[发明专利]基于机载激光雷达点云数据重建3D电力线模型的方法

说明书

本发明涉及一种重建3D电力线模型的方法，属于电力技术领域，具体是涉及一种基于机载激光雷达点云数据重建3D电力线模型的方法。该方法基于机载激光雷达点云数据，不需要利用野外巡线的工程测量方式，减小了外业勘测的时间和人力投入，特别适用于些地形复杂甚至危险地区,难以进行巡线工作区域的机载激光雷达数据；并且该方法采用分段模型增长(PMG)和数据驱动的方式，提高了机载激光雷达电力线数据定位精度。

技术领域

本发明涉及一种重建3D电力线模型的方法，属于电力技术领域，具体是涉及一种基于机载激光雷达点云数据重建3D电力线模型的方法。

背景技术

机载激光雷达(Airborne Light Detection And Ranging，LiDAR)是一种主动式航空遥感对地观测系统，是九十年代初开始发展起来并投入商业化应用的一门新兴的遥感技术，它集成激光技术、全球定位系统(GPS)和计算机技术于一身。该技术在三维空间信息的实时获取方面产生了重大突破，为获取高时空分辨率的地球空间信息提供了一种全新的技术手段。

目前，由于LiDAR能够获取高精度的地表地形数据，相较于传统的成像测量方式和人工量测具有无法比拟的优势，因此开始广泛应用于各种测绘工程之中，包括道路测绘、电力电网、三维城市建模等。利用机载激光雷达测量技术采集和处理的电网沿线数据，可以恢复电线及电力光缆的实际几何信息，进而可以自动测量电线到地面的距离及相邻电线间距，并且可以通过相关计算获取电线、电力通信光缆的垂曲度、跨度等，并可以通过以上几何参数实现对电线、电力光缆张力或拉力等直接安全参数的推导。可见，通过利用机载LiDAR测量数据，可以准确获取电网及电力光纤实际物理状态，实现电力线自动提取对于电力巡线工作有着极其重要的现实意义。

发明内容

本发明主要是解决现有技术所存在的外业勘测的时间和人力投入大，部分区域因地形复杂难以进行巡线的技术问题，提供了一种基于机载激光雷达点云数据重建3D电力线模型的方法。该方法基于机载激光雷达点云数据，不需要利用野外巡线的工程测量方式，减小了外业勘测的时间和人力投入，特别适用于些地形复杂甚至危险地区,难以进行巡线工作区域的机载激光雷达数据。

本发明主要是解决现有技术所存在的电力线数据定位精度低，难以准确获取电网及电力光纤实际物理状态的问题，提供了一种基于机载激光雷达点云数据重建3D电力线模型的方法。该方法采用分段模型增长(PMG)和数据驱动的方式，提高了机载激光雷达电力线数据定位精度。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种基于机载激光雷达点云数据重建3D电力线模型的方法，包括：

特征获取步骤，利用搭载于航飞载体上的LiDAR系统采集数，从采集到的机载激光雷达数据中提取点云特征；

点云分类步骤，基于所述点云特征重现并分割所述点云空间分布，划定目标范围并对点云进行分类；

模型拟合步骤，基于分类点云获取数据中的电力线点，基于所述电力线点的水平直线和垂直悬链曲线拟合电力线模型。

优选的，上述的一种基于机载激光雷达点云数据重建3D电力线模型的方法，所述特征获取步骤中，基于以下子步骤采集数据：

平台搭建子步骤，在航飞载体上搭载一套激光雷达系统，包括惯性测量单元(IMU)、差分GPS(DGPS)、激光扫描测距系统和成像装置；

测区航测子步骤，根据制定好的飞行方案，对测区进行航飞；

数据生成子步骤，根据机载激光雷达数据生成理论模型得到机载激光雷达点云数据。

优选的，上述的一种基于机载激光雷达点云数据重建3D电力线模型的方法，所述特征获取步骤中，提取的点云特征包括：点云的空间坐标、强度信息、回波信息、基于特征空间的特征、基于回波的特征、基于密度的特征。