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　　摘要：随着GIS在电力行业的深入应用，电力设备设施的三维模型构建形成巨大缺口，文章将介绍电力设备三维快速建模方法，以及几项基于三维数据在电力应用方面的探索。

　　关键词：电力设备三维快速建模；空间数据生产体系；电网三维标准模型库

　　随着GIS在电力行业的深入应用，越来越多的现实模拟及拓扑分析结果可以在三维场景中得到更直观的展现，而且部分分析还需要依托可以更全面反应客观事物的三维GIS数据作为分析的基础。三维GIS在电力行业将得以广泛应用。

　　目前，基于三维GIS在电力行业上的应用已涉及到规划设计、应急指挥、生产、调度、营销等各个领域，功能涉及线路站房选址、故障模拟、巡视模拟、事件处理、三维可视化设备实时状态监测、以及树木砍伐评估、安全距离检测、线路剖面分析等应用，针对电力设备的三维模型构建，形成巨大缺口。

　　目前针对电力设备的三维建模，通常采取参考现有设备设计图和台账建模，和基于点云建模两种模式。参考现有设备设计图和台账建模，具有免除外业采集、成本底的特点；通过点云建模是三维模型最直接、最通用，实现设备精确建模的方式，该方式不但可以弥补由于图纸不全，无法通过设备设计图和台账建模的盲点，同时通过点云建模的设备模型，称为真三维模型，可满足一部分需要高精度模型数据作依托的应用需求，如实景测量、变电站机器人巡视、线路无人机巡视。

　　1、电力设备三维快速建模

　　针对电力实际应用情况研究数据采集及加工技术，在保证数据安全和质量的情况下，提高效率降低成本。

　　1.1空间数据生产体系

　　采取专业化空间数据生产体系，优化测量及建模流程，合理安排内业、外业分工协作，使内外业并行、协同工作。同时，针对内业各环节，需形成操作标准规范，内业处理可以多人同时进行，而且确保内业处理的质量和进度。同时采用先进的逆向工程软件，对点云数据进行自动化处理，加快内业处理速度。经过对流程的优化，例如，一个500KV的变电站，仅优化流程这一项，从数据采集到模型构建，较传统三维采集建模在时间上可提高一倍。

　　1.2电网三维标准模型库

　　电网三维标准模型库及扩充机制，对于可以套用模型库的设备，只要模型库模型与点云数据匹配，即可使用模型库模型，大大缩短内业后期处理的时间。对于不能套用模型库的设备，则通过专业图纸结合点云数据逆向建模对电网资源模型快速建模，并存入模型库。随着模型库模型的日渐充实，场景构建成本将越来越低，速度也会越来越快。模型库充实完善后，建模速度将会较传统建模方式提高80%。

　　1.3电力设备三维快速采集

　　根据现场情况定制综合采集方案，综合采取GPS测量、全站测量、机载lidar点云采集、车载lidar点云采集、定点lidar点云采集、结合航测影像和遥感影像数据，提高数据的采集效率和数据质量，节约数据采集成本。根据电力设备特点，站房及站内设备多采取定点lidar点云采集；输电线路由于涉及范围大，采用机载lidar点云采集可达到快速收集输电线路及线路走廊点云数据的目的；配电线路多位于道路两侧，周边具备车辆行驶条件，采用车载lidar点云采集，具有快速测定道路、随时上路施测且费用较低等优势。

　　2、三维数据在电力应用探索

　　2.1基于三维数据区域分析

　　(1)避雷区域分析：分析选择点或线的向下正向辐射区域，可用作避雷区域分析：在三维场景中，使用鼠标选取站房内或线路走廊任意设备或地线，分析该点或直线向下正向辐射区域，并高亮显示；框选需避雷区域，分析出可以覆盖该区域的最佳避雷点集合。

　　(2)通道分析：针对线路走廊，分析在直升机可视范围内，同时在线路走廊安全区域外的直升机安全飞行区域；针对变电站，分析在安全甬道内人员和设备最佳观测位置。

　　2.2变电站机器人巡视

　　高精准的三维电子地图，可以作为变电站巡检机器人基站系统后台运行分析、操作控制、可视化展现的窗口和承载体。

　　其对机器人的运动、云台的转动进行可视化虚拟显示；以及对设备运行检测结果和三维图形结合，实现设备运行状态以三维图形变化显示的动态效果；作为前端显示窗口，实现与后台控制指令的交互，包括接受机器人运动的位置信息、时间以及机器人云台在上下左右方向旋转的角度等信息和用户一系列选择操作。