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摘　要：當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，促進(jìn)了測(cè)繪技術(shù)及電子信息技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用與發(fā)展。 變電站和電力輸送系統(tǒng)，往往結(jié)構(gòu)復(fù)雜，同時(shí)所處的環(huán)境危險(xiǎn)，利用傳統(tǒng)的測(cè)量手段，很難搜集到完整的數(shù)據(jù)信息。通過(guò)三維激光掃描儀可以縮短時(shí)間，實(shí)現(xiàn)全面的數(shù)據(jù)采集。采集到的完整數(shù)據(jù)不僅有利于實(shí)現(xiàn)變電站的數(shù)字化建設(shè)，對(duì)于變電站的監(jiān)測(cè)等也可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)提取。
關(guān)鍵字：變電站 三維激光掃描 變形監(jiān)測(cè)

一、項(xiàng)目背景

河北省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院2016年成為徠卡三維激光掃描儀的客戶。2016年底邯鄲永和220kV變電站區(qū)出現(xiàn)不同程度沉降現(xiàn)象，為保證本站安全運(yùn)行，本次測(cè)量采用激光三維掃描儀對(duì)站區(qū)進(jìn)行掃描觀測(cè)，并結(jié)合徠卡cyclone軟件對(duì)站區(qū)三維掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合建模，結(jié)合高精度建模數(shù)據(jù)，對(duì)站區(qū)內(nèi)設(shè)備支架、架構(gòu)橫梁等關(guān)鍵區(qū)域變形狀況進(jìn)行分析，為站區(qū)安全措施處理做參考依據(jù)。

二、項(xiàng)目實(shí)施

2016年冬季，河北邯鄲正處于寒冷的季節(jié)，地面還有積雪，測(cè)溫計(jì)測(cè)量溫度零下13度。徠卡P40三維激光掃描儀工作溫度超越行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到零下20攝氏度，非常適合中國(guó)北方區(qū)寒冷、惡劣的室外條件。徠卡ScanStation P40每秒100萬(wàn)點(diǎn)的掃描速度，為變電站大場(chǎng)景及復(fù)雜對(duì)象的掃描工作節(jié)省人力、物力及時(shí)間成本，在制作方案時(shí)提供比較大的便利。徠卡cyclone9.1版本軟件提供最優(yōu)的視圖拼接方式，所以在外業(yè)操作方面參考標(biāo)靶拼接和視圖拼接兩種方式進(jìn)行設(shè)站操作。

2.1、數(shù)據(jù)獲取

徠卡最新的三維激光掃描儀ScanStation P40，擁有全球最快的掃描速度，并且掃描精度可以達(dá)到1mm，這對(duì)于我們快速獲取現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的三維數(shù)據(jù)有非常重要的意義。

采用自由設(shè)站的方式，延順時(shí)針?lè)绞竭M(jìn)行作業(yè)掃描，每站設(shè)置掃描時(shí)間1分49秒，共計(jì)完成15站的數(shù)據(jù)獲取。

2.2、數(shù)據(jù)處理

徠卡HDS三維激光掃描儀專配有后處理軟件Cyclone，這款軟件擁有強(qiáng)大的點(diǎn)云處理功能，可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)云的掃描、拼接、去噪、提取、量測(cè)、建模及發(fā)布網(wǎng)頁(yè)瀏覽模式。

將掃描到的三站點(diǎn)云數(shù)據(jù)通過(guò)USB接口導(dǎo)入Cyclone軟件中，查看無(wú)誤之后，通過(guò)視圖的方式進(jìn)行拼接，拼接精度在2mm以下。因?yàn)樵趻呙柽^(guò)程當(dāng)中可能會(huì)有一些遮擋或者是人影對(duì)于數(shù)據(jù)的影響，所以一般都要對(duì)已獲取的點(diǎn)云數(shù)據(jù)查看之后進(jìn)行去噪處理，在Cyclone中可自動(dòng)整體去噪也可手工去噪，去噪之后的點(diǎn)云數(shù)據(jù)就已經(jīng)完整的刻畫(huà)變電站復(fù)雜的形狀及特征，進(jìn)行存檔。

Cyclone軟件不僅在數(shù)據(jù)管理方面有非常大的優(yōu)勢(shì)，對(duì)于數(shù)據(jù)建?？梢哉f(shuō)是事半功倍。

另外，徠卡測(cè)量系統(tǒng)還專門開(kāi)發(fā)了很多應(yīng)用型的插件程序，比如網(wǎng)頁(yè)插件TruView，可以將徠卡ScanStation P40三維激光掃描儀拍攝的360°全景照片以網(wǎng)頁(yè)的方式發(fā)布至網(wǎng)絡(luò)或者給客戶查看，各個(gè)角度方便且逼真。CAD插件cloudworx可以讓龐大的點(diǎn)云數(shù)據(jù)在CAD中輕松地進(jìn)行操作，生成二維的線畫(huà)圖或進(jìn)行量測(cè)。

2.3、確定監(jiān)測(cè)方案

根據(jù)擬合建模完成的變電站三維模型，設(shè)置設(shè)備支架部分和架構(gòu)橫梁部分的監(jiān)測(cè)部位。

設(shè)備支架數(shù)據(jù)職位圖

根據(jù)設(shè)置好的位置提取點(diǎn)，在模型中進(jìn)行相應(yīng)點(diǎn)的位置提取并整理成表，即可得到具體的形變量情況。

三、總結(jié)

通過(guò)此次變電站數(shù)字化、監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目實(shí)踐，對(duì)于以后此類的項(xiàng)目應(yīng)用都可以得到有效推廣。另外，因本次三維掃描及監(jiān)測(cè)任務(wù)是第一次的數(shù)據(jù)獲取，并沒(méi)有與前期觀測(cè)起算點(diǎn)關(guān)聯(lián)，所以無(wú)法對(duì)站區(qū)建筑及設(shè)備基礎(chǔ)進(jìn)行沉降量分析，只能利用本次三維觀測(cè)結(jié)果對(duì)站區(qū)內(nèi)設(shè)備支架、架構(gòu)橫梁等關(guān)鍵區(qū)域變形狀況進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)部分設(shè)備支架、架構(gòu)橫梁存在安全隱患，建議做相關(guān)安全處理。后期的三維掃描數(shù)據(jù)即可以此次三維掃描數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)起算數(shù)據(jù)，做出長(zhǎng)期三維掃描監(jiān)測(cè)方案。