基于高清影像的输电线路工程机械化施工生态恢复研究

基于高清影像的输电线路工程机械化施工生态恢复研究

杨晓瑞，王大刚，邓川

四川电力设计咨询有限责任公司，成都 610041

国网四川省电力公司达州供电公司，达州 635000

 摘要：随着输电线路工程对施工效率和安全性的要求不断提高，机械化施工成为未来的发展趋势。机械化施工对生态环境的影响和施工后的生态恢复成为一个重要问题。本文研究的目的是研究输电线路工程机械化施工后的生态恢复技术，为川内输电线路工程的生态恢复提供技术支持。研究内容包括收集施工现场高清影像数据，分析工程区施工扰动范围、施工道路长度、边坡坡度、土地占用面积和植被恢复面积等基础数据。通过该研究，将为川内输电线路工程的生态恢复提供有效的技术支持，实现施工区的快速生态恢复，减少水土流失，还将对生态保护和可持续发展提供借鉴和指导。

关键词：高清影像；生态恢复；水土保持

引言

近年来，国家对生态保护和生态恢复的重视不断增加，绿色发展理念深入人心，对开发建设项目环境保护提出更高要求。机械化施工是输电线路工程的发展趋势，但施工后的生态恢复成为关键问题之一。生态恢复技术主要包括造林植被恢复、种草植被恢复及草坪建植、铺设草皮和边坡绿化等措施。在植物种类配置方面，根据不同区域或土层的特点选择适当的植被类型，需考虑项目所在地自然特点、植物的生态学特性等因素。倾斜摄影测量技术的发展为无人机在生态恢复中的应用提供了便利。因此，研究机械化施工后的生态恢复技术对于实现工程区快速恢复、减少水土流失和拓展水土保持业务具有重要意义。

1 工程区基础数据的获取

生态恢复需要详细的基础数据进行设计。包括工程区扰动面积、场地坡度和气候条件等因素，可通过无人机倾斜摄影技术、资料查阅和试验化验等方式获取。

1.1 倾斜摄影技术

无人机测绘技术的发展为输电线路工程中山区铁塔分布高差大、传统测量受限的问题提供了更高效的测量手段。倾斜摄影技术利用同一飞行平台上的多镜头相机，在飞行过程中从垂直、倾斜等多个角度采集高清影像，以获取全面准确的地面地物信息。这些数据通过建模软件和图形处理GPU进行空中三角测量计算，生成密集点云和三角网格模型。同时，倾斜影像中的像素信息可以生成具有丰富纹理的逼真三维模型。倾斜摄影技术具有高精度的基础信息采集、生成精准的三维实景模型以及高效的影像采集效率等优点。

倾斜摄影数据处理基于为倾斜摄影技术开发的三维建模软件，能快速、精确、自动地生成逼真的实景三维场景模型。本项目航测三维建模软件，采用先进的计算机视觉三维重建算法，结合飞行获得的POS数据解算精确外方位元素，并通过特征匹配和光束法区域平差生成高密度点云和TIN网模型，最终构建逼真的实景三维模型。生成的三维模型，具备空间距离、面积、体积和坡度等测量功能，同时可切换模型展示为点云、格网或格网状态。最终，塔区扰动面积数据提取如下图所示：

图1.1 塔位区域三维建模及扰动面积数据提取

1.2 自然环境资料的搜集

输电线路工程生态恢复设计所需的自然环境条件因子主要包括海拔、气温、降雨量、蒸发量、日照时数等。基础数据的准确性与生态恢复设计及后期效果密切相关。县级政府的资料和已实施的输电线路工程设计文件中有关自然环境条件的详细描述和统计数据，可作为搜集、整理、分析的依据，用于有针对性的生态恢复设计。

1.3工程区土壤养分的化验

土壤养分是植物生长所需的营养元素，包括大量元素、中量元素、微量元素和腐殖酸等。关键指标有土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾，反映土壤肥力水平。土壤肥力分级标准如表1.1所示：

表1.1 土壤肥力分级标准

目前市场上有很多专门做土壤养分含量测定的企业机构，输电线路工程区土壤养分含量的可委托此类企业机构进行测定，数据的获取更加方便快捷。

2 生态恢复设计、实施

通过对输电线路机械化施工全过程的梳拟、总结，形成一套完善的生态恢复设计及实施流程，整个设计、实施流程主要分为以下几个步骤，如图2.1所示：

图2.1 输电线路工程生态恢复实施流程

一、接受设计任务，根据工程设计、环水保报告等文件研究工程概况；

二、收集自然地理环境条件，调查乡土植物种类；

三、利用无人机倾斜摄影技术获取高清影像，构建实景三维模型，采样土壤；

四、从三维模型上获取机械化施工过程中扰动面积、施工道路长度、占地性质、边坡坡度等基础数据并进行相关分析，制定植被恢复设计方案；

五、根据工程量统计结果及相对应的植物配方、土壤添加物配置等购买植被恢复实施时所需的植物种子及土壤添加剂；

六、对生态恢复的区域进行全面耕翻，将施工前剥离的表土及有机肥、保水剂等土壤添加剂均匀的铺撒到耕翻后的土地里，为植物种子的撒播做好准备；

七、均匀撒播种子，覆盖细土、浇水并覆盖保温；

八、监测植被恢复效果，进行补撒直至验收要求。

植被恢复区域植被生长情况如图2.2所示：

图2.2 植被恢复区域植被生长情况

4 结束语

在输电线路工程生态恢复设计中，本文采取了多种有效方法。首先，利用先进的无人机航测技术拍摄高清影像，然后利用航测软件构建实景三维模型，以获取工程区基础数据。其次，对需要进行生态恢复区域的植物种类进行了全面研究，并初步筛选出适合各区域自然环境的植物种类。此外，通过实地试验验证了气温和土壤水分对植物种子的发芽和生长的重要性。最后，本文综合整个研究过程，总结出了一套完整的输电线路工程机械化施工生态恢复措施设计及实施流程。这些措施在保证逻辑清晰的同时，为生态恢复工作提供了指导和方法。

参考文献：

[1]胡云华,许海超,曲双锋等.倾斜摄影测量技术在生产建设项目水土保持监管中的应用[J].水土保持研究,2022,29(06):438-443.DOI:10.13869/j.cnki.rswc. 2022.06.026.

[2]孙源,金吉媛,李桥等.干热河谷地区工程创面植被恢复技术体系构建研究——以叶巴滩水电站施工区植被恢复为例[J].水电站设计,2022,38(03): 92-96.DOI:10.16671/j.cnki.cn51-1382/tv.2022.03.015.