[发明专利]一种变电站三维实景模型建立方法及系统

说明书

本发明公开了一种变电站三维实景模型建立方法，其包括：(1)获取变电站原始点云数据；(2)对变电站原始点云数据进行预处理；(3)采用高程阈值分割算法将经过预处理的变电站点云数据划分为带有噪声点的设备点云和地面点云；(4)采用二维子空间密度差值分割法从带有噪声点的设备点云中提取出设备点云，同时采用一维子空间密度差值对地面点云进行抽稀；(5)采用提取出的设备点云和经过抽稀的地面点云建立变电站三维实景模型。此外，本发明还公开了用于变电站三维实景模型建立的系统，系统包括处理模块，该处理模块基于获取的变电站原始点云数据进行操作。该变电站三维实景模型建立方法有效抑制噪声干扰，实现变电站设备的准确提取与定位。

技术领域

本发明涉及一种建立模型的方法及系统，尤其涉及一种实景模型建立方法及系统。

背景技术

随着地球空间信息管理系统相关研究在电力领域的进一步发展，变电站三维信息可视化作为实现变电站运维更高效的技术，日渐成为了研究的焦点。变电站的三维实景模型重建作为变电站三维可视化的技术基础，高精度模型重建是实现三维可视化效果更为清楚直观的关键。目前，变电站三维实景建模的方法主要有VRML建模法、几何造型建模法、基于点云数据的建模方法。其中前两种方法建模精度和效率较低，而基于点云数据的建模方法采用地面三维激光扫描技术，采取非接触式的测量采集技术便可准确采集变电站设备以及连接线的三维点云数据，在实际应用中能够有效避免传统测量方式的不足，已逐渐成为变电站三维实景建模的发展趋势。

然而，目前，在现有技术中，基于点云数据的建模方法仍存在一定不足，例如基于地面激光雷达的变电站设备建模技术会产生海量的点云数据，扫描得到的变电站点云数量庞大，且除了电气设备点云之外，还含有地面点云以及大量由于外部环境干扰所产生的干扰噪声点云，因此，如何快速高效地实现特高压变电站的地物、电力设备以及相关附件的点云数据地分割提取，就成为了有效提升该项技术的时效性和工程应用价值的关键。

现有的文献研究虽然对此有一定的关注，但相关研究尚处于起步阶段，存在一定的不足缺陷，例如说：适用对象局限较大，只能适用于形状比较单一，特殊形状比较少的对象；或者，具有方法步骤繁琐，效率低的问题；又或者，方法过于依赖大数据处理方法，无法在复杂的外部条件下保持比较高的效率和准确性，在实际建模使用当中有一定的局限性。

此外，需要指出的是，电气设备点云数据三维点云数据量极其庞大，一个设备大概有几万到几十万个点，然而，在对变电站三维仿真模型重建进行初步研究分析的时候，超大数据量设备点云的自动提取处理是通过人力用肉眼识别，并手动通过特定软件进行处理，不仅要投入大量的人力和时间，而且效率和处理准确度都比较低。

基于现有技术存在的上述问题，期望获得一种变电站三维实景模型建立方法，其可以快速有效地对点云数据进行处理，用计算机代替人对电气设备的点云数据进行自动提取，识别对应目标设备点云以及噪声点云并进行分类去除。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种变电站三维实景模型建立方法，该变电站三维实景模型建立方法克服了现有技术中的对于大数据算法依赖程度高，效率较低的不足，其从变电站地面雷达点云数据结构特征出发，基于三维激光点云数据进行多维度子空间网格密度差值分割，从而最终实现对数据的高效自动化提取，进而降低三维实景模型的建模成本，为缩短周期节省成本奠定基础。

根据上述发明目的，本发明提出了一种变电站三维实景模型建立方法，其包括步骤：

(1)获取变电站原始点云数据；

(2)对变电站原始点云数据进行预处理；

(3)采用高程阈值分割算法将经过预处理的变电站点云数据划分为带有噪声点的设备点云和地面点云；

(4)采用二维子空间密度差值分割法从带有噪声点的设备点云中提取出设备点云，同时采用一维子空间密度差值对地面点云进行抽稀；