基于遥感与gis空间分析的电力优化选线研究

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1、基于遥感与GIS空间分析的电力优化选线研究摘要：该文针对输电线路径优选的目标，依据多源遥感数据，基于各种地物类型光谱特征知识分析，并结合遥感影像的纹理特征，采用决策树分类算法提取影响输电线路径选择的主要因素。研究结果表明，该分类方法能有效地进行地物分类与识别，特别是综合光谱和纹理信息有效地解决了裸土与居民地的混分现象。同时利用遥感立体像对数据，基于数字摄影测量方法构建了DEM,其精度能够满足输电线路径优选的要求。综合地物和地形多要素作为输电线路径优选的约束条件，采用GIS空间分析方法，实现了输电线路径优选。关键词：遥感GIS电力优化选线空间分析分类中图分类号：P208文献标

2、识码：A文章编号：1672-3791(2015)03(b)-0078-02输电线路径的勘测设计是电力工程建设中的一项主要环节，路径选择的优劣直接影响输电的安全性、便捷性和经济性。针对输电线路路径选择现已广泛使用卫片、航片、全数字摄影测量等新技术。特别是遥感技术可实时、快速、动态地提取输电线沿线地区的地质、地貌、地形等特征，为线路的选择和确立提供依据。目前的研宄，多数基于30m空间分辨率的TM数据通过目视解译的方法，人工解译输电线沿线地区的不良地质现象、岩性地质构造等信息。实质上，随着遥感技术及的发展，卫星遥感不仅可获取更高分辨率的遥感图像，并且，高分辨率卫星遥感影像还可提供

3、立体像对。高分辨率遥感数据具有丰富的光谱特征和纹理特征。通过分析这些特征，结合遥感图像自动分类的方法，可快速得到区域土地覆盖/土地利用类型图，从而提取输电线路径选择的影响因素，如居民区、道路、水体等。此外，基于数字摄影测量方法，卫星立体像对可用于建立DEM数据，制作正射影像图，三维地面模型等。因此，综合高分辨率多光谱数据及卫星立体像对数据，自动提取输电线沿线地区的地物要素、地形等特征，构建GIS数据库，通过GIS空间分析方法实现输电线路径优选。这是加快数字电力工作现代化进程、提高设计效率及输电线路设计的自动化、信息化水平的重要途径之一。该文以输电线路径选择为目标，研宄遥感及

4、GIS应用其中的关键问题，具体如下：（1）利用QuickBird数据提取输电线沿线地区的地表信息，重点关注居民区、道路、水体和沿线主要企业对输电线路径选线设计的影响，研宄基于QuickBird多光谱遥感数据的地表信息自动提取方法。（2）研宄利用IRS-P5遥感立体像对数据建立研宄区数字高程模型，为路线优选提供地形影响因子即地表坡度。（3）将QuickBird多光谱遥感数据提取的地表信息的栅格数据转换为矢量数据，与数字高程模型及地表坡度图等信息集成于GIS系统，采用GIS空间分析方法，按照110〜750kV架空输电线路设计规范要求，进行输电线路径优选。（4）进行居民地、道路、

5、水体、输电线路径与DEM叠加的三维地表模型漫游。1研宄区概况及数据选定约5kmX16km范围作为路径设计的研宄区，研究区位于东经约119°121〜119°14'20〃，北纬约31°35'45"〜31°45'25"。研究区地貌特征部分为低山丘陵岗地，最大高程约为240m，大部分地势较为平坦；水系较为发达，区内分布较多的水库、河流；区域内基本无不良地质构造。道路主要有沿江高速公路、104国道、S340省道等公路；城镇主要有天王镇、袁巷镇及散落分布大小不一的村落；主要企业有垃圾处理厂、制药厂、镀锌厂、油品剂厂、公路收费站等。这些地物要素都是输电线路路径设计过程中应考虑的影响因素。

6、该研宄采用的遥感数据有QuickBird数据，用于提取地表地物信息；IPS-P5卫星遥感立体像对数据，用于建立研宄区数字高程模型。2研究方法2.1地表信息提取方法首先用18个野外实测的GPS控制点（控制点高程精度为±7cm，平面坐标精度为±5cm）对QuickBird遥感图像进行几何校正，误差均控制在1个像元以内。然后，针对输电线路径优选的目标，采用决策树分类f法提取影响输电线路径选择的主要因素，重点关注居民区、道路、水体等对输电线路径选线设计的影响要素。决策树法分类算法根据影像的不同特征，从训练样本数据集中发现分类规则，集成遥感影像的光谱特征、纹理特征和空间分布特征生成各

7、结点的判别函数，由一个根结点开始，不同取值建立二叉树的分支，在每个分支子集中重复建立下层结点和分支，最后形成决策树。由各结点的判别函数对遥感图像中的各像元进行逐层的识别、归类，通过若干次中间判断最终得到判别分类的结果，决策树的终极结点即为分类结果。2.2IRS-P5立体像对的几何定位模型及DEM提取IRS-P5采用有理多项式RPC(rationalpolynomialcoefficients)模型作为立体像对定位的几何模型。RPC模型的实质是将地面点大地坐标D(B,L,H)与其对应的像点坐标d(x，y)用比值多项式