管理项目设计书1 概述1.1 项目来源及要求 为确保宁波市域高压送电线路安全运行，进一步深化宁波市域数字电网建设，研究应用输电线路三维可视化管理最新技术，宁波市电业局委托宁波市测绘设计研究院采用直升机搭载三维激光雷达对由宁波市电业局管辖的宁海境内的胜苍5801线、胜岩5802线、宁浦5479线、海浦5480线四条500kv输电线路进行电力线路巡线航测，获取该部分输电线路走廊范围的地理数据产品。为确保项目按时、保质完成，特编制本项目设计书，以指导作业。项目名称示范输电线路巡线与三维可视化管理项目委托单位宁波电业局承担单位宁波市测绘设计研究院工期要求2010
4、年11月至2011年2月项目对象测区位于浙江省宁波市宁海县，为该县域内的胜苍5801线、胜岩5802线、宁浦5479线、海浦5480线四条500KV输电线路， 项目规模、主要工作量需对四条线路走廊总长度约100公里，航飞宽度约400米范围内进行激光点云数据采集分类和数码正射影像、数字高程模型的生产，全线路三维模型制作。具体范围见附图1。1.2 已有资料分析利用1.2.1 平面控制点资料 宁波市连续运行卫星定位服务系统（NBCORS）是我国华东地区市级的GNSS连续运行参考站网系统的重要节点之一，是我市现代基础测绘基准体系建设重要组成部分。NBCORS的网络体系是覆盖宁波全市，以数据中心为中心节
5、点的星型网络。系统由连续运行参考站网、系统控制与数据中心、数据通信网络以及用户应用系统组成。2007年宁波市似大地水准面精化项目实施时，将宁波市各CORS站点与宁波市GPS框架网按GPS B实施了同步联测。框架网联测的平均相对精度为0.011ppm，最弱边基线边长为18896.2297m，其相对精度为0.428ppm，。GPS点位坐标分量在水平方向上的平均精度为0.0020m,大地高方向为0.0038m，最弱点水平精度为0.0067m，大地高精度为0.0136m。可以直接利用宁波市连续运行卫星定位服务系统的宁海参考站点（GPS B级点NIHA）作为航飞时差分GPS静态联合观测的已知高等级地面控
6、制点之一。 我院与宁海县规划设计院于2010年4月联合完成了宁海县四等GPS控制和四等水准测量项目成果，其中分布在送电线路周边40km范围内的控制测量成果: G4NH047、G4NH072、G4NH0096，可以作为航飞时差分GPS静态联合观测的已知高等级地面控制点使用。1.2.2 高程控制点资料我院与宁海县规划设计院于2010年4月联合完成了宁海县四等GPS控制和四等水准测量项目成果，其中分布在送电线路周边40km范围内的控制测量成果: G4NH047、G4NH072、G4NH0096，可以作为航飞时差分GPS静态联合观测的已知高等级水准点使用。1.2.3 其他资料2009年5月获取的Geo
7、eye多光谱遥感影像图、宁海县交通旅游图可作为项目设计、生产计划、选埋航飞控制点的参考用图。测区内原有的一级控制点，在测区内及周边保存完好的点位标志可以利用，但需要重新测量，成果不予采用。1.3 项目目标本项目采用直升机航飞采集高精度激光点云数据和高分辨率数码影像数据，内业数据处理生成数字高程模型（DEM）、数字正射影像（DOM）和数字地表模型（DSM），并对四条送电线路整体进行三维仿真建模，搭建电力资产三维可视化管理平台。1）沿线200米宽（以输电线路为中线，两侧各100米宽）的激光雷达数据采集；2）对激光点云数据按相关特征地物进行应用分类；3）生成数字高程模型（DEM）、数字正射影像（DO
8、M）、数字地表模型（DSM）；4）送电线路的高压铁塔与线缆三维模型；2 测区自然地理概况及已有资料分析利用2.1 测区自然地理概况宁海，位于中国大陆海岸线中段，浙江省东部沿海，象山港和三门湾之间，天台山、四明山山脉交汇之处，中心地理坐标为东经12125、北纬2917。计划单列市宁波市属县，国务院批准的第一批沿海对外开放地区之一。全县下辖4个街道办事处、14个镇乡，人口58万，总面积1931平方千米，海岸线176千米，山地面积945平方千米，平原面积805平方千米，滩涂面积181平方千米。宁海属亚热带季风性湿润气候区，常年以东南风为主，气候温暖湿润，四季分明，日照充足，雨水充沛，年平均气温15.
9、317，年日照1900小时左右，平均相对湿度78%，年平均降水量10001600mm，无霜期230天。宁海地理位置优越，交通便捷，通讯发达。沈海高速公路和甬台温铁路纵贯县境，34省道甬临线是一级公路，和盛宁线、象西线和沿海南线组成陆路交通主骨架，县城距宁波机扬64千米，离北仑港80千米。5000吨级强蛟码头投入使用，北通宁波、上海、大连，南达温州、厦门、香港，水陆客货周转能力大大提高。电力充足，水资源丰富，劳动力素质高，服务优良。开放的宁海正按照宁波市副中心城市规划的要求，大踏步向一个现代化中等城市迈进。本项目所针对的4条输电线路，其中：宁浦5479线、海浦5480线的起点为宁海500kv变电
10、站，终点位于台州市境内，南北向贯穿宁海全境；胜苍5801线、胜岩5802线的起点为宁海强蛟电厂变电站，终点位于绍兴市境内，东西向贯穿宁海全境。本次测量范围为宁海县域所辖部分。4条线路所涉地形复杂，地表植被茂密，高差变化剧烈，人迹罕至，给测量带来了较大困难，属于测量困难地区。2.2 仪器设备2.2.1 机载激光雷达成套设备本项目拟采用机载三维激光雷达测量系统Harrier 68i，该机载激光雷达测量系统是代表世界领先水平的新一代三维激光雷达系统。它使用的是最安全的一级激光，所以它能够在超低空使用，而不会对人群、海洋动物和陆地动物造成伤害；激光脉冲的最大发射频率可高达400,000 赫兹；它所具有
11、的独特的在线回波信号数字化和后期离线波形分析的功能，它是能最大限度的满足机载激光测量需求的高速度、高性能、高精度、长距离的航空测量设备。它主要由以下几个部分组成：1、激光扫描测距系统：用于测量传感器到地面点之间的斜距；2、动态全球定位系统：用于测量扫描投影中心的空间坐标位置；3、空间姿态测量系统：用于测量扫描装置主光轴的空间姿态；4、数码相机：用于同步获取地面影像；5、飞行控制器：用于在飞行过程中的系统内部同步交互与控制。同时，还带有几个显示器用于监视飞行路线与测量内容，另外还配备了数据储存系统等必要设备。下图设备，其中由DGPS系统和IMU系统组成的POS系统和激光系统集成在一起，与其他设备
12、通过控制线相连，并由控制器统一控制。图2.2.1 机载激光雷达系统设备机载激光雷达系统详细参数如下表所示：设备型号Harrier68i激光扫描仪型号Riegl LMS-Q680最大脉冲频率400000Hz扫描角度4560度可调扫描频率10HZ-160HZ光斑发散角度0.5mrad测距精度20mm(1)+20ppm航带宽度45度时是有效操作距离的83%，60度时是有效操作距离的115.5%数据获取方式全波段扫描方式平行线扫描惯导系统型号Applanix POS/AV 系列POSPOSTrack 510采样频率200Hz角度精度0.005/0.005/0.008航空数码相机型号Rollei Met
13、ric AIC Pro像素6000万（8284*7195）角度56.65度相片平面精度0.03m影像校准几何和辐射校准传感器箱重量42kg（包括IMUlaserdfc）尺寸64*30*48cm计算机箱重量42kg尺寸54*50*44cm电源安全电流25A电压24-28V（正常）正常工作电流22A（系统启动时） 16A（正常工作）2.2.2 直升飞机本项目的航空平台拟使用欧洲直升机公司生产的AS350 B3型“松鼠”直升机。AS350单发小松鼠系列直升机以其性能、安全、低运行成本而著称。而AS350B3则是小松鼠中的高性能版本，使用久经考验的透博梅卡Arriel2B发动机，并配备全权数字发动机控
14、制系统。适合各种要求高性能、高可靠性的任务，尤其是山地、高原或热带地区任务。图2.2.2 AS350 B3型直升机标准座位数1+5吊挂能力/最大吊挂重量Yes/3085机身规格11.05*2.74*3.26米（长宽高）座舱规格2.21*1.87*1.29米（长宽高）最大连续功率728 轴马力最大起飞重量2251.84公斤标准空重915.26公斤有效载重1336.57公斤最大航程664公里不可逾越速度286公里/小时最大连续速度259公里/小时爬升率609.53米/分钟最大悬停高度4091.78米3 引用文件 1:500 1:1000 1:2000地形图航空摄影规范（GB/T 6962-2005）； 1:500 1:1000 1:2000地形图航空摄影测量数字化测图规范（GB15967-2008）； 1:500 1:1000 1:2000地形图航空摄影测量内业规范 （GB/T7930-2008）； 1
