[發(fā)明專利]基于機(jī)載激光雷達(dá)數(shù)據(jù)的塔基斷面提取方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210153725.5
• 申請(qǐng)日: 2012-05-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102706323A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 竇延娟;范應(yīng)全;董文武
• 申請(qǐng)（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
• 主分類號(hào): G01C7/00
• 分類號(hào): G01C7/00
• 代理公司: 中國(guó)工程物理研究院專利中心 51210
• 代理人: 翟長(zhǎng)明;韓志英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于架空送電線路塔位定位技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于機(jī)載激光雷達(dá)數(shù)據(jù)的塔基斷面提取方法。

背景技術(shù)

目前，國(guó)內(nèi)的220kv以上的電力線終勘設(shè)計(jì)時(shí)，都要求進(jìn)行塔基斷面測(cè)量。普遍的做法是使用測(cè)量型GPS接收機(jī)或全站儀來(lái)測(cè)量轉(zhuǎn)角點(diǎn)、樁點(diǎn)坐標(biāo)，手工記錄這些點(diǎn)的所屬類別以及特征屬性數(shù)據(jù)，內(nèi)業(yè)再將轉(zhuǎn)角點(diǎn)和樁點(diǎn)GPS坐標(biāo)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為專業(yè)電力軟件格式（如道亨ORG格式），進(jìn)而應(yīng)用相應(yīng)軟件生成塔基斷面。

架設(shè)鐵塔的地方多為丘陵或高山地區(qū)，地形條件復(fù)雜，上山用全站儀測(cè)一個(gè)塔基斷面特別麻煩，至少需要三個(gè)人才能完成一個(gè)塔基斷面的測(cè)量工作，一人用棱鏡后視，一人操作全站儀，一人跑斷面，耗費(fèi)大量人力，作業(yè)效率低。而應(yīng)用GPS?RTK方法進(jìn)行塔基斷面測(cè)量，應(yīng)用專門的電力之星軟件通過(guò)確定塔位中心樁、半徑即可自動(dòng)計(jì)算四個(gè)塔腳坐標(biāo)，一人上山即可完成塔基斷面測(cè)量工作，雖然減少了人力，但外業(yè)時(shí)間還是比較長(zhǎng)，沒(méi)從根本上提高作業(yè)效率。

隨著技術(shù)的發(fā)展，近年來(lái)采用航空攝影測(cè)量技術(shù)進(jìn)行塔基斷面的測(cè)量工作，能夠在一定程度上降低人力物力、提高作業(yè)效率，但是該技術(shù)實(shí)施的作業(yè)環(huán)境適應(yīng)性差，無(wú)法解決植被覆蓋的問(wèn)題，對(duì)于植被覆蓋區(qū)無(wú)能為力。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)目前塔基斷面測(cè)量方法中存在的作業(yè)效率低、環(huán)境適應(yīng)性差的技術(shù)缺陷，本發(fā)明提出了一種具有高效率、環(huán)境適應(yīng)性好的基于機(jī)載激光雷達(dá)數(shù)據(jù)的塔基斷面測(cè)量方法。

本發(fā)明所述的基于機(jī)載激光雷達(dá)數(shù)據(jù)的塔基斷面提取方法，包括以下步驟：1）利用點(diǎn)云數(shù)據(jù)、數(shù)字高程模型DEM、數(shù)字表面模型DSM、數(shù)字正射影像圖DOM、等高線進(jìn)行三維架空送電線路優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而確定桿塔具體位置；2）依據(jù)不同高壓等級(jí)電塔的要求，確定塔基范圍，繪制正方形或圓形的塔基范圍；3）根據(jù)塔基斷面精度要求，自動(dòng)生成數(shù)字高程模型DEM；4）針對(duì)塔基位置，結(jié)合數(shù)字正射影像圖DOM，應(yīng)用專門數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行數(shù)字高程模型DEM的編輯，去除地表灌木、小型人工建筑物等噪聲，得到精確的數(shù)字高程模型DEM；5）根據(jù)選定的塔型、轉(zhuǎn)角角度確定四個(gè)塔腳的方向線，根據(jù)塔基范圍確定塔腳位置，從而獲取塔腳精確坐標(biāo)；6）依據(jù)塔腳及桿塔的位置、高精度數(shù)字高程模型DEM，生成塔基斷面。

所述的基于機(jī)載激光雷達(dá)數(shù)據(jù)的塔基斷面提取方法中的步驟1）中的確定桿塔具體位置的步驟如下：1）在架空送電線路三維優(yōu)化選線系統(tǒng)中導(dǎo)入數(shù)字高程模型DEM、數(shù)字表面模型DSM、數(shù)字正射影像圖DOM、等高線，依據(jù)電力線路設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行線路優(yōu)化設(shè)計(jì)；2）確定選線結(jié)果后，結(jié)合正射影像及平斷面圖進(jìn)行排桿定位，完成直線塔位的確定；3）確定所有塔位的中樁位置。

所述的基于機(jī)載激光雷達(dá)數(shù)據(jù)的塔基斷面提取方法中的步驟3）中的數(shù)字高程模型DEM為應(yīng)用數(shù)據(jù)處理軟件自動(dòng)生成，具體步驟如下：1）線路確定后，利用數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行點(diǎn)云數(shù)據(jù)的精確分類；2）應(yīng)用TerraModeler模塊，利用分類后的地面點(diǎn)云、選擇合適的格網(wǎng)大小自動(dòng)創(chuàng)建數(shù)字高程模型DEM。

所述的基于機(jī)載激光雷達(dá)數(shù)據(jù)的塔基斷面提取方法中的步驟4）中的數(shù)字高程模型DEM的精細(xì)編輯為根據(jù)植被茂密區(qū)、低矮灌木區(qū)、溝坎區(qū)、地形起伏較大區(qū)域情況，應(yīng)用多種數(shù)據(jù)處理軟件綜合影像和點(diǎn)云信息生成。

采用本發(fā)明的塔基斷面提取方法，對(duì)于全線路的塔基，確定塔基范圍后，在室內(nèi)即可自動(dòng)生成所有塔位的塔基斷面圖，減少對(duì)人工操作的依賴程度，因此實(shí)現(xiàn)了塔基斷面成圖的高效率作業(yè)；應(yīng)用激光雷達(dá)進(jìn)行塔基斷面測(cè)圖，對(duì)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(duì)真實(shí)場(chǎng)景的模擬，適用于多種地形條件，因此該塔基斷面測(cè)圖方法環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)；激光雷達(dá)的地面測(cè)點(diǎn)密度大，每平方米最大可達(dá)20個(gè)激光點(diǎn)，比傳統(tǒng)測(cè)量方法采樣密度高，實(shí)現(xiàn)了塔基斷面的高精度測(cè)量。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的技術(shù)流程圖。??????????????????????

具體實(shí)施方式

下面將對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方案進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明。

如圖1所示，本發(fā)明所述的一種基于機(jī)載激光雷達(dá)數(shù)據(jù)的塔基斷面提取方法的具體實(shí)現(xiàn)步驟為：

（1）確定桿塔坐標(biāo)

將數(shù)字高程模型DEM、數(shù)字表面模型DSM、等高線依據(jù)數(shù)字正射影像圖DOM導(dǎo)入到三維優(yōu)化選線系統(tǒng)中，結(jié)合二維影像及實(shí)時(shí)斷面、三維場(chǎng)景圖，依據(jù)線路設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行線路優(yōu)化設(shè)計(jì)。