一种基于倾斜摄影测量技术的架空输电线路三维设计方法技术

本发明专利技术提供一种基于倾斜摄影测量技术的架空输电线路三维设计方法，包括如下：步骤1：通过无人机采集输电线路走廊的倾斜影像数据，并采集外业控制点，重建走廊实景三维模型；步骤2：对于生成的模型数据与现场实地踏勘的结果进行精度对比，评价模型精度；步骤3：将精度符合要求的数据导入三维设计平台中，对工程线路及杆塔进行三维建模；根据周边地物情况进行优化，得到最终输电线路。通过使用实景三维模型解决了传统使用二维影像成果无法准确获取线路两侧地物准确高程和侧面纹理的问题，避免线路走廊周边的房屋拆迁和林木砍伐等清理精度不足，提高了三维设计成果质量。

【技术实现步骤摘要】
一种基于倾斜摄影测量技术的架空输电线路三维设计方法
本专利技术涉及地理信息技术和摄影测量
，特别涉及一种基于倾斜摄影测量技术的架空输电线路三维设计方法。
技术介绍
输电线路三维设计是基于线路走廊的实景三维模型叠加空间地理信息实现，主要涉及以下两部分内容：(1)倾斜摄影测量倾斜摄影测量技术是通过固定翼飞机、直升机或多旋翼无人机等飞行平台搭载倾斜摄影相机，同时快速采集区域的倾斜和正射影像，获取到丰富的建筑物顶面及测试的高分辨率纹理信息，利用计算机视觉进行自动空三处理，经过多视影像密集匹配和表面纹理映射等技术手段，最大限度地还原区域内的真实场景。该技术不仅能获取被摄区域的正射影像，还能获取被摄区域倾斜影像，同时记录拍摄点位的位置信息，通过后期数据处理可实现影像的空间定位。传统的摄影测量技术只能从垂直角度进行影像的拍摄，倾斜摄影测量克服了此缺点，能够从多个角度进行影像的拍摄；由于倾斜影像含有完备的地理信息，可以实现对影像上地物的高度、长度、面积等属性的量测。在三维建模时可以为三维模型提供丰富的地物纹理，并降低建模的成本。(2)地理信息技术地理信息系统技术，它是一种特定的十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层(包括大气层)空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。地理信息系统处理、管理的对象是多种地理空间实体数据及其关系，包括空间定位数据、图形数据、遥感图像数据、属性数据等，用于分析和处理在一定地理区域内分布的各种现象和过程，解决复杂的规划、决策和管理问题。通过上述的分析，地理信息技术有如下基本概念：GIS的物理外壳是计算机化的技术系统，它又由若干个相互关联的子系统构成，如数据采集子系统、数据管理子系统、数据处理和分析子系统、图像处理子系统、数据产品输出子系统等，这些子系统的优劣、结构直接影响着GIS的硬件平台、功能、效率、数据处理的方式和产品输出的类型；GIS的操作对象是空间数据，即点、线、面、体这类有三维要素的地理实体。空间数据的最根本特点是每一个数据都按统一的地理坐标进行编码，实现对其定位、定性和定量的描述、这是GIS区别于其它类型信息系统的根本标志，也是其技术难点之所在；GIS的技术优势在于它的数据综合、模拟与分析评价能力，可以得到常规方法或普通信息系统难以得到的重要信息，实现地理空间过程演化的模拟和预测；GIS与测绘学和地理学有着密切的关系。大地测量、工程测量、矿山测量、地籍测量、航空摄影测量和遥感技术为GIS中的空间实体提供各种不同比例尺和精度的定位数；电子速测仪、GPS全球定位技术、解析或数字摄影测量工作站、遥感图像处理系统等现代测绘技术的使用，可直接、快速和自动地获取空间目标的数字信息产品，为GIS提供丰富和更为实时的信息源，并促使GIS向更高层次发展。(3)目前技术存在的问题和缺点：目前在输电线路工程线路优化设计中广泛使用的方法主要包括两类：一是将数字正射影像叠加数字高程模型构建输电线路三维场景，但这种方式不能获取建筑物的准确高程，只能为设计人员提供辅助决策依据；另一种方式是使用数字摄影测量工作站建立立体像对模型，完成平断面采集输出平断面图，实现二三维交互线路优化设计，精度较高，使用较为广泛，同时在数据处理上也较为苛刻，成本较高。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
提出的技术问题，本专利技术提供一种基于倾斜摄影测量技术的架空输电线路三维设计方法，通过使用实景三维模型解决了传统使用二维影像成果无法准确获取线路两侧地物准确高程和侧面纹理的问题，避免线路走廊周边的房屋拆迁和林木砍伐等清理精度不足，提高了三维设计成果质量。为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：一种基于倾斜摄影测量技术的架空输电线路三维设计方法，包括如下：步骤1：通过无人机采集输电线路走廊的倾斜影像数据，并采集外业控制点，重建走廊实景三维模型；步骤2：对于生成的模型数据与现场实地踏勘的结果进行精度对比，评价模型精度；步骤3：将精度符合要求的数据导入三维设计平台中，对工程线路及杆塔进行三维建模；根据周边地物情况进行优化，得到最终输电线路。进一步地，所述的步骤1的无人机的飞行器选择与航带设计包括如下：根据测区地形情况，按照1:2000成图规范要求，结合调研成果确定航飞设备及航飞模式，确定采集倾斜数据的地面分辨率、航带覆盖宽度以及航带条数，确定倾斜航飞时所采用的相机；采用带有一定旁向重叠度的往返飞行方案，保证路径中心区域有较高的影像重叠度。进一步地，所述的步骤1的采集外业控制点的外业布点方法包括如下：根据测区情况，选择适当长度按照不同方案布设一定量的地面控制点，并参与倾斜三维模型的平差运算，对比不同外控方案下三维模型的绝对精度。进一步地，所述的步骤2中，通过倾斜摄影测量技术恢复测区能反应实景地形地貌的三维模型，并与现场实地踏勘的结果进行精度对比。具体内容包括：1)对现场踏勘所得房屋分布图进行面积统计，与三维模型量测的房屋面积进行对比；2)对现场踏勘所得林木砍伐图进行统计，与三维模型量测的林木高度等信息进行对比；3)对倾斜摄影测量技术获取的三维模型进行断面提取，与现场实测的断面进行精度对比。进一步地，所述的步骤3的根据周边地物情况进行优化包括输电线路三维平台杆塔排位优化。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1)加强数据与空间地理信息关联性，发挥数据优势、提升设计质量；2)提高输电通道清理精度，顺应优化设计实际需求；3)提升横向成果应用，增强纵向业务延伸能力。附图说明图1是本专利技术的主控点布点方案图；图2是本专利技术的外控布点方案图；图3是本专利技术的三维建模流程图；图4是本专利技术的房屋统计图；图5是本专利技术的倾斜摄影模型与传统断面对比图；图6是本专利技术的杆塔排位成果图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术提供的具体实施方式进行详细说明。一种基于倾斜摄影测量技术的架空输电线路三维设计方法，包括如下：步骤1：通过无人机采集输电线路走廊的倾斜影像数据，并采集外业控制点，重建走廊实景三维模型；步骤2：对于生成的模型数据与现场实地踏勘的结果进行精度对比，评价模型精度；步骤3：将精度符合要求的数据导入三维设计平台中，对工程线路及杆塔进行三维建模；根据周边地物情况进行优化，得到最终输电线路。步骤1具体为：(1)飞行器的选择与航带设计根据测区地形情况，按照1:2000成图规范要求，结合调研成果确定航飞设备及航飞模式，确定采集倾斜数据的地面分辨率、航带覆盖宽度以及航带条数，确定倾斜航飞时所采用的相机。采用带有一定旁向重叠度的往返飞行方案，保证路径中心区域有较高的影像重叠度(航向、旁向)。(2)外业布点方案研究根据测区情况，选择适当长度按照不同方案布设一定量的地面控制点，并本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于倾斜摄影测量技术的架空输电线路三维设计方法，其特征在于，包括如下：/n步骤1：通过无人机采集输电线路走廊的倾斜影像数据，并采集外业控制点，重建走廊实景三维模型；/n步骤2：对于生成的模型数据与现场实地踏勘的结果进行精度对比，评价模型精度；/n步骤3：将精度符合要求的数据导入三维设计平台中，对工程线路及杆塔进行三维建模；根据周边地物情况进行优化，得到最终输电线路。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于倾斜摄影测量技术的架空输电线路三维设计方法，其特征在于，包括如下：
步骤1：通过无人机采集输电线路走廊的倾斜影像数据，并采集外业控制点，重建走廊实景三维模型；
步骤2：对于生成的模型数据与现场实地踏勘的结果进行精度对比，评价模型精度；
步骤3：将精度符合要求的数据导入三维设计平台中，对工程线路及杆塔进行三维建模；根据周边地物情况进行优化，得到最终输电线路。


2.根据权利要求1所述的一种基于倾斜摄影测量技术的架空输电线路三维设计方法，其特征在于，所述的步骤1的无人机的飞行器选择与航带设计包括如下：
根据测区地形情况，按照1:2000成图规范要求，结合调研成果确定航飞设备及航飞模式，确定采集倾斜数据的地面分辨率、航带覆盖宽度以及航带条数，确定倾斜航飞时所采用的相机；采用带有一定旁向重叠度的往返飞行方案，保证路径中心区域有较高的影像重叠度。


3.根据权利要求1所述的一种基于倾斜摄影测量技术的架空输电线路三...

【专利技术属性】
技术研发人员：周世战，陈显伟，綦伟，王雅光，于武占，王铱，张栋，贾高毅，王东星，杨立，王斌，卢彬，赵剑，李志斌，胡博，刘洪柳，黄浩，周欣，
申请(专利权)人：国网辽宁省电力有限公司建设分公司，中国能源建设集团辽宁电力勘测设计院有限公司，北京洛斯达科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21