[发明专利]一种敏捷型输电线路点云建模与分析系统

说明书

本发明公开了一种敏捷型输电线路点云建模与分析系统，包括空间分析单元和动态模型优化处理单元，其特征在于：所述空间分析单元基于MapGIS平台将输电线路走廊区域GIS图层数据导入并与生产运行系统平台通过数据交互端口连接，实现空间分析模块轻量化；所述的动态模型优化处理单元调用空间分析单元的库函数，兼容Las、ASC、Dat格式的数据，将点云数据转化为对应的DEM、DOM或DSM切片图层，采用平滑滤波算法对转化后LADRA/LiDAR点云数据进行去噪处理；空间分析单元和动态模型优化处理单元部署方式为私有云简易嵌入方式。本发明可实现线路走廊环境及输电线路包含动态量的三维模型的快速生成，提升输电线路运行工况模拟的精度。

技术领域

本发明属于高压输电线路GIS空间分析技术领域，具体涉及一种敏捷型输电线路点云建模与分析系统。

背景技术

在“双碳”背景下，输电线路安全、稳定、经济运行的重要度异常凸显，同时随着输电及配电线路等电网设备的高速增长，输电线路运行、调控、检修维护等日益复杂，设备故障造成电网的非计划停运，不仅会使得电力供应的进一步紧张，而且也会造成较大的经济损失。

为适应输电线路状态评价智慧化、敏捷化的要求，建立包含状态量的输电线路走廊动态三维模型技术已成为行业关注的焦点。基于GIS系统，将三维激光扫描结合可见光影像数据，同时辅以输电线路传感器回传的状态量数据叠加可以有效解决上述问题，尤其是其获取的点云数据，可以提供线路检测需要详细信息，并为动态三维建模提供支撑。

由于历史原因及技术条件的限制，因输电线路因覆盖区域广泛在输电线路三维展现中通常采用数字化图纸移交、后期3D建模及激光点云等方式扫描建立静态模型，采用大后台方式实施，缺乏敏捷型、轻量化且融合动态状态参量的模型，进而难以建立有效的、符合生产实际的输电线路三维数字模型，亦难以开展高级辅助分析功能。

随着科技的不断发展与进步，新的数据获取手段与融合方式以及三维模拟、实物重构、虚拟现实等理论迅速发展，GIS空间分析应用得到了强化，融合输电线路走廊环境、线路系统状态量的海量数据为输电线路工况分析提供了新的思路。

因此，为了解决上述问题，本文提出一种敏捷型输电线路点云建模与分析系统。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明设计了本发明的有益效果是采用成熟国产GIS平台二次开发的敏捷性部署模块可有效提升点云建模分析的效率，系统通过平滑滤波算法对点云数据进行去噪处理并采用多元线性回归法对输电线路回传数据建模，可实现线路走廊环境及输电线路包含动态量的三维模型的快速生成，提升输电线路运行工况模拟的精度。

为了达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现的：一种敏捷型输电线路点云建模与分析系统，包括空间分析单元和动态模型优化处理单元，其特征在于：所述空间分析单元基于MapGIS平台将输电线路走廊区域GIS图层数据导入并与生产运行系统平台通过数据交互端口连接，实现空间分析模块轻量化；所述的动态模型优化处理单元调用空间分析单元的库函数，兼容Las、ASC、Dat格式的数据，将点云数据转化为对应的DEM、DOM或DSM切片图层，采用平滑滤波算法对转化后LADRA/LiDAR点云数据进行去噪处理；空间分析单元和动态模型优化处理单元部署方式为私有云简易嵌入方式。

进一步的，所述去噪处理包括以下步骤：

(1)选择待处理点云数据的对应测区的参考底图，使用L0范数平滑滤波提取底图的低频色彩信息以及目标片的高频细节信息；

(2)使用改进的IHS融合算法，实现多通道对多通道数据的融合；其中，将二维RGB影像转为IHS色彩影像按公式(1)-(3)实施；

I＝(R+G+B)/3

(1)