機載激光雷達(dá)高精度電力巡線測量

概述了機載激光雷達(dá)系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)及其工作原理,在此基礎(chǔ)上詳細(xì)描述了機載激光雷達(dá)技術(shù)的特點和數(shù)據(jù)成果。結(jié)合我國電力建設(shè)發(fā)展現(xiàn)狀詳細(xì)介紹了激光雷達(dá)技術(shù)在電力線路設(shè)計中的應(yīng)用優(yōu)勢,以中國渦輪研究院輸變電工程線路設(shè)計項目的未來介紹了該技術(shù)在實際工程項目中的應(yīng)用及帶來的效益,最后客觀分析該技術(shù),并對該技術(shù)在電力線路設(shè)計中的應(yīng)用進行了展望。

通過無人機電力線巡檢試驗,提出應(yīng)用gps、glonass和bds多源融合的ppp技術(shù)并驗證其生成的pos數(shù)據(jù)和三維點云數(shù)據(jù)應(yīng)用于高壓電力線巡檢的可行性。采用不同策略的pos數(shù)據(jù)融合與解算,分析了基站差分pos數(shù)據(jù)與單gps系統(tǒng)下的pos數(shù)據(jù)、gps、glonass和bds多系統(tǒng)融合下的pos數(shù)據(jù)精度；分別用不同策略的pos數(shù)據(jù)生成三維點云,并統(tǒng)計分析與基站差分點云數(shù)據(jù)的偏差距離和分布情況。研究發(fā)現(xiàn):單gps所生成的點云數(shù)據(jù),距離偏差較大在20～40cm左右,且分布不均勻,偏差距離波動較大,不能滿足電力線精細(xì)巡檢的要求；多源融合的ppp技術(shù)所生成的點云數(shù)據(jù),與基站差分下的點云數(shù)據(jù)距離偏差在x方向10cm,y方向6cm,z方向為4cm,點云數(shù)據(jù)分布均勻,穩(wěn)定,基本滿足電力線巡檢要求,且點云數(shù)據(jù)也可用于電力線的精細(xì)巡檢。

對于同一項任務(wù),利用機載lidar技術(shù)來完成比用傳統(tǒng)技術(shù)手段完成更方便、更容易、更省時省力、更容易實現(xiàn)自動化,本文以筆者參與的某輸電線路設(shè)計工程為項目背景,以lidar技術(shù)在工程中的應(yīng)用為研究對象,研究探討了lidar在輸電線路優(yōu)化中的應(yīng)用模式,分析了數(shù)據(jù)獲取和數(shù)據(jù)處理的流程,結(jié)合自己的實踐經(jīng)驗,給出了三點結(jié)論,全文是筆者工程實踐基礎(chǔ)上的理論升華,相信對同行能有所裨益。

機載激光雷達(dá)技術(shù)就是一種綜合了全球定位技術(shù)、慣性測量技術(shù)以及激光掃描技術(shù)以及高精度控制技術(shù)手段的技術(shù)集合,通過主動發(fā)射激光的方式獲得目標(biāo)的三維信息.此種技術(shù)是近年來攝影以及遙感領(lǐng)域中具有革命性代表的技術(shù)手段,也是現(xiàn)階段最為先進的一種三維航空遙感技術(shù)手段.在電力線路設(shè)計中應(yīng)用機載激光雷達(dá)技術(shù)具有無可比擬的優(yōu)勢,可以在根本上提升施工質(zhì)量.對此,本文主要對機載激光雷達(dá)技術(shù)在電力線路上設(shè)計中的應(yīng)用進行了簡單的探究.

介紹了機載激光雷達(dá)技術(shù)及傳統(tǒng)電力選線的方法,闡述了機載激光雷達(dá)技術(shù)在電力選線工程中的具體應(yīng)用優(yōu)勢,主要體現(xiàn)在線路及立桿點的優(yōu)化設(shè)計、需要砍伐樹木的面積估算、房屋拆遷數(shù)量估算、樹木及房屋高度測量、實時斷面量測等方面。介紹了機載激光雷達(dá)技術(shù)在安徽省電力線路設(shè)計項目中的應(yīng)用,相關(guān)的數(shù)據(jù)處理,以及基于arcgis用vb語言開發(fā)的真三維電力選線測圖系統(tǒng)。野外測量表明,應(yīng)用該系統(tǒng)選線能夠滿足電力選線的精度要求。最后客觀總結(jié)了該技術(shù)的優(yōu)缺點,同時指出該技術(shù)在未來具有的應(yīng)用前景。

本研究針對現(xiàn)有傳統(tǒng)電力巡線進行電力線安全檢測工作存在操作復(fù)雜、作業(yè)強度大的問題而開展。面對航空遙感影像資料實時獲取能力差以及有人機載雷達(dá)成本高的問題，借鑒國內(nèi)外無人機實用經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，本文提出了將無人機與三維激光雷達(dá)結(jié)合使用的技術(shù)方案。經(jīng)過諸多點云分類以及曲線擬合方法的研究，最終確定在生產(chǎn)單位更為便捷高效的處理流程——將經(jīng)過預(yù)處理的激光點云數(shù)據(jù)首先采用漸進分類法實現(xiàn)電力線鑒別，然后采用聚類采樣法對電力線快速擬合，實現(xiàn)電力線的自動提取。

隨著我國全面改革的深化發(fā)展,電力領(lǐng)域的改革也有了進一步深化。在電網(wǎng)的建設(shè)過程中,對電力線路的勘測就顯得比較重要。機載激光雷達(dá)技術(shù)的應(yīng)用就能對電力線路的勘測起到積極作用。本文主要就機載激光雷達(dá)技術(shù)的內(nèi)涵以及技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢加以分析,然后對電力線路勘測當(dāng)中機載激光雷達(dá)技術(shù)具體的應(yīng)用進行詳細(xì)探究。

本文介紹了機載激光雷達(dá)的工作原理和系統(tǒng)構(gòu)成,并論述了電力線路工程設(shè)計的特點及發(fā)展趨勢,在此基礎(chǔ)上介紹了機載激光雷達(dá)技術(shù)在國內(nèi)電力線路勘測設(shè)計中的成功應(yīng)用,實踐表明,機載激光雷達(dá)技術(shù)是目前最先進的電力線路勘測測量方法。

機載lidar測量技術(shù)將是未來測量發(fā)展方向之一，具有很多獨特的優(yōu)勢，完全能滿足輸電線路、鐵路、公路勘察設(shè)計的精度要求，也能有效提高勘察設(shè)計的效率。但其也有一定的局限性：與硬件的發(fā)展相比，激光雷達(dá)數(shù)據(jù)的后期處理軟件發(fā)展相對滯后，數(shù)量較少，且算法還很不成熟，數(shù)據(jù)處理還需要大量人工干預(yù)。鑒于此，對機載激光雷達(dá)技術(shù)及其在電力工程中的應(yīng)用進行了分析探討，僅供參考。

隨著近些年來我國科技的快速發(fā)展,遙感領(lǐng)域也取得革命性成就,其中最為突出的當(dāng)屬機載激光雷達(dá)技術(shù),并列入當(dāng)前最為先進的三維遙感技術(shù)之列,本文將機載激光雷達(dá)技術(shù)作為根本切入點對其組成和原理進行分析。近幾年來,隨著國民經(jīng)濟不斷發(fā)展,越來越高的用電需求對國家電網(wǎng)帶來了嚴(yán)峻的考驗,如何保證電網(wǎng)運輸穩(wěn)定以及電力運輸安全也就成了重中之重。

機載lidar集gps、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)以及激光技術(shù)于一身,能夠快速、精確地獲取所需目標(biāo)的海量三維空間數(shù)據(jù)。lidar技術(shù)在測繪領(lǐng)域是居全球?qū)Ш郊夹g(shù)之后的又一項技術(shù)革新。目前,機載lidar技術(shù)已廣泛應(yīng)用于眾多行業(yè),電力行業(yè)是其應(yīng)用發(fā)展的重要領(lǐng)域之一。就機載lidar技術(shù)在電力選址(線)、電力巡線方面的研究與應(yīng)用進行了系統(tǒng)分析及總結(jié),對該技術(shù)的應(yīng)用前景進行了展望。lidar技術(shù)作為遙感測量技術(shù)最新的研究熱點,未來在電力工程方面具有很大的發(fā)展空間。

文章介紹了機載激光雷達(dá)技術(shù),包括機載激光雷達(dá)系統(tǒng)組成、原理以及機載激光雷達(dá)數(shù)據(jù)等,隨后論述了機載激光雷達(dá)技術(shù)在電力工程中的應(yīng)用,最后展望了機載激光雷達(dá)技術(shù)在我國電力行業(yè)中的應(yīng)用前景。

從機載激光雷達(dá)系統(tǒng)的組成、工作原理兩方面,詳細(xì)介紹了機載激光雷達(dá)技術(shù),對機載激光雷達(dá)技術(shù)在電力優(yōu)化選線和電力巡線中的應(yīng)用進行了探討,并對機載激光雷達(dá)技術(shù)在電力行業(yè)的應(yīng)用前景進行了簡單介紹。

介紹機載激光雷達(dá)的基本原理、系統(tǒng)特點及應(yīng)用領(lǐng)域,并成功應(yīng)用于長陽土家族自治縣城鎮(zhèn)土地調(diào)查中。實踐表明,lidar能夠顯著提高土地調(diào)查的效率,值得推廣。

機載激光雷達(dá)技術(shù)是目前較為成熟的新型測量技術(shù),與傳統(tǒng)的測量技術(shù)相比,機載激光雷達(dá)測量技術(shù)具有以下特點:首先,測量數(shù)據(jù)精度高、速度快、內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)自動化處理程度高、作業(yè)成本相對較低;另外,機載激光具有較強的穿透能力,對于地表植被稀疏的地形,其所獲數(shù)據(jù)的高程精度很高.正是由于以上特點,它在山區(qū)輸電線路工程中被廣泛的應(yīng)用.本文概述了機載激光雷達(dá)技術(shù)原理,同時對其在輸電線路工程中的應(yīng)用進行研究.

現(xiàn)代公路的范圍越來越廣泛,經(jīng)常需要在復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境中建設(shè)公路,這增加了公路勘查設(shè)計難度.基于此,在公路勘查設(shè)計過程中,要加強對機載激光雷達(dá)技術(shù)的應(yīng)用,從而提高公路勘查設(shè)計質(zhì)量,從而提高公路的整體質(zhì)量,為人們提供更加穩(wěn)定、良好的交通環(huán)境.

一、引言近年來,我國掀起了鐵路建設(shè)高潮,建成了一批時速250和350km/h的高速鐵路。在今后的一段時間里,鐵路建設(shè)任務(wù)將十分繁重。鐵路工程勘測是勘察設(shè)計流程的首要工序。目前,鐵路勘測主要采用航空攝影測量方法測繪1∶2000地形圖,采用gps技術(shù)、全站儀及水準(zhǔn)測量方法進行線路測量。該方法存在的主要問題是工作效率較低,在險、難勘測工程環(huán)境下采用gps和全站儀進行線路測量給

本文基于筆者參與的某電力線路工程測量經(jīng)驗,以lidar技術(shù)在該工程測量中的應(yīng)用為研究對象,分析了機載激光雷達(dá)線路工程測量的模式,結(jié)合工程實例探討了具體的實施思路,詳細(xì)探討了數(shù)據(jù)處理的方式,相信對同行有所裨益。

機載激光雷達(dá)數(shù)據(jù)具有直接描述對象幾何特征、便于表達(dá)空間不連續(xù)變化等優(yōu)勢,是建筑物重建的主要數(shù)據(jù)源之一。為實現(xiàn)基于激光雷達(dá)點云數(shù)據(jù)的模型自動重建和解決現(xiàn)有方法存在的問題,提出了一種基于特征線提取、面向簡單規(guī)則建筑物的重建方法。該方法以投影為基礎(chǔ),以平高分解為手段,通過在多個投影平面內(nèi)逐步確定平面、高程信息實現(xiàn)特征線提取及模型重建。實驗表明,該方法能夠避免現(xiàn)有方法遇到的若干困難,有效重建簡單規(guī)則建筑物模型。

文章簡要分析了機載激光雷達(dá)技術(shù)的特點和優(yōu)勢,并對其應(yīng)用在水利工程項目中的具體路徑展開討論。

近年來，風(fēng)電的發(fā)展已由原先以量的擴張逐漸向?qū)で蠹夹g(shù)更新轉(zhuǎn)變。本文利用機裁激光雷達(dá)測風(fēng)儀對風(fēng)力發(fā)電機組進行測試試驗,是對新技術(shù)應(yīng)用的一個嘗試，通過測試分析得到機組前方多個距離位置上的風(fēng)速與風(fēng)機風(fēng)速儀風(fēng)速的相關(guān)性,同時經(jīng)統(tǒng)計分析得到試驗機組的對風(fēng)偏差量,通過校正機組的對風(fēng)偏差，實現(xiàn)發(fā)電性能提升。

現(xiàn)階段采取傳統(tǒng)的航空攝影測量方式的超高壓電力線路測量,仍存在無法穿透植被覆蓋地區(qū)直接獲得地面高程,也不能準(zhǔn)確測量植被高度的問題。激光雷達(dá)是20世紀(jì)最重要的技術(shù)之一。由于激光雷達(dá)能夠穿透植被覆蓋層,而且有的激光系統(tǒng)集成gps、imu等設(shè)備,可以快速獲取地形、地貌數(shù)據(jù),獲取植被高度數(shù)據(jù),是工程測繪的全新手段。中南電力設(shè)計院于2006年5月在羅平至百色二回500kv緊湊型輸電線路勘測設(shè)計工程中,運用激光雷達(dá)技術(shù)進行了生產(chǎn)實驗,并且同常規(guī)勘測設(shè)計模式進行比較,實踐結(jié)果表明激光雷達(dá)系統(tǒng)的精度基本能夠達(dá)到設(shè)計要求,取得了較好的效果。