一种输电塔长短腿及基础的仿真方法技术

本发明专利技术提供一种输电塔长短腿及基础的仿真方法，本方法基于三维GIS地理信息技术，通过对高分辨率卫星影像、数字高程模型进行坐标投影纠正、影像融合处理，结合测量数据建立三维数字地面模型，在GIS平台上生成塔位周边的地形TIN网，生成高精度的等高线数据，进而绘制出准确的塔基断面图或塔位地形图。本方法能够直观展示塔位处的地形情况的，减少外业工作人员的工作量；并且提供高精度的等高线数据，方便设计人员在不到现场的情况下，全方位查看塔位地形。同时能够实现批量配置山区输电线路全方位长短腿、高低基础的功能，减小设计工作量，提高设计效率；为输电线路在山区的设置提供了高效且可靠的仿真依据，进而保证了电网的可靠运行。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于输电塔仿真领域，具体涉及一种输电塔长短腿及基础的仿真方法。
技术介绍
为贯彻国网公司“环保型输电线路”的设计理念，在土质条件适宜的情况下，山区、丘陵等地区线路均采用全方位长短腿与高低基础配合使用的设计模式。传统的工程设计需要先对工程野外勘测定位，测量并绘制塔基断面图及塔位地形图，然后进行工程内业设计；而输电铁塔长短腿的设计及基础配置工作需要电气、测量、结构三个专业相互配合完成。电气专业提供电气定位成果，即每基塔的位置、铁塔呼称高等；测量专业提供线路平断面图和每一基铁塔的塔基断面图或塔位地形图；结构专业需要结合每个铁塔的塔基断面图或塔位地形图配置全方位长短腿、高低基础。目前，输电铁塔长短腿的设计及基础配置工作一般需要在野外测量，需设计人员到现场测量塔位周围的地形、地貌，因而无法实现高效的输电线路设计，同时无法保证输电塔长短腿及基础的设计准确性。因此，亟需提供一种能帮助设计人员在不到现场的情况下，准确且高效的输电塔长短腿及基础的设计方法。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供的一种输电塔长短腿及基础的仿真方法，该方法能够直观展示塔位处的地形情况的，减少外业工作人员的工作量；并且提供高精度的等高线数据，方便设计人员在不到现场的情况下，全方位查看塔位地形。同时能够实现批量配置山区输电线路全方位长短腿、高低基础的功能，减小设计工作量，提高设计效率；为输电线路在山区的设置提供了高效且可靠的仿真依据，进而保证了电网的可靠运行。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种输电塔长短腿及基础的仿真方法，所述方法包括如下步骤：步骤1.根据GIS中的模型基础，获取目标区域的基本参数；步骤2.采集所述目标区域的断面数据，在所述GIS中集成有效数据；步骤3.生成输电线路的全线内的地形TIN网，并生成等高线数据；步骤4.根据GIS空间分析算法，对所述输电线路进行其沿线的坡度、坡向及山体阴影计算，得到仿真数据图层；步骤5.叠加测绘地理信息平台的线路规划矢量数据，生成全数字三维实景立体测绘图；步骤6.根据所述全数字三维实景立体测绘图，仿真配置所述输电塔的长短腿及基础。优选的，所述步骤1包括：1-1.对所述GIS中的模型基础进行坐标投影纠正及影像融合处理；1-2.获取目标区域的基本参数；所述模型基础包括数字高程模型、数字地表模型及数字正射影像。优选的，所述步骤2包括：2-1.自动采集所述目标区域的断面数据；2-2.根据所述断面数据及基本参数；在所述GIS的空间决策优化设计模块中集成有效数据，所述有效数据包括地理坐标位置、空间属性信息及栅格卫星数据，建立三维数字地面模型。优选的，所述步骤3包括：3-1.根据Delaunay三角网反演算法，生成输电线路全线内的地形TIN网；3-2.生成等高线数据；所述等高线数据间的间隔小于等于5米；3-3.绘制塔基断面图或塔位地形图；所述GIS空间分析算法包括坡度空间分析算法、坡向空间分析算法及山体阴影空间分析算法；所述数据图层包括坡度图层、坡向图层及山体阴影图层。优选的，所述坡度及坡向计算包括：以数字高程模型DEM数据为元数据，进行GIS空间分析中的坡度计算和坡向计算，形成所述输电线路全境范围内的坡度及坡向的栅格图层；坡度、坡向算法的计算原理如下：其中，Slope为坡度、rise为上坡向、run为下坡向、θ为坡度的角度值。优选的，所述步骤6包括：6-1.通过CAD插件分别确定所述输电塔的杆塔各腿处的塔位地形曲线；6-2.解析出所述杆塔各个塔腿地形曲线函数；6-3.根据所述杆塔最短腿的呼高半根开、最长腿的呼高半根开以及设计定的接腿级差，计算出各个接腿基面差，得到各接腿与地面的距离；6-4.根据各接腿与地面的距离，在所述全数字三维实景立体测绘图中，仿真配置所述输电塔的长短腿及基础。优选的，所述6-4中所述仿真配置所述输电塔的长短腿及基础包括：a.将各级所述接腿按所述接腿与地面的距离从小到大顺序排序；b.筛除所述接腿与地面间距离小于0的所述接腿c.判断是否存在所述接腿与地面间距离在基础露头距离范围内；若存在，则选取当前的所述接腿，并将基础露头与所述接腿与地面间距离配置为相等；配置完成；若不存在，则进步步骤d；d.判断是否存在所述接腿与地面间距离小于基础露头距离范围的最小值；若存在，则选取当前所述接腿中与地面距离最大的所述接腿，并将其基础露头的距离配置为等于所述基础露头距离的最小值；再将开挖深度配置为等于所述基础露头范围最小值减去接腿与地面的距离的差值；配置完成；若不存在，则配置失败。从上述的技术方案可以看出，本专利技术提供了一种输电塔长短腿及基础的仿真方法，本方法基于三维GIS地理信息技术，通过对高分辨率卫星影像、数字高程模型进行坐标投影纠正、影像融合处理，结合测量数据建立三维数字地面模型，在GIS平台上生成塔位周边的地形TIN网，生成高精度的等高线数据，进而绘制出准确的塔基断面图或塔位地形图。本方法能够直观展示塔位处的地形情况的，减少外业工作人员的工作量；并且提供高精度的等高线数据，方便设计人员在不到现场的情况下，全方位查看塔位地形。同时能够实现批量配置山区输电线路全方位长短腿、高低基础的功能，减小设计工作量，提高设计效率；为输电线路在山区的设置提供了高效且可靠的仿真依据，进而保证了电网的可靠运行。与最接近的现有技术比，本专利技术提供的技术方案具有以下优异效果：1、本专利技术所提供的技术方案中，基于三维GIS地理信息技术，通过对高分辨率卫星影像、数字高程模型进行坐标投影纠正、影像融合处理，结合测量数据建立三维数字地面模型，在GIS平台上生成塔位周边的地形TIN网，生成高精度的等高线数据，进而绘制出准确的塔基断面图或塔位地形图。本方法能够直观展示塔位处的地形情况的，减少外业工作人员的工作量；并且提供高精度的等高线数据，方便设计人员在不到现场的情况下，全方位查看塔位地形。2、本专利技术所提供的技术方案，能够实现批量配置山区输电线路全方位长短腿、高低基础的功能，减小设计工作量，提高设计效率；为输电线路在山区的设置提供了高效且可靠的仿真依据，进而保证了电网的可靠运行。3、本专利技术提供的技术方案，在输电塔仿真领域应用广泛，具有显著的社会效益和经济效益。附图说明图1是本专利技术的一种输电塔长短腿及基础的仿真方法的流程图；图2是本专利技术的仿真方法的步骤1的流程图；图3是本专利技术的仿真方法的步骤2的流程图；图4是本专利技术的仿真方法的步骤3的流程图；图5是本专利技术的仿真方法的步骤6的流程图；图6是本专利技术的仿真方法的具体应用例中的全方位长短腿示意图；图7是本专利技术的仿真方法的具体应用例中的高低基础示意图；图8是本专利技术的仿真方法的具体应用例中的长短腿高低基础配置示意图；图9是本专利技术的仿真方法的具体应用例中自动配置流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示，本专利技术提供一种输电塔长短腿及基础的仿真方法，包括如下步骤：步骤1.根据GIS中的模型基础，获取目标区域的基本参数；步骤2.采集目标区本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种输电塔长短腿及基础的仿真方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤1.根据GIS中的模型基础，获取目标区域的基本参数；步骤2.采集所述目标区域的断面数据，在所述GIS中集成有效数据；步骤3.生成输电线路的全线内的地形TIN网，并生成等高线数据；步骤4.根据GIS空间分析算法，对所述输电线路进行其沿线的坡度、坡向及山体阴影计算，得到仿真数据图层；步骤5.叠加测绘地理信息平台的线路规划矢量数据，生成全数字三维实景立体测绘图；步骤6.根据所述全数字三维实景立体测绘图，仿真配置所述输电塔的长短腿及基础。

【技术特征摘要】
1.一种输电塔长短腿及基础的仿真方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤1.根据GIS中的模型基础，获取目标区域的基本参数；步骤2.采集所述目标区域的断面数据，在所述GIS中集成有效数据；步骤3.生成输电线路的全线内的地形TIN网，并生成等高线数据；步骤4.根据GIS空间分析算法，对所述输电线路进行其沿线的坡度、坡向及山体阴影计算，得到仿真数据图层；步骤5.叠加测绘地理信息平台的线路规划矢量数据，生成全数字三维实景立体测绘图；步骤6.根据所述全数字三维实景立体测绘图，仿真配置所述输电塔的长短腿及基础。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1包括：1-1.对所述GIS中的模型基础进行坐标投影纠正及影像融合处理；1-2.获取目标区域的基本参数；所述模型基础包括数字高程模型、数字地表模型及数字正射影像。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤2包括：2-1.自动采集所述目标区域的断面数据；2-2.根据所述断面数据及基本参数；在所述GIS的空间决策优化设计模块中集成有效数据，所述有效数据包括地理坐标位置、空间属性信息及栅格卫星数据，建立三维数字地面模型。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3包括：3-1.根据Delaunay三角网反演算法，生成输电线路全线内的地形TIN网；3-2.生成等高线数据；所述等高线数据间的间隔小于等于5米；3-3.绘制塔基断面图或塔位地形图；所述GIS空间分析算法包括坡度空间分析算法、坡向空间分析算法及山体阴影空间分析算法；所述数据图层包括坡度图层、坡向图层及山体阴影图层。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述坡度及坡向计算包括：以数...

【专利技术属性】
技术研发人员：马潇，王景朝，房正刚，黄彭，金欢，王轶，王宪，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，国家电网公司，国网天津市电力公司，
类型：发明
国别省市：北京;11