QGIS: бесплатные возможности анализа данных в электросетевой компании

Опыт применения беспилотников
в филиале «Кузбассэнерго РЭС» ПАО «Россети Сибирь»:
анализ состояния охранной зоны ВЛ и расчет площади залесенности.

В последние годы во многих электросетевых компаниях активно внедряются беспилотные летательные аппараты. От этапа обоснования целесообразности успешно перешли к практике применения: проводится верховой осмотр, тепловизионное и ультрафиолетовое обследование. Компании используют воздушное лазерное сканирование. Всё хорошо, но хотелось бы уделить внимание одному сопутствующему аспекту: сами по себе данные аэросъемки не представляют практической ценности и напрямую не используются. В любом случае требуется дефектовка и аналитика. С этим сложнее. В электросетевых компания еще не сформированы необходимые компетенции, а отсутствие тесного взаимодействия с производителями и сервисными компаниями препятствует созданию качественного продукта и появлению отраслевого стандарта обработки данных. Сейчас на рынке отсутствует доступный программный комплекс, способный выдавать нужную аналитику, а опасающиеся падения рынка услуг сервисные компании, поддерживают у потребителей мнение, что «аналитика – это сложно и дорого и, что только они могут ее дать». Я считаю, что такой подход не продуктивен и ограничивает развитие отрасли. У потребителя должен быть выбор: выполнить работу своими силами или отдать на аутсорсинг. Пусть это будет осознанное решение. Тогда обе стороны смогут достигнуть более высоких результатов.

Ниже я хочу продемонстрировать некоторые возможности и поделиться опытом применения бесплатной геоинформационной системы QGIS при анализе состояния охранной зоны ВЛ и расчете площади залесенности на основе фотографий с беспилотника самолетного типа. Мы пропустим этапы фотограмметрической обработки и подготовки исходных данных: об этом выпущено много обучающих материалов.

Отправной точкой анализа служит информация об опорах ВЛ, загруженная из корпоративной ГИС. Каждый объект слоя опор содержит всю необходимую информацию: название линии, участок, техническое место, тип опоры... На основе этих данных можно делать выборки, находить и визуализировать анализируемые атрибуты.

Чтобы точно определить границы охранной зоны, необходимо сначала подкорректировать положение опор и, в соответствии с их типом, отрисовать положение крайнего провода.

Охранная зона ограничена расстоянием от крайнего провода ВЛ, соответствующим номиналу ВЛ, поэтому на повороте она выглядит так:

Векторная модель ВЛ и её охранной зоны позволяет проверять и устанавливать кадастровые границы, определять координаты пересечений с дорогами и водными преградами, находить несанкционированные строения и свалки в охранной зоне.

Точки пересечений ВЛ с другими линиями электропередачи требуют особого контроля, поэтому создается отдельный слой с ВЛ, пересекаемыми и проходящими в границах охранной зоны, выделяются точки пересечений.

При анализе рельефа территории, по которой проходит линия электропередачи, можно построить и сохранить профиль высот на всю протяженность ВЛ

Для того, чтобы определить высоту над поверхностью используем подготовленный в фотограмметрическом ПО слой AGL. Стандартные инструменты QGIS дают нам возможность измерять любые расстояния, площади и получать информацию по любому объекту.

По вершинам слоя с высотами мы можем определить количество отдельных деревьев, визуализировать и экспортировать эту информацию

Векторизация слоя с высотами позволяет вычислить площадь участков ДКР, а пересечение со слоем охранной зоны, формирует значения площадей отдельно для каждого пролета.

Раньше при классифициии ДКР мы выделяли и анализировали несколько диапазонов высот, но практика использования данных показала, что удобнее работать с общей границей ДКР и слоем высот.

Дополнительно можно отобразить профиль ДКР по любой линии, например, по границе охранной зоны отдельного пролета.

Каждый векторный слой имеет таблицу атрибутов и позволяет сгруппировать и экспортировать всю необходимую информацию в Excel или подготовить для загрузки в любую корпоративную систему: можно передать уточненные координаты опор, точки пересечений с чужими ВЛ или другие, полученные при анализе атрибуты. Таким образом мы получаем значения площади ДКР попролетно в соответствии с заданными требованиями классификации.

В случае, если выполняется повторный облёт ВЛ, которая уже была проанализирована, можно провести экспресс-обработку и в QGIS синхронизировать отображение участков ВЛ для проведения визуального контроля качества выполнения работ по расчистке охранной зоны. На приведенном примере мы видим оставленные деревья и порубочные остатки.

И в завершении, хотелось бы показать пару экспериментов по визуализации данных с использованием Agisoft Metashape

Виртуальный полет по плотному облаку точек с отображением границ ДКР и охранной зоны – такое видео позволит техническому руководителю или любому сотруднику за 3-5 минут составить полноценное впечатление о состоянии охранной зоны ВЛ.

Моделирование положения провода в одном пролете ВЛ, обзор с разных ракурсов

Провести такой анализ после обучения могут инженеры электросетевой компании или операторы БВС, а применять эти данные можно непосредственно в QGIS или выгрузив их в корпоративную ГИС. При этом, для повышения эффективности применения этих данных, крайне важно, чтобы те, для кого они подготовлены, могли самостоятельно работать с проектом ГИС, а не только с бумажными таблицами, как это делали десятки лет назад ;-)

Буду рад вашим вопросам или предложениям, как повысить эффективность анализа данных аэросъемки при решении типовых задач электросетевой компании.

Алексей Масленников

Беспилотники: особое мнение