本发明专利技术公开了基于机载激光雷达数据的架空送电线路交叉跨越测量方法，本发明专利技术的方法包括以下步骤：设计航飞线路、飞行高度、系统参数，进行数据采集；通过激光雷达数据处理，得到激光点云数据分类图、数字高程模型DEM、等高线、数字表面模型DSM、数字正射影像图DOM，进行架空送电线路优化设计；确定架空送电线路交叉跨越位置，从地物库中选择对应项并做标记；综合应用激光点云数据、DEM、DSM及DOM进行交叉跨越高度测量；将待测交叉角的线状交叉跨越和设计的线路用矢量线标识，进行交叉角的测量。本发明专利技术采用激光点云数据和高分辨率正射影像图，获取线路交叉跨越的电力线的高度、位置与线路的交叉角参数，提高了线路交叉跨域测量的精度及效率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于架空送电线路交叉跨域测量领域，具体涉及一种基于激光雷达数据的电力线路交叉跨越测量方法。
技术介绍
在架空送电线路工程与电力线、弱电线(指电话线、有线电视、光缆等通信线)以及地上地下构筑物交叉跨越时，都必须进行交叉跨越测量。目前，常用的线路交叉跨越测量一般采用经纬仪、全站仪、GPS-RTK定位技术、激光测距仪等技术，采用这些技术综合应用悬高测量法、GPS配合全站仪法、空中交会法等方法进行交叉跨越点的高程及交叉角的测量。在此基础上，选线人员设计架空送电线的高度、弧垂以及档距。尽管这些方法在架空送电线路设计中有着很高的观测精度，能够满足工程需要，但是存在以下缺点(1)效率低。采用传统方法进行线路交叉跨越测量，需要测量人员实地观测，根据不同地形条件及交叉跨越的实际情况选用不同测量方法，然后在适当地点架设仪器设备进行观测，观测数据获取效率低。(2)环境适应性差。地形复杂区域，线路经过的地方段沟纵横，如果跨越位于段沟中央，再加上线路勘测通道较窄，即使多设站也不能测到跨越点的平距及两端杆塔位置；交叉跨越测量需要两点间通视，否则要采用其他间接方法测量。(3)实时性差。线路设计完成后，在需要架空线路交叉跨越测量时需要外业实测，如果线路有变更，则需要重新测量交叉跨越，实时测量性差。(4)视野有限。人工测量只能看到视野范围内地物，无法从更大视角掌握交叉跨越测量。
技术实现思路
本专利技术针对上述架空送线路交叉跨越测量中存在的低效率、环境适应性差、实时性差和视野有限的问题，提出了一种高效率、环境适应性强、实时性好和良好视野的，以实现包括架空输电线路、通讯线、公路铁路、河流、房屋等的交叉跨越测量。本专利技术的，该测量方法包括以下步骤1)根据架空送电线路可研路径及精度要求，设计航飞线路、飞行高度、系统参数，进行航飞外业数据采集；2)通过激光雷达数据处理，得到激光点云数据分类图、数字高程模型DEM、等高线、数字表面模型DSM、数字正射影像图D0M，进行架空送电线路优化设计；3)根据正射影像图D0M，确定架空送电线路交叉跨越位置，从地物库中选择对应项并做标记；4)综合应用激光点云数据、数字高程模型DEM、数字表面模型DSM及数字正射影像图DOM进行交叉跨越高度测量；5)在二维平面图中，将待测交叉角的线状交叉跨越和设计的线路用矢量线标识，进行交叉角的测量。所述的航飞外业数据采集为根据可研审查后的路径方案或初步设计路径方案，利用地形图或其他具有地理定位的小比例尺影像进行航飞设计和航飞外业数据采集，具体过程为1)进行数字高程模型DEM、数字表面模型DSM及数字正射影像图DOM精度设计；2)、根据数字高程模型DEM、数字表面模型DSM及数字正射影像图DOM的精度，确定激光脚点间隔为O. 5m，影像分辨率为O. lm，据此设计航高、飞行速度、拍照时间间隔、扫描频率等参数；3)沿线均匀布设至少3个地面GPS基准站，进行地面基准站联测，获取基准站的WGS84坐标及目标坐标系坐标，从而计算坐标转换参数将测绘结果转到目标坐标系下。所述的架空送电线路优化设计是将激光雷达系统获取的数据通过数据处理得到激光点云分类图、数字高程模型DEM、等高线、数字表面模型DSM及数字正射影像图D0M，其数据处理过程为1)将GPS基准站数据、机载POS数据进行联合解算得到航迹数据，结合激光扫描数据，获取原始激光点云数据；2)利用激光雷达数据处理软件进行点云数据的处理，易IJ除粗差点，分离出地面点、建筑物点、植被点、电力线及电塔点、铁路点等，得到不同种类的激光点云数据；应用地面点生产数字高程模型DEM和等高线和局部最高点生成数字表面模型DSM ；3)利用数字高程模型DEM，对航飞影像进行数字微分纠正，在此基础上进行正射影像的镶嵌及匀光匀色，得到高分辨率的正射影像图D0M。所述的交叉跨越高度测量是在DOM中导入确定的优化路径，沿路径跟踪以确定线路交叉跨越位置，作业过程为1)在交叉跨越测量平台中，导入高分辨率正射影像图D0M，同时导入在前期应用基于激光雷达的三维优化选线系统得到的架空送电线路优化路径2)参考高分辨率正射影像图D0M，沿线路路径逐个确定交叉跨越，并从地物库中选择对应项进行区分标识。所述的交叉跨越高度测量是结合激光点云数据、数字高程模型DEM及数字表面模型DSM等数据进行测量的，作业过程为1)当送电线路交叉跨越已有电力线时，测量线路中线交叉点最高或最低线的线高；当中线或边线跨越杆塔顶部时，测量杆塔顶部高程；当已有电力线左右杆塔不等高又影响跨越或穿过时，还要测量有影响侧边线交叉点最高或最低线的线高及风偏点的线高。在测电力线某点高程时，选择点云对应位置高程，系统自动根据数字地面模型高度得出电力线相对地面的高度，直接表示在平断面图中；2)对跨越的房屋等建筑物，系统根据数字表面模型DSM及数字地面模型DEM通过相减得到房屋高度；根据实地情况设定每层高度，可以确定房屋层数；3)主要公路和铁路交叉跨越时，从精细DEM中获取路面高程。所述的交叉角测量是在二维平面图中，将待测交叉角的线状交叉跨越和设计的线路用矢量线标识，进行交叉角的测量的，具体过程为将架空送电力线垂直投影，用矢量线在交叉跨越测量平台标识，结合确定的优化线路，即可实现交 叉角的测量。所述的数字高程模型DEM、数字表面模型DSM及数字正射影像图DOM精度设计需达到1:1000比例尺精度以上。所述的GPS基准站相邻间距不大于50km。所述的点云数据处理为基于MicroStation平台开发的TerraSolid软件的TerraScan模块进行激光点云数据的分类处理,所述的点云数据处理为基于MicroStation平台开发的TerraSolid软件的TerraScan模块进行激光点云数据的分类处理，应用TerraModeler模块进行进行地面模型及等高线的提取,应用TerraPhoto及其它相关软件进行正射影像的制作。激光雷达数据成果包括房屋、道路、植被、电力线和其他人工地物的高程，一个人室内即可完成全线路的交叉跨越测量；同时，在更改线路时可以直接在数据成果中找到交叉跨越位置并进行测量，避免了传统的改线需外业重新测量交叉跨越高度的问题，因此实现了交叉跨越测量的高效率作业；应用激光雷达进行交叉跨越测量，对于沟壑纵横、陡崖等地形复杂区域，根据数字地形模型实现对真实场景的模拟，不需到现场即可完成交叉跨越高度的测量，适用于多种地形条件，因此该交叉跨越测量方法环境适应性强；在交叉跨越测量时，从数据成果中查到交叉跨越位置的同时即可得到交叉跨越线路、地面物体的高度信息，因此实现了交叉跨越测量的实时性；根据数字高程模型DEM和数字正射影像图DOM几何叠加得到的三维场景图，可以从不同视角对交叉跨越区进行观测，没有视野的局限性，因此该交叉跨越测量方法具有良好的视野范围。附图说明图I为本专利技术的工作流程图。 具体实施例方式下面以绵阳电力设计院赖家吴家一罗江架空送电线路工程为例，按照图I所示工作流程，详细说明如下 步骤一机载激光雷达航线设计与外业数据采集 1.根据初步设计路径方案，利用1:1万地形图进行航飞线路设计； 2.坐标系统设计。采用绵阳2000城市坐标系，高斯投影，3度带，中央子午线经度为105°。高程基准采用1956黄本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.基于机载激光雷达数据的电力线路交叉跨越测量方法，其特征在于，所述测量方法包括以下步骤 1)根据架空送电线路可研路径及精度要求，设计航飞线路、飞行高度、系统参数，进行航飞外业数据采集； 2)通过激光雷达数据处理，得到激光点云数据分类图、数字高程模型DEM、等高线、数字表面模型DSM、数字正射影像图DOM，进行架空送电线路优化设计； 3)根据正射影像图DOM，确定架空送电线路交叉跨越位置，从地物库中选择对应项并做标记； 4)综合应用激光点云数据、数字高程模型DEM、数字表面模型DSM及数字正射影像图DOM进行交叉跨越高度测量； 5)在二维平面图中，将待测交叉角的线状交叉跨越和设计的线路用矢量线标识，进行交叉角的测量。2.根据权利要求I所述的基于机载激光雷达数据的电力线路交叉跨越测量方法，其特征在于，所述步骤I)中的航飞外业数据采集为根据可研审查后的路径方案或初步设计路径方案，利用地形图或其他具有地理定位的小比例尺影像进行航飞设计和航飞外业数据采集，过程如下 1)进行数字高程模型DEM、数字表面模型DSM与数字正射影像图DOM精度设计； 2)根据数字高程模型DEM、数字表面模型DSM与数字正射影像图DOM的精度，确定激光脚点间隔为O. 5m，影像分辨率为O. lm，据此设计航高、飞行速度、拍照时间间隔、扫描频率参数； 3)沿线均匀布设至少3个地面GPS基准站，进行地面基准站联测，获取基准站的WGS84坐标及目标坐标系坐标，从而计算坐标转换参数将测绘结果转到目标坐标系下。3.根据权利要求I所述的基于机载激光雷达数据的电力线路交叉跨越测量方法，其特征在于所述步骤2)中的架空送电线路优化设计是将激光雷达系统获取的数据通过数据处理得到激光点云分类图、数字高程模型DEM、等高线、数字表面模型DSM及数字正射影像图D0M，其数据处理过程如下 1)将GPS基准站数据、机载POS数据进行联合解算得到航迹数据，结合激光扫描数据，获取原始激光点云数据； 2)利用激光雷达数据处理软件进行点云数据的处理，剔除粗差点，分离出地面点、建筑物点、植被点、电力线及电塔点、铁路点等，得到不同种类的激光点云数据；应用地面点生产数字高程模型DEM和等高线，应用局部最高点生成数字表面模型DSM ； 3)利用数字高程模型DEM，对航飞影像进行数字微分纠正，在此基础上进行正射影像的镶嵌及匀光匀色。4.根据权利要求I所述的基于机载激光雷达数据的电力线路交叉跨越测量方法，其特征在于所述步骤4)中的交叉跨越高度测量是在高分辨率数字正射影像图DOM中导入...
【专利技术属性】
技术研发人员：窦延娟，潘文武，许州，李红波，陈门雪，
申请(专利权)人：四川省科学城久利科技实业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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