激光雷达应用于电力巡线与线路资产管理解决方案

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1、激光雷达应用于电力巡线与线路资产管理解决方案【摘要】无人机机载激光雷达系统通过巡线采集、处理电力沿线的激光点云和高清影像数据，可以实现电力线路的真实三维重建，恢复电力线的沿线地表形态、地表附着物（建筑、树木等）、线路杆塔三维位置和模型等。此方案可以为输电线路监护人员提供数据基础，明瞭输电线路设备设施的结构信息，发现其中的异常和隐患，以及线路走廊中被跨越物对线路的威胁。该方案收集的线路属性参数，还可以辅助实现线路资产管理，与智能电网结合效果更好。无人机激光雷达测量系统具有传统的影像所不具备的优势，是对传统巡线方式的有效、必要、低成本的补充：1.数据精度高，无论地形、树高、杆塔模型

2、、电线弧垂及交叉跨越，都可以最大限度实现电网在电脑中的数字化再现；2.不但能够获取线路缺陷，而且能够对缺陷的位置进行准确的空间定位，而且确定线路与走廊地物的空间关系。传统影像信息无法获得这类信息；3.可以检测线路间、线路与地面、线路与邻近植被的距离，确定建筑物、植被、交叉跨越等对线路的距离是否符合运行规范，并进行输电线路磁场干扰分析和安全范围等分析4.配置符合运行规程的检测参数，全自动进行危险地物（特别是树木、交叉跨越）检查、报警、并输出检测结果表；5.为沿线的植被管理、植被生长预测、制定植被砍伐计划提供依据；6.结合在杆塔上安装的温度、湿度、风速、覆冰下弧垂变化等监控设备传回

3、的数据，可以在三维数字化电网基础上进行各种电力分析，为输电线路管理决策提供有力支撑。以下是项目具体方案1项目概况1.1项目概况某330kv变送电线路工程，线路长度约为140km。区域植被茂盛，森林覆盖率达58％。部分区域远离城镇和交通干线，地理环境复杂，无法通车。1.2项目目的和目标1.2.1电力巡线为输电线路监护人员提供数据基础，发现输电线路设施设备异常和隐患，以及线路走廊中被跨越物对线路的威胁。利用机载激光雷达测量系统获取的高精度点云可以检测建筑物、植被、交叉跨越等对线路的距离是否符合运行规范。1.2.2线路资产管理通过巡线采集的点云和高清影像数据，处理成标准的DOM、DE

4、M，结合分类后的点云可以实现电力线路的三维建模，恢复电力线沿线地表形态、地表附着物（建筑、树木等），线路杆塔三维位置和模型等，并将线路的属性参数录入实现线路资产管理。1.3设计依据与引用标准lCH/T 8024-2011，机载激光雷达数据获取规范lDLT/741-2010，架空输电线路运行规程lGB/T14286—93，带电作业术语 lGB/T13730-1992，地区电网数据采集与监控系统通用技术条件lGB/T 17278-2009，数字地形图产品基本要求  lGB/T 18314-2009，全球定位系统（GPS）测量规范 lCJJ /T73-2010，全球定位系城市测量技术

5、规程 lGB/T 17941-2008，数字测绘成果质量要求 lGB/T 24356—2009，测绘成果质量检查与验收2技术解决方案2.1硬件平台机载激光雷达系统是集全球定位系统、惯性导航系统、激光扫描系统、数码相机的快速测量系统。它能够大面积、高分辨率、快速准确地获取地表各类地理信息，并且可以穿透地表植被，获取高精度地表点云数据、数字地面模型、数字表面模型（DSM）以及测区高程等数据成果。图1机载激光雷达系统技术参数：扫描距离：70m每秒发射激光点数：70万扫描精度：25mm集成：GPS+IMU+扫描仪+数码相机每脉冲最多可探测目标数：无限制2.2软件平台Terrasolid

6、+Bentley，自主研发点云数据后处理软件Autodesk3dsMax2012三维建模软件3项目实施3.1概述针对本项目区域特点，外业采取机载激光雷达与数码相机联合数据采集方案。机载激光雷达系统采用主动遥感方式，快速完整的获取目标区域的三维点云信息。数码相机同时获取测区高分辨率影像数据，详实记录测区地貌。3.2机载激光雷达数据采集机载激光雷达在数据采集前需进行多方面的准备工作，主要包括空域申请、航线设计和布设基准站等。3.2.1航线设计 1) 航飞设计用图采用 1/10000、 1/50000 比例尺地形图或具有空间地理定位的遥感卫星影像。   2) 航飞设计应以线路可行性研

7、究或初步设计审查后路径图及勘测任务书等文件为依据。3）在飞行测区内，在保证激光数据的重叠率的前提下，需根据飞机速度、测区面积，计算航线，规划测区。通常航向重叠度要达到60％，旁向重叠度要求达到30％。图2Li-Air航线设计3.2.2基站布设1)充分利用符合要求的已有控制点。2)基站间距为40-60km.3)位于开阔处，附近无电波干扰，卫星信号接收情况良好。4)点位应设立在稳定的、易于保存的地点(如房顶等)。3.2.3数据采集   1) 检查IMU 设备初始化是否正常。  2) 检查系统中存