本發(fā)明專利技術(shù)公開了基于機(jī)載激光雷達(dá)數(shù)據(jù)的架空送電線路交叉跨越測量方法，本發(fā)明專利技術(shù)的方法包括以下步驟：設(shè)計(jì)航飛線路、飛行高度、系統(tǒng)參數(shù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；通過激光雷達(dá)數(shù)據(jù)處理，得到激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)分類圖、數(shù)字高程模型DEM、等高線、數(shù)字表面模型DSM、數(shù)字正射影像圖DOM，進(jìn)行架空送電線路優(yōu)化設(shè)計(jì)；確定架空送電線路交叉跨越位置，從地物庫中選擇對應(yīng)項(xiàng)并做標(biāo)記；綜合應(yīng)用激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)、DEM、DSM及DOM進(jìn)行交叉跨越高度測量；將待測交叉角的線狀交叉跨越和設(shè)計(jì)的線路用矢量線標(biāo)識，進(jìn)行交叉角的測量。本發(fā)明專利技術(shù)采用激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)和高分辨率正射影像圖，獲取線路交叉跨越的電力線的高度、位置與線路的交叉角參數(shù)，提高了線路交叉跨域測量的精度及效率。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于架空送電線路交叉跨域測量領(lǐng)域，具體涉及一種基于激光雷達(dá)數(shù)據(jù)的電力線路交叉跨越測量方法。
技術(shù)介紹
在架空送電線路工程與電力線、弱電線(指電話線、有線電視、光纜等通信線)以及地上地下構(gòu)筑物交叉跨越時，都必須進(jìn)行交叉跨越測量。目前，常用的線路交叉跨越測量一般采用經(jīng)緯儀、全站儀、GPS-RTK定位技術(shù)、激光測距儀等技術(shù)，采用這些技術(shù)綜合應(yīng)用懸高測量法、GPS配合全站儀法、空中交會法等方法進(jìn)行交叉跨越點(diǎn)的高程及交叉角的測量。在此基礎(chǔ)上，選線人員設(shè)計(jì)架空送電線的高度、弧垂以及檔距。盡管這些方法在架空送電線路設(shè)計(jì)中有著很高的觀測精度，能夠滿足工程需要，但是存在以下缺點(diǎn)(1)效率低。采用傳統(tǒng)方法進(jìn)行線路交叉跨越測量，需要測量人員實(shí)地觀測，根據(jù)不同地形條件及交叉跨越的實(shí)際情況選用不同測量方法，然后在適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)架設(shè)儀器設(shè)備進(jìn)行觀測，觀測數(shù)據(jù)獲取效率低。(2)環(huán)境適應(yīng)性差。地形復(fù)雜區(qū)域，線路經(jīng)過的地方段溝縱橫，如果跨越位于段溝中央，再加上線路勘測通道較窄，即使多設(shè)站也不能測到跨越點(diǎn)的平距及兩端桿塔位置；交叉跨越測量需要兩點(diǎn)間通視，否則要采用其他間接方法測量。(3)實(shí)時性差。線路設(shè)計(jì)完成后，在需要架空線路交叉跨越測量時需要外業(yè)實(shí)測，如果線路有變更，則需要重新測量交叉跨越，實(shí)時測量性差。(4)視野有限。人工測量只能看到視野范圍內(nèi)地物，無法從更大視角掌握交叉跨越測量。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)針對上述架空送線路交叉跨越測量中存在的低效率、環(huán)境適應(yīng)性差、實(shí)時性差和視野有限的問題，提出了一種高效率、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、實(shí)時性好和良好視野的，以實(shí)現(xiàn)包括架空輸電線路、通訊線、公路鐵路、河流、房屋等的交叉跨越測量。本專利技術(shù)的，該測量方法包括以下步驟1)根據(jù)架空送電線路可研路徑及精度要求，設(shè)計(jì)航飛線路、飛行高度、系統(tǒng)參數(shù)，進(jìn)行航飛外業(yè)數(shù)據(jù)采集；2)通過激光雷達(dá)數(shù)據(jù)處理，得到激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)分類圖、數(shù)字高程模型DEM、等高線、數(shù)字表面模型DSM、數(shù)字正射影像圖D0M，進(jìn)行架空送電線路優(yōu)化設(shè)計(jì)；3)根據(jù)正射影像圖D0M，確定架空送電線路交叉跨越位置，從地物庫中選擇對應(yīng)項(xiàng)并做標(biāo)記；4)綜合應(yīng)用激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)、數(shù)字高程模型DEM、數(shù)字表面模型DSM及數(shù)字正射影像圖DOM進(jìn)行交叉跨越高度測量；5)在二維平面圖中，將待測交叉角的線狀交叉跨越和設(shè)計(jì)的線路用矢量線標(biāo)識，進(jìn)行交叉角的測量。所述的航飛外業(yè)數(shù)據(jù)采集為根據(jù)可研審查后的路徑方案或初步設(shè)計(jì)路徑方案，利用地形圖或其他具有地理定位的小比例尺影像進(jìn)行航飛設(shè)計(jì)和航飛外業(yè)數(shù)據(jù)采集，具體過程為1)進(jìn)行數(shù)字高程模型DEM、數(shù)字表面模型DSM及數(shù)字正射影像圖DOM精度設(shè)計(jì)；2)、根據(jù)數(shù)字高程模型DEM、數(shù)字表面模型DSM及數(shù)字正射影像圖DOM的精度，確定激光腳點(diǎn)間隔為O. 5m，影像分辨率為O. lm，據(jù)此設(shè)計(jì)航高、飛行速度、拍照時間間隔、掃描頻率等參數(shù)；3)沿線均勻布設(shè)至少3個地面GPS基準(zhǔn)站，進(jìn)行地面基準(zhǔn)站聯(lián)測，獲取基準(zhǔn)站的WGS84坐標(biāo)及目標(biāo)坐標(biāo)系坐標(biāo)，從而計(jì)算坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)將測繪結(jié)果轉(zhuǎn)到目標(biāo)坐標(biāo)系下。所述的架空送電線路優(yōu)化設(shè)計(jì)是將激光雷達(dá)系統(tǒng)獲取的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)處理得到激光點(diǎn)云分類圖、數(shù)字高程模型DEM、等高線、數(shù)字表面模型DSM及數(shù)字正射影像圖D0M，其數(shù)據(jù)處理過程為1)將GPS基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)、機(jī)載POS數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)合解算得到航跡數(shù)據(jù)，結(jié)合激光掃描數(shù)據(jù)，獲取原始激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)；2)利用激光雷達(dá)數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行點(diǎn)云數(shù)據(jù)的處理，易IJ除粗差點(diǎn)，分離出地面點(diǎn)、建筑物點(diǎn)、植被點(diǎn)、電力線及電塔點(diǎn)、鐵路點(diǎn)等，得到不同種類的激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)；應(yīng)用地面點(diǎn)生產(chǎn)數(shù)字高程模型DEM和等高線和局部最高點(diǎn)生成數(shù)字表面模型DSM ；3)利用數(shù)字高程模型DEM，對航飛影像進(jìn)行數(shù)字微分糾正，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行正射影像的鑲嵌及勻光勻色，得到高分辨率的正射影像圖D0M。所述的交叉跨越高度測量是在DOM中導(dǎo)入確定的優(yōu)化路徑，沿路徑跟蹤以確定線路交叉跨越位置，作業(yè)過程為1)在交叉跨越測量平臺中，導(dǎo)入高分辨率正射影像圖D0M，同時導(dǎo)入在前期應(yīng)用基于激光雷達(dá)的三維優(yōu)化選線系統(tǒng)得到的架空送電線路優(yōu)化路徑2)參考高分辨率正射影像圖D0M，沿線路路徑逐個確定交叉跨越，并從地物庫中選擇對應(yīng)項(xiàng)進(jìn)行區(qū)分標(biāo)識。所述的交叉跨越高度測量是結(jié)合激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)、數(shù)字高程模型DEM及數(shù)字表面模型DSM等數(shù)據(jù)進(jìn)行測量的，作業(yè)過程為1)當(dāng)送電線路交叉跨越已有電力線時，測量線路中線交叉點(diǎn)最高或最低線的線高；當(dāng)中線或邊線跨越桿塔頂部時，測量桿塔頂部高程；當(dāng)已有電力線左右桿塔不等高又影響跨越或穿過時，還要測量有影響側(cè)邊線交叉點(diǎn)最高或最低線的線高及風(fēng)偏點(diǎn)的線高。在測電力線某點(diǎn)高程時，選擇點(diǎn)云對應(yīng)位置高程，系統(tǒng)自動根據(jù)數(shù)字地面模型高度得出電力線相對地面的高度，直接表示在平斷面圖中；2)對跨越的房屋等建筑物，系統(tǒng)根據(jù)數(shù)字表面模型DSM及數(shù)字地面模型DEM通過相減得到房屋高度；根據(jù)實(shí)地情況設(shè)定每層高度，可以確定房屋層數(shù)；3)主要公路和鐵路交叉跨越時，從精細(xì)DEM中獲取路面高程。所述的交叉角測量是在二維平面圖中，將待測交叉角的線狀交叉跨越和設(shè)計(jì)的線路用矢量線標(biāo)識，進(jìn)行交叉角的測量的，具體過程為將架空送電力線垂直投影，用矢量線在交叉跨越測量平臺標(biāo)識，結(jié)合確定的優(yōu)化線路，即可實(shí)現(xiàn)交 叉角的測量。所述的數(shù)字高程模型DEM、數(shù)字表面模型DSM及數(shù)字正射影像圖DOM精度設(shè)計(jì)需達(dá)到1:1000比例尺精度以上。所述的GPS基準(zhǔn)站相鄰間距不大于50km。所述的點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理為基于MicroStation平臺開發(fā)的TerraSolid軟件的TerraScan模塊進(jìn)行激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)的分類處理,所述的點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理為基于MicroStation平臺開發(fā)的TerraSolid軟件的TerraScan模塊進(jìn)行激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)的分類處理，應(yīng)用TerraModeler模塊進(jìn)行進(jìn)行地面模型及等高線的提取,應(yīng)用TerraPhoto及其它相關(guān)軟件進(jìn)行正射影像的制作。激光雷達(dá)數(shù)據(jù)成果包括房屋、道路、植被、電力線和其他人工地物的高程，一個人室內(nèi)即可完成全線路的交叉跨越測量；同時，在更改線路時可以直接在數(shù)據(jù)成果中找到交叉跨越位置并進(jìn)行測量，避免了傳統(tǒng)的改線需外業(yè)重新測量交叉跨越高度的問題，因此實(shí)現(xiàn)了交叉跨越測量的高效率作業(yè)；應(yīng)用激光雷達(dá)進(jìn)行交叉跨越測量，對于溝壑縱橫、陡崖等地形復(fù)雜區(qū)域，根據(jù)數(shù)字地形模型實(shí)現(xiàn)對真實(shí)場景的模擬，不需到現(xiàn)場即可完成交叉跨越高度的測量，適用于多種地形條件，因此該交叉跨越測量方法環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)；在交叉跨越測量時，從數(shù)據(jù)成果中查到交叉跨越位置的同時即可得到交叉跨越線路、地面物體的高度信息，因此實(shí)現(xiàn)了交叉跨越測量的實(shí)時性；根據(jù)數(shù)字高程模型DEM和數(shù)字正射影像圖DOM幾何疊加得到的三維場景圖，可以從不同視角對交叉跨越區(qū)進(jìn)行觀測，沒有視野的局限性，因此該交叉跨越測量方法具有良好的視野范圍。附圖說明圖I為本專利技術(shù)的工作流程圖。 具體實(shí)施例方式下面以綿陽電力設(shè)計(jì)院賴家吳家一羅江架空送電線路工程為例，按照圖I所示工作流程，詳細(xì)說明如下 步驟一機(jī)載激光雷達(dá)航線設(shè)計(jì)與外業(yè)數(shù)據(jù)采集 1.根據(jù)初步設(shè)計(jì)路徑方案，利用1:1萬地形圖進(jìn)行航飛線路設(shè)計(jì)； 2.坐標(biāo)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。采用綿陽2000城市坐標(biāo)系，高斯投影，3度帶，中央子午線經(jīng)度為105°。高程基準(zhǔn)采用1956黃本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
【技術(shù)特征摘要】
1.基于機(jī)載激光雷達(dá)數(shù)據(jù)的電力線路交叉跨越測量方法，其特征在于，所述測量方法包括以下步驟 1)根據(jù)架空送電線路可研路徑及精度要求，設(shè)計(jì)航飛線路、飛行高度、系統(tǒng)參數(shù)，進(jìn)行航飛外業(yè)數(shù)據(jù)采集； 2)通過激光雷達(dá)數(shù)據(jù)處理，得到激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)分類圖、數(shù)字高程模型DEM、等高線、數(shù)字表面模型DSM、數(shù)字正射影像圖DOM，進(jìn)行架空送電線路優(yōu)化設(shè)計(jì)； 3)根據(jù)正射影像圖DOM，確定架空送電線路交叉跨越位置，從地物庫中選擇對應(yīng)項(xiàng)并做標(biāo)記； 4)綜合應(yīng)用激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)、數(shù)字高程模型DEM、數(shù)字表面模型DSM及數(shù)字正射影像圖DOM進(jìn)行交叉跨越高度測量； 5)在二維平面圖中，將待測交叉角的線狀交叉跨越和設(shè)計(jì)的線路用矢量線標(biāo)識，進(jìn)行交叉角的測量。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于機(jī)載激光雷達(dá)數(shù)據(jù)的電力線路交叉跨越測量方法，其特征在于，所述步驟I)中的航飛外業(yè)數(shù)據(jù)采集為根據(jù)可研審查后的路徑方案或初步設(shè)計(jì)路徑方案，利用地形圖或其他具有地理定位的小比例尺影像進(jìn)行航飛設(shè)計(jì)和航飛外業(yè)數(shù)據(jù)采集，過程如下 1)進(jìn)行數(shù)字高程模型DEM、數(shù)字表面模型DSM與數(shù)字正射影像圖DOM精度設(shè)計(jì)； 2)根據(jù)數(shù)字高程模型DEM、數(shù)字表面模型DSM與數(shù)字正射影像圖DOM的精度，確定激光腳點(diǎn)間隔為O. 5m，影像分辨率為O. lm，據(jù)此設(shè)計(jì)航高、飛行速度、拍照時間間隔、掃描頻率參數(shù)； 3)沿線均勻布設(shè)至少3個地面GPS基準(zhǔn)站，進(jìn)行地面基準(zhǔn)站聯(lián)測，獲取基準(zhǔn)站的WGS84坐標(biāo)及目標(biāo)坐標(biāo)系坐標(biāo)，從而計(jì)算坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)將測繪結(jié)果轉(zhuǎn)到目標(biāo)坐標(biāo)系下。3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于機(jī)載激光雷達(dá)數(shù)據(jù)的電力線路交叉跨越測量方法，其特征在于所述步驟2)中的架空送電線路優(yōu)化設(shè)計(jì)是將激光雷達(dá)系統(tǒng)獲取的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)處理得到激光點(diǎn)云分類圖、數(shù)字高程模型DEM、等高線、數(shù)字表面模型DSM及數(shù)字正射影像圖D0M，其數(shù)據(jù)處理過程如下 1)將GPS基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)、機(jī)載POS數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)合解算得到航跡數(shù)據(jù)，結(jié)合激光掃描數(shù)據(jù)，獲取原始激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)； 2)利用激光雷達(dá)數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行點(diǎn)云數(shù)據(jù)的處理，剔除粗差點(diǎn)，分離出地面點(diǎn)、建筑物點(diǎn)、植被點(diǎn)、電力線及電塔點(diǎn)、鐵路點(diǎn)等，得到不同種類的激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)；應(yīng)用地面點(diǎn)生產(chǎn)數(shù)字高程模型DEM和等高線，應(yīng)用局部最高點(diǎn)生成數(shù)字表面模型DSM ； 3)利用數(shù)字高程模型DEM，對航飛影像進(jìn)行數(shù)字微分糾正，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行正射影像的鑲嵌及勻光勻色。4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于機(jī)載激光雷達(dá)數(shù)據(jù)的電力線路交叉跨越測量方法，其特征在于所述步驟4)中的交叉跨越高度測量是在高分辨率數(shù)字正射影像圖DOM中導(dǎo)入...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：竇延娟，潘文武，許州，李紅波，陳門雪，
申請(專利權(quán))人：四川省科學(xué)城久利科技實(shí)業(yè)有限責(zé)任公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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