摘　要：当代科学技术的不断发展，促进了测绘技术及电子信息技术在电力系统中的应用与发展。 变电站和电力输送系统，往往结构复杂，同时所处的环境危险，利用传统的测量手段，很难搜集到完整的数据信息。通过三维激光扫描仪可以缩短时间，实现全面的数据采集。采集到的完整数据不仅有利于实现变电站的数字化建设，对于变电站的监测等也可实现数据提取。
关键字：变电站 三维激光扫描 变形监测

一、项目背景

河北省电力勘测设计研究院2016年成为徕卡三维激光扫描仪的客户。2016年底邯郸永和220kV变电站区出现不同程度沉降现象，为保证本站安全运行，本次测量采用激光三维扫描仪对站区进行扫描观测，并结合徕卡cyclone软件对站区三维扫描数据进行拟合建模，结合高精度建模数据，对站区内设备支架、架构横梁等关键区域变形状况进行分析，为站区安全措施处理做参考依据。

二、项目实施

2016年冬季，河北邯郸正处于寒冷的季节，地面还有积雪，测温计测量温度零下13度。徕卡P40三维激光扫描仪工作温度超越行业标准，达到零下20摄氏度，非常适合中国北方区寒冷、恶劣的室外条件。徕卡ScanStation P40每秒100万点的扫描速度，为变电站大场景及复杂对象的扫描工作节省人力、物力及时间成本，在制作方案时提供比较大的便利。徕卡cyclone9.1版本软件提供最优的视图拼接方式，所以在外业操作方面参考标靶拼接和视图拼接两种方式进行设站操作。

2.1、数据获取

徕卡最新的三维激光扫描仪ScanStation P40，拥有全球最快的扫描速度，并且扫描精度可以达到1mm，这对于我们快速获取现场设备的三维数据有非常重要的意义。

采用自由设站的方式，延顺时针方式进行作业扫描，每站设置扫描时间1分49秒，共计完成15站的数据获取。

2.2、数据处理

徕卡HDS三维激光扫描仪专配有后处理软件Cyclone，这款软件拥有强大的点云处理功能，可以实现点云的扫描、拼接、去噪、提取、量测、建模及发布网页浏览模式。

将扫描到的三站点云数据通过USB接口导入Cyclone软件中，查看无误之后，通过视图的方式进行拼接，拼接精度在2mm以下。因为在扫描过程当中可能会有一些遮挡或者是人影对于数据的影响，所以一般都要对已获取的点云数据查看之后进行去噪处理，在Cyclone中可自动整体去噪也可手工去噪，去噪之后的点云数据就已经完整的刻画变电站复杂的形状及特征，进行存档。

Cyclone软件不仅在数据管理方面有非常大的优势，对于数据建模可以说是事半功倍。

另外，徕卡测量系统还专门开发了很多应用型的插件程序，比如网页插件TruView，可以将徕卡ScanStation P40三维激光扫描仪拍摄的360°全景照片以网页的方式发布至网络或者给客户查看，各个角度方便且逼真。CAD插件cloudworx可以让庞大的点云数据在CAD中轻松地进行操作，生成二维的线画图或进行量测。

2.3、确定监测方案

根据拟合建模完成的变电站三维模型，设置设备支架部分和架构横梁部分的监测部位。

设备支架数据职位图

根据设置好的位置提取点，在模型中进行相应点的位置提取并整理成表，即可得到具体的形变量情况。

三、总结

通过此次变电站数字化、监测的项目实践，对于以后此类的项目应用都可以得到有效推广。另外，因本次三维扫描及监测任务是第一次的数据获取，并没有与前期观测起算点关联，所以无法对站区建筑及设备基础进行沉降量分析，只能利用本次三维观测结果对站区内设备支架、架构横梁等关键区域变形状况进行分析，发现部分设备支架、架构横梁存在安全隐患，建议做相关安全处理。后期的三维扫描数据即可以此次三维扫描数据为基础起算数据，做出长期三维扫描监测方案。