[發明專利]電網建設中線路信息的三維GIS參數化建模系統的構建方法

在審

• 申請號: 202211510225.2
• 申請日: 2022-11-29
• 公開（公告）號: CN115797609A
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 龍燕軍;臧志斌;李偉;趙光;王欣
• 申請（專利權）人: 廈門億力吉奧信息科技有限公司;國網信息通信產業集團有限公司;國家電網有限公司
• 主分類號: G06T19/20
• 分類號: G06T19/20;G06T17/05;G06F16/29;G06Q50/06;G06Q10/0635
• 代理公司: 廈門市天富勤知識產權代理事務所(普通合伙) 35244
• 代理人: 何覲明

本發明公開電網建設中線路信息的三維GIS參數化建模系統的構建方法、數據庫、裝置、可讀存儲介質及系統，包括步驟：三維建模，運用二維圖紙的三維建模方法，將桿塔站常用組件設計成組件模型，建立模型庫，各組件模型可配置參數；運用航測傾斜拍攝的三維建模方法，對若干個桿塔站組成的輸電走廊所處的區域，設定航跡，進行地理環境測繪，建立走廊區域GIS模型，包含地形、植被、水文、海拔的信息數據；運用激光雷達掃描的三維建模方法，對存在空間建筑的桿塔站的內部空間進行掃描，精確測繪，建立內部空間模型；將三維模型劃分為組件模型層、GIS模型層、內部空間模型層；本發明通過結合多個三維建模方法，采用各方法優點和適用范圍，降低建模操作復雜度。

技術領域

本發明涉及電網建設技術領域，尤其是指電網建設中線路信息的三維GIS參數化建模系統的構建方法。

背景技術

目前，架空輸電線路三維建模的主要方法有:基于二維圖紙的建模法、基于激光掃描的建模法、基于航測的建模法。不同建模方法的原理、效率、精細度、成本、數據量大小、地理精度等有所區別。

基于二維圖紙的架空輸電線路三維建模方法利用現有輸電線路設計、施工、竣工階段二維、符號化的成品圖快速轉換為架空輸電線路三維模型是目前電網三維信息化較為常見的技術手段。其特征是在二維CAD等平臺中設計完成后，利用三維建模軟件或者參數驅動程序構建三維電網設備及其場景。由于輸電線路存在大量可復用的單元。例如金具、金具串、塔型、基礎、電力線等。因此，一般采用“先搭建靜態元件庫，再構建動態輸電線路”的基本思路，例如申請號為CN201110073901的中國專利，公開了一種輸電線路三維仿真沿布搭建方法，然而，基于二維圖紙的建模法，對于舊的線路，可能存在圖紙丟失、數據不準確等問題，無法通過圖紙直接建模，此方法僅比較適用于新的線路；同時，此方法需要通過傳統的三維建模軟件，建模過程需要大量的人工參與，建模周期長。并且產生的建模數據僅能包含桿塔站等工程部分的結構信息，無法建立架空輸電線路走廊周圍的環境信息，如地形、植被等。

基于激光雷達的架空輸電線路三維建模，激光雷達掃描技術是一種“實景再現”技術。按照搭載平臺劃分，可分為機載激光雷達、地面激光雷達及手持激光雷達。該技術具有不接觸被量測目標、掃描速度快、點位和精度分布均勻、獲得數據真實全面等特點，為空間三維信息的獲取提供了一種全新的技術手段，在數字城市、文物保護等領域，例如公開號為CN111337932A的中國專利，公開了一種基于機載激光雷達系統的電網基建建設校核方法，然而，基于激光掃描的建模法，適合對建筑表面進行掃描成型，對于桿塔站、線路這種存在大量鏤空、線狀結構的物體，掃描之后建模的效果差，以及無法對各附件進行準確掃描定位。需要對每個站點進行獨立采集，作業強度大，采集成本高。并且同樣無法對周圍的地形、植被等環境信息進行采集。

基于航測的架空輸電線路三維建模，采用傾斜攝影技術構建線路走廊通道非單體化的三維模型。該技術通過攝影測量原理對獲得的傾斜影像數據進行幾何處理、多視匹配、三角網構建、自動賦予紋理等步驟，最終得到三維模型。該過程僅依靠簡單連續的二維圖像，無需依賴激光點云掃描輔助設備、POS定位系統，也無需人工干預便可以完成海量三維模型的批量處理。如公開號為CN111402447A的中國專利，公開了一種電網線路巡檢方法，然而，基于傾斜攝影技術航拍的建模法，通過航測的方法，設定航線，可以對航線覆蓋范圍內的環境信息做大范圍的采集，但是對于桿塔站、線路這種存在大量鏤空、線狀結構的物體，采集后建模的效果不佳，存在建模后結構不全，或者與背景粘連，可視化效果不佳。

近年來，隨著我國經濟迅猛發展，各行各業對電能的需求不斷提升，電網規模不斷擴大，線路規范化、精益化管理要求也越來越高。一般而言，架空輸電線路距離較長，走廊通道環境復雜多樣，與地理空間位置密切相關，特別在垂直方向上的層次信息尤為重要。而基于二維視覺效果的運維管理手段在空間表達和分析能力上具有一定的局限性，已無法滿足電網運維部門對輸電線路規范化、精益化管理的要求。因此以三維視覺效果為核心的技術將大力應用于電力領域，架空輸電線路三維模型的建立勢在必行。