在输电线路的运维中，对输电线路周围环境进行监测是一项重要的工作，如检查是否有超高树木，违章建筑、违章施工，以及有滑坡危险的地形等等。
相对于传统人工方法，无人机以其安全性、高空“无死角”等优势，在如今的输电线路运维管理中起着非常重要的作用。
南方电网超高压输电公司昆明局从2017年至今，使用无人机拍摄输电线路影像，然后使用Pix4D软件对影像进行处理，完成线路通道的三维重建，进而在三维场景中对通道内物体进行测量、评估和分析。
△ 电力通道常见监测类型：超高树木/违章建筑
从空中采集影像
南方电网超高压输电公司昆明局的陶工，近几年来一直从事无人机电力线巡检工作，包括前期数据采集，数据处理和最后的应用分析。
陶工告诉我们，现在电力线往往建设在一些偏远地区，有时候是高大的山丘，有时候则是悬崖峭壁，这使得传统人工巡检变得越来越困难。而且人在地面上走，视线会受上方树木的遮挡，看不到空中电力线的全貌。而这些限制，恰恰催生了无人机巡检的发展——无人机受地形限制较小，可以轻松上升到高空，对电力设施做到一览无遗。
如今，陶工团队使用多旋翼无人机，对云南境内超过1200公里的超高压线路进行定期巡检。
△ 无人机影像采集的航线规划
陶工说，“我们一天的工作量在15-20公里左右。拍摄电力线，需要注意一些拍摄参数——拍摄工作做好了，之后的数据处理部分就基本不需要人工干预了。”
比如飞行高度的控制，飞得太高会在爬升时耗用太多电量，影响实际拍摄时间；飞得太低则增加任务完成时长，并且由于电力设备本身也有一定高度，无人机的飞行高度需要预留一个安全距离。所以理想的飞行高度一般控制在150-200米之间（相对地面高度），这样的高度也是经过计算后得到的，以保证影像中一个像素所代表的大小是小于导线宽度的。
由于电力线狭长的特征，飞行航线通常设置为4条，重叠度为航向85%，旁向90%。
飞行完成以后，需要检查一下照片质量，首先要看下有无曝光过度或不足的情况发生；其次，要看下照片上的电线有无被山上云雾遮挡。如果只有少量照片上的电线被遮挡，则不需要进行补拍，因为电线形态规律，可以后期靠其他照片上的电线模拟出缺失部分。
从影像到三维模型
如前所述，在无人机影像采集时控制好各项参数，并确认影像没有问题后，数据处理就基本不需要人工干预了。所以工作人员每天晚上把数据导入到电脑，使用Pix4Dmapper进行自动处理，次日就能获得所需要的成果，包括三维点云和正射影像镶嵌图。
对于电力通道的三维重建，精度要求优于0.5米即可。经过陶工团队的验证，最终三维点云精度优于0.5米，正射影像精度高于0.1米，均符合要求，并且这个精度不需要布设控制点即可达到。
△ 输电线路以及周围环境以三维点云的方式呈现
当被问起为什么选择Pix4D时，陶工说道：“我也了解并试用过市场上的一些其他软件，但从成果精度、软件易用性、硬件需求等方面考虑，Pix4D是最为合适的。”
在虚拟模型中分析真实世界
得到输电线路通道的二维地图和三维模型之后，工作人员会在这些成果之上进行一些测量和分析。
最常见的如树障分析：超高树木会引起放电，测量树木与导线之间的距离后，需对不符合安全距离的树木进行砍伐；类似的还有违章建筑分析，不符合安全距离的建筑也需要做妥善处置。
△ 树障分析
地形分析：对于建有杆塔的山坡，工作人员会根据三维模型评估其是否容易产生滑坡、滑坡量有多大；是否容易遭受雷击，如铺设接地网，分析该如何走线。
风偏校核：导线在自然风的影响下会摆动到不同的空间位置，通过模拟导线摆动的情况，再结合三维地形，可以计算出导线在不同位置时与地物间的距离关系。
在陶工和整个团队的不断探索中，输电线路监测的评估与分析工作已日渐成熟。“当然这也离不开无人机摄影测量技术的发展与无人机成本的不断降低”陶工说，“未来我们还想实现导线、杆塔的自动识别，以及电力设施与其他物体间距离的自动计算，让整项工作变得更智能化，更简单快捷。”
文章授权转载于Pix4D
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运用LiDAR、RTK和深度学习无人机将全自主电网巡检，进入智巡时代
