[发明专利]基于机载激光雷达数据的架空送电线路优化选线方法

说明书

技术领域

本发明属于架空送电线路优化选线技术领域，即基于机载激光雷达数据的架空送电线路优化选线方法，它适用于架空高压输电线路工程在勘测设计阶段的优化选线。

背景技术

目前，国内的架空高压输电线路工程(220kV以上等级)优化选线通常采用航空摄影测量方法来实现，即根据线路可研推荐路径方案或初步设计路径方案，通过航空摄影获取线路走廊范围的立体像对影像(如若非数码影像，则需进行像片底片冲洗并进行扫描数字化)，然后利用航外像控测量成果在全数字摄影测量系统内进行内业空三加密数据处理，以恢复像对立体模型，通过像对立体模型来再现线路走廊范围内的地形地貌，在此基础上，设计人员进行优化选线作业。根据优化选线路径成果坐标，航测内业作业人员利用全数字摄影测量系统逐点进行平断面图采集。根据平断面图数据，由设计人员进行预排杆和排杆。尽管基于航空摄影测量方法的优化选线技术应用已有近十年的历史，但该技术存在如下缺陷却是不争的事实：

1.精度低。尤其是对于植被覆盖茂密地区，由于测标无法准确切准地表，导致内业平断面图采集作业精度较低；

2.效率低。内业数据处理必须借助野外像控测量成果方可进行；

3.作业环境的适应性较差。对于一些植被覆盖密集以及无人区，由于无法进行航外像控测量而导致无法实施；

4.航飞作业气象条件适应性较差。航空摄影测量作业对航飞气象条件要求较高，甚至对太阳高度角等都有要求，主要在于该技术为被动遥感技术；

5.优化选线硬件平台要求高。基于航空摄影测量方法的优化选线技术其软件平台必须在摄影测量工作站上方可运行，包括要求垂直扫描频率大于100Hz的CRT显示器及其它用于立体观测的辅助设备(立体眼镜、手轮、脚盘及立体显示屏，或其他替代设备)；

6.在线路走廊三维可视化效果方面，基于航空摄影测量的三维场景系通过恢复像对立体模型所获得，作业人员必须佩戴立体眼镜方可看到，作业人员的眼睛非常容易疲劳，且立体效果有发虚的感觉。

机载激光雷达技术是一项集激光扫描、全球定位(GPS)以及惯性导航(INS)等高新技术于一体的高效三维主动航空遥感技术，采用该技术能够实现快速获取高时空分辨率空间三维地理数据，系目前国际上最为先进的航空遥感技术。与航空摄影测量技术相比，该技术具有高精度、高效率、作业环境适应性强、航飞作业气象条件适应性好、优化选线硬件平台配置要求低以及地形地貌三维可视化效果更加逼真等优势。

发明内容

本发明针对目前基于航空摄影测量方法的架空送电线路优化选线方法存在的缺陷，提出了一种基于机载激光雷达数据的架空送电线路优化选线方法，实现包括架空高压输电线路优化选线、平断面测图以及预排杆等。该技术具有测量精度高、野外工作量小、线路走廊三维可视化效果逼真、航飞作业气象条件以及作业环境适应性好且对优化选线硬件平台配置要求低等优势，具有显著的社会经济效益。

本发明的架空送电线路优化选线方法的技术方案是这样实现的：它包括航飞数据采集、数据处理、选线和排杆，其特点是：

(1)设计路径方案，用机载激光雷达设备采集数据；

(2)将机载激光雷达数据处理生成数字高程模型DEM数据和数字正射影像图DOM数据；

(3)将数字高程模型DEM数据和数字正射影像图DOM以及激光点云数据等导入优化选线平台，输出影像调绘图，并进行航外调绘作业；

(4)参考野外调绘成果，在优化选线平台中利用数字高程模型DEM数据以及数字正射影像图DOM几何叠加构建线路走廊三维场景，根据线路设计规范，进行线路优化选线；

(5)根据即时自动提取的断面图进行预排杆，预排杆通过后输出影像路径图；

(6)根据优化选线路径成果进行平断面图数据采集；

(7)优化排杆。

该优化选线方法的具体步骤如下：

(1)根据可研审查后的推荐路径方案或初步设计路径方案，利用1/1万、1/5万或者其它具有地理定位的遥感卫星影像进行航飞设计并进行机载激光雷达数据采集。具体如下：

1.DEM与DOM精度设计。DEM与DOM成果须达到1/2000比例尺精度要求；

2.航高设计。根据DEM与DOM产品精度，确定激光点间隔为2.5米，影像分辨率不大于0.3米，据此确定航高，与机载激光雷达设备的性能相关；