北科天繪機(jī)載LIDAR在輸電線路優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

1、.機(jī)載 lidar 在輸電線路優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用輸電線路在線路設(shè)計(jì)階段， 需要在初步選定的線路走廊的一定寬度范圍內(nèi)進(jìn)行高精度的三維測(cè)量， 以進(jìn)行線路路徑和桿塔定位的優(yōu)化， 盡最大程度地降低建設(shè)投資。對(duì)于輸電線路和部分高壓線路在施工圖設(shè)計(jì)階段采用航空攝影。 航空攝影測(cè)量相較于工測(cè)來(lái)說(shuō)是一個(gè)大的突破， 但是仍然存在線路平斷面精度不高、 外業(yè)工作量大、數(shù)據(jù)不直觀、軟件平臺(tái)不易用等問(wèn)題。激光雷達(dá)測(cè)量技術(shù)高效率采集的線路走廊三維數(shù)據(jù)精度高、 信息豐富、數(shù)據(jù)使用方便，并能大大減少外業(yè)工作量， 提高了設(shè)計(jì)效率和成果質(zhì)量， 而且該技術(shù)的應(yīng)用還可以大大的節(jié)約設(shè)計(jì)、勘測(cè)的費(fèi)用、縮短作業(yè)周期，使設(shè)計(jì)更為合理，而且能將

2、復(fù)雜的電力、 電網(wǎng)信息快速實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化、 可視化的管理， 可以產(chǎn)生很好的經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益。圖1 輸電線路優(yōu)化設(shè)計(jì).圖 2 植被茂密的線路走廊掃描效果與傳統(tǒng)的航空攝影測(cè)量?jī)?yōu)化選線技術(shù)相比，機(jī)載lidar 測(cè)量技術(shù)在輸電線路優(yōu)化選線設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)中許多方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)，主要表現(xiàn)如下：1) 激光雷達(dá)可穿透植被、快速獲取地表的三維信息，通過(guò)對(duì)機(jī)載激光雷達(dá)數(shù)據(jù)及其同時(shí)拍攝的影像數(shù)據(jù)進(jìn)行一系列處理， 可以得到高精度的 dem 、dsm 、dom 、等高線以及植被分類圖等豐富的地表信息，結(jié)合dsm 和 dom 可得到真實(shí)的三維場(chǎng)景圖，參考三維場(chǎng)景圖進(jìn)行電力選線，可從不同視角觀看線路周?chē)牡匚?、地貌信息，使設(shè)計(jì)人

3、員在室內(nèi)即可高效地完成圖上選線及線路優(yōu)化工作。2) 機(jī)載激光 lidar 利用系統(tǒng)所帶的 gps數(shù)據(jù)以及 imu 系統(tǒng)的精確空間位置信息，只需要外業(yè)的幾個(gè) gps 基站布控點(diǎn)，進(jìn)行 gps數(shù)據(jù)的差分誤差解算，基本不需要再有大量的人工外業(yè)的相控點(diǎn)，這相對(duì)于傳統(tǒng)航測(cè)方法來(lái)說(shuō)，提高了很大的工作效率，并且節(jié)省了很大的工程設(shè)計(jì)成本。3) 估算需砍伐樹(shù)木的面積用激光雷達(dá)點(diǎn)云完成地面濾波后， 參考地面點(diǎn)按不同高度對(duì)植被進(jìn)行分類處理，得到全線范圍內(nèi)的植被分布區(qū)域。從植被分布區(qū)中可直觀地判斷需砍伐植被的位置，應(yīng)用面積查詢工具可估計(jì)需砍伐植被的面積，從而避免了不必要的植被砍伐，減少了建設(shè)輸電線路對(duì)環(huán)境的破壞。4)

4、 估算房屋拆遷數(shù)量及賠償費(fèi)用.房屋賠償費(fèi)用在輸電線路建設(shè)成本中占有一部分比例， 根據(jù)高分辨率的三維真實(shí)景觀圖，可清晰地查看設(shè)計(jì)線路走廊房屋狀況，包括房屋建筑結(jié)構(gòu)、層數(shù)及占地面積，根據(jù)這些細(xì)節(jié)可準(zhǔn)備地計(jì)算需拆遷房屋數(shù)量， 估算賠償費(fèi)用，使輸電線路建設(shè)成本預(yù)算更科學(xué)。5) 實(shí)時(shí)獲取斷面利用機(jī)載 lidar 測(cè)量技術(shù)，可以快速獲取不同方向不同深度的斷面圖，可方便地觀看設(shè)計(jì)電力線與周?chē)匚镌诳臻g上的關(guān)系， 如交叉線路在高程上的差異、設(shè)計(jì)線路與走廊范圍內(nèi)植被的高差等，一些諸如房高、樹(shù)高、桿塔高等信息則利用激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)自動(dòng)提取， 避免了傳統(tǒng)航測(cè)作業(yè)中由內(nèi)業(yè)人員逐點(diǎn)進(jìn)行立體量測(cè)的繁瑣過(guò)程，與航空攝影測(cè)量?jī)?yōu)化選線技術(shù)相比較，應(yīng)用機(jī)載 lidar 優(yōu)化選線技術(shù)進(jìn)行平斷面采集作業(yè)效率可以提高 75%左右。至于平斷面精度，絕大部分機(jī)載 lidar 斷面點(diǎn)高程誤差在 0.5m 以內(nèi)，因此，機(jī)載激光 lidar 平斷面精度不僅完全能夠滿足線路設(shè)計(jì)的需要而且遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)航測(cè)平斷面精度。6) 機(jī)載 lidar 測(cè)量技術(shù)生產(chǎn)的 dom 和 dem 生成的三維場(chǎng)景操作更方便，效果更逼真，可以方便進(jìn)行全線漫游以及多