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摘　要：當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，促進了測繪技術(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，同時所處的環(huán)境危險，利用傳統(tǒng)的測量手段，很難搜集到完整的數(shù)據(jù)信息。通過三維激光掃描儀可以縮短時間，實現(xiàn)全面的數(shù)據(jù)采集。采集到的完整數(shù)據(jù)不僅有利于實現(xiàn)變電站的數(shù)字化建設(shè)，對于變電站的監(jiān)測等也可實現(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

一、項目背景

河北省電力勘測設(shè)計研究院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，為保證本站安全運行，本次測量采用激光三維掃描儀對站區(qū)進行掃描觀測，并結(jié)合徠卡cyclone軟件對站區(qū)三維掃描數(shù)據(jù)進行擬合建模，結(jié)合高精度建模數(shù)據(jù)，對站區(qū)內(nèi)設(shè)備支架、架構(gòu)橫梁等關(guān)鍵區(qū)域變形狀況進行分析，為站區(qū)安全措施處理做參考依據(jù)。

二、項目實施

2016年冬季，河北邯鄲正處于寒冷的季節(jié)，地面還有積雪，測溫計測量溫度零下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)，達到零下20攝氏度，非常適合中國北方區(qū)寒冷、惡劣的室外條件。徠卡ScanStation P40每秒100萬點的掃描速度，為變電站大場景及復(fù)雜對象的掃描工作節(jié)省人力、物力及時間成本，在制作方案時提供比較大的便利。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到1mm，這對于我們快速獲取現(xiàn)場設(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，延順時針方式進行作業(yè)掃描，每站設(shè)置掃描時間1分49秒，共計完成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，這款軟件擁有強大的點云處理功能，可以實現(xiàn)點云的掃描、拼接、去噪、提取、量測、建模及發(fā)布網(wǎng)頁瀏覽模式。

將掃描到的三站點云數(shù)據(jù)通過USB接口導(dǎo)入Cyclone軟件中，查看無誤之后，通過視圖的方式進行拼接，拼接精度在2mm以下。因為在掃描過程當(dāng)中可能會有一些遮擋或者是人影對于數(shù)據(jù)的影響，所以一般都要對已獲取的點云數(shù)據(jù)查看之后進行去噪處理，在Cyclone中可自動整體去噪也可手工去噪，去噪之后的點云數(shù)據(jù)就已經(jīng)完整的刻畫變電站復(fù)雜的形狀及特征，進行存檔。

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

另外，徠卡測量系統(tǒng)還專門開發(fā)了很多應(yīng)用型的插件程序，比如網(wǎng)頁插件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)頁的方式發(fā)布至網(wǎng)絡(luò)或者給客戶查看，各個角度方便且逼真。CAD插件cloudworx可以讓龐大的點云數(shù)據(jù)在CAD中輕松地進行操作，生成二維的線畫圖或進行量測。

2.3、確定監(jiān)測方案

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，在模型中進行相應(yīng)點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)

通過此次變電站數(shù)字化、監(jiān)測的項目實踐，對于以后此類的項目應(yīng)用都可以得到有效推廣。另外，因本次三維掃描及監(jiān)測任務(wù)是第一次的數(shù)據(jù)獲取，并沒有與前期觀測起算點關(guān)聯(lián)，所以無法對站區(qū)建筑及設(shè)備基礎(chǔ)進行沉降量分析，只能利用本次三維觀測結(jié)果對站區(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)，做出長期三維掃描監(jiān)測方案。