[发明专利]一种基于卫星遥感影像的输电通道环境隐患的识别方法和系统有效

专利信息
申请号: 202011232957.0 申请日: 2020-11-06
公开(公告)号: CN112380945B 公开(公告)日: 2021-12-21
发明(设计)人: 杨知;刘毅;赵斌滨;欧文浩;李闯;马潇;费香泽;刘彬 申请(专利权)人: 中国电力科学研究院有限公司
主分类号: G06K9/00 分类号: G06K9/00;G06K9/62;G06N3/00;G06N3/12
代理公司: 北京安博达知识产权代理有限公司 11271 代理人: 徐国文
地址: 100192 北*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 卫星 遥感 影像 输电 通道 环境 隐患 识别 方法 系统
【说明书】:

发明提供了一种输电通道环境隐患的识别方法及系统,包括:获取含有输电通道的卫星遥感影像;将所述的卫星遥感影像输入预先构建的支持向量机分类器中,得到输电通道的环境隐患类型;所述支持向量机分类器基于历史卫星遥感影像中的环境隐患进行训练,并采用粒子群算法和遗传算法对所述分类器进行优化,本发明采用粒子群算法和遗传算法协同的方式对支持向量机分类器的参数进行训练,提高了支持向量机分类器对环境隐患识别的准确性和效率,促进了利用高分辨率卫星遥感影像对输电线路进行天空地立体巡视的体系构建。

技术领域

本发明属于输电杆塔监测技术领域,具体涉及一种输电通道环境隐患的识别方法和系统。

背景技术

近年来,极端气候条件加剧,输电线路作为核心基础战略设施,面临安全运行风险的增加。不仅体现在大风、地质灾害、洪水等自然灾害对线路的影响上,同时城镇化进程导致土地资源日益珍贵,输电通道保护区内受到更多的人为活动影响,包括且不限于:违规建筑物、高杆经济植物、农业大棚等易漂浮物、施工作业区/采动区等。这对输电线路造成巨大的人为安全隐患。因此,针对近百万公里的输电线路,实现全覆盖、无死角、常态化的巡视巡检成为电力管理部门的重要需求,保证及时监测,提前告警,防患于未然。

目前,电力管理部分主流采用的通道环境巡视主要是依靠人工野外巡查、直升机/无人机激光扫描,以及在线监测摄像头。在实际操作过程中,由于成本、可靠性制约,在线监测设备往往只能在重点线路区段布设,后期维护费用较高。直升机/无人机受环境制约大,哪怕军用无人机/直升机在大风、高原的作业也相对困难,这是航空技术手段的重要局限。人工野外巡查则效率低,作业安全风险较高。上述手段都很难真正实现近百万公里输电线路的全覆盖、高频率、常态化、无死角的通道巡视。

近年来卫星遥感技术逐渐用于输电通道环境巡视,在《卫星遥感技术在输电线路运维管理中的应用》中,主要分析了卫星遥感技术在输变电线路状态管理方面的应用,结果表明:常规的图像处理算法就能够从卫星影像上粗略的提取出输电线路的数值对象,验证了实时差分动态技术在输电线路测量方面的应用。通过对资料进行调研、理论分析和实践试验,为卫星遥感技术能广泛应用于输电线路运维方面提供了重要参考数据,但是只用了简单的常规图像处理方法,验证卫星遥感输电线路运维可行性,并没有针对具体的运维场景进行进一步的研究。在《基于卫星遥感的输电走廊地表覆盖变化检测与山火易发性评估》中,基于高分辨率光学卫星数据(高分一号、二号和资源三号),利用面向对象的分类方法提取了湖北省范围内的超特高压输电走廊(距离输电铁塔1.5km范围缓冲区)区域的地表覆盖数据,分为水域、裸地、建筑区、林地和农田等五类特征,并对比分析了三种高分辨率卫星影像在输电走廊地物提取的精度,但在地形地貌、地表覆盖的分类上,没有对SVM分类器做优化,依然用的是主流现有算法,导致分类结果不准确。

卫星遥感技术用于输电通道环境巡视的技术本质是卫星遥感地物分类识别。目前,相关研究已经使用了谐波分析、面向对象和深度学习等方法实现了输电线路卫星遥感巡视,总的来说,谐波分析和面向对象方法提取的特征相对较少,专注于归一化植被指数(NDVI)或纹理等若干特征,无法支撑输电通道复杂环境隐患分类识别;深度学习方法作为近几年极为热门的技术,其制约在于需要大量样本集,对于输电通道巡视而言,典型输电线路环境隐患包括建筑物、施工作业区、采动影响区、易漂浮物、高杆植物等10大类,目前国内外并没有一个合适且充足的样本集可供训练,因此制约了深度学习方法在输电通道卫星遥感巡视中的应用。

因此,如何基于卫星遥感技术实现输电通道环境隐患识别的准确率和效率是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

为克服上述现有技术的不足,本发明提供了一种输电通道环境隐患的识别方法,包括:

获取含有输电通道的卫星遥感影像;

将所述的卫星遥感影像输入预先构建的支持向量机分类器中,得到输电通道的环境隐患类型;

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