一種輸電線路通道數(shù)字化測(cè)繪方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及輸電線路通道測(cè)繪技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種采用無(wú)人機(jī)航拍進(jìn)行輸電線路通道數(shù)字化測(cè)繪的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和建設(shè)活動(dòng)的日益頻繁，地形圖更新的速度也在提高，傳統(tǒng)的數(shù)字化測(cè)圖技術(shù)方法，效率偏低，并且成本較高，還受到客觀條件的影響，如天氣、地形等因素的影響。
[0003]傳統(tǒng)的數(shù)字化測(cè)圖技術(shù)，需要大量的測(cè)繪人員，勞動(dòng)強(qiáng)度大，從高等級(jí)的控制測(cè)量一步步的到圖根控制，然后再用全站儀進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，最后還要通過(guò)計(jì)算機(jī)，用專業(yè)的制圖軟件，進(jìn)行內(nèi)頁(yè)成圖。這一過(guò)程，非常繁雜，并且對(duì)測(cè)繪人員作業(yè)人員要求很高，每一個(gè)環(huán)節(jié)都不能出錯(cuò)，最終成圖后，還要經(jīng)過(guò)實(shí)地巡查檢查作業(yè)過(guò)程中是否有錯(cuò)繪丟漏地物等工作。
[0004]攝影測(cè)量應(yīng)用到傳統(tǒng)測(cè)量中給測(cè)繪領(lǐng)域帶來(lái)了巨大的改變，其中發(fā)展最快的應(yīng)當(dāng)是航測(cè)技術(shù)在數(shù)字化測(cè)量中的應(yīng)用。大比例尺高精度的航拍圖，為數(shù)字化測(cè)量帶來(lái)了極大的方便。尤其是無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)，在數(shù)字化測(cè)圖方面更具優(yōu)勢(shì)，它成本低，機(jī)動(dòng)靈活，更重要的是生產(chǎn)效率大大提高，并且能夠逼真的還原測(cè)區(qū)的地形地貌，現(xiàn)實(shí)感很強(qiáng)。
[0005]目前輸電線路通道管理仍采取人工手繪和圖片采集的方式，現(xiàn)場(chǎng)有通道交叉跨越的地方和與樹木之間的距離通過(guò)人工測(cè)量方式進(jìn)行核查，圖片資料無(wú)法與測(cè)量數(shù)據(jù)很好的關(guān)聯(lián)分析，無(wú)法實(shí)現(xiàn)樹木生長(zhǎng)威脅線路安全的數(shù)字化、可視化的分析，造成輸電線路通道存在安全隱患，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起線路跳閘。同時(shí)輸電線路核樹方法使用的是人工目測(cè)、儀器測(cè)量、登塔目測(cè)、人工走線等方法，樹木測(cè)量的數(shù)據(jù)真實(shí)性受到角度、儀器精度、天氣等多方面因素影響，準(zhǔn)確性不高；同時(shí)這些測(cè)量過(guò)程還存在工作強(qiáng)度大，安全隱患高的問(wèn)題。因此，探索采用無(wú)人機(jī)航測(cè)實(shí)現(xiàn)輸電線路通道測(cè)繪對(duì)輸電線路管理有著十分重大的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供了一種輸電線路通道數(shù)字化測(cè)繪的方法，利用無(wú)人機(jī)航測(cè)對(duì)輸電線路通道進(jìn)行數(shù)字化圖像采集，并將采集到的具有地理坐標(biāo)位置的圖像利用視覺(jué)差分原理和圖像拼接技術(shù)轉(zhuǎn)化為三維的數(shù)字化圖像數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)通道的直觀展現(xiàn)；在此基礎(chǔ)上可對(duì)樹木生長(zhǎng)危脅線路的程度進(jìn)行評(píng)估和預(yù)判，為線路的狀態(tài)分析和評(píng)估提供可靠的依據(jù)。
[0007]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0008]一種輸電線路通道數(shù)字化測(cè)繪方法，包括航測(cè)數(shù)字測(cè)圖、計(jì)算機(jī)立體成圖和圖形輸出過(guò)程；具體包括如下步驟:
[0009]I)航空攝影，在無(wú)人機(jī)上加裝全自動(dòng)數(shù)碼航測(cè)相機(jī)，在距輸電線路通道上方10?50米高度進(jìn)行航拍，以I厘米的物體在兩次拍攝視角重疊范圍內(nèi)為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置間隔拍攝的時(shí)間，并保證兩次拍攝圖片的順線路方向重疊范圍在75%以上，上下重疊范圍在60%以上；
[0010]2)全自動(dòng)數(shù)碼航測(cè)相機(jī)與GPS連接，同步采集飛行區(qū)域地理信息數(shù)據(jù)和無(wú)人機(jī)飛行狀態(tài)數(shù)據(jù)；
[0011]3)在像片上選取明顯地物點(diǎn)作為像控點(diǎn)，其實(shí)地相應(yīng)的點(diǎn)用前、后方交會(huì)、導(dǎo)線測(cè)量、三角測(cè)量、水準(zhǔn)測(cè)量和三角高程測(cè)量的方法與標(biāo)準(zhǔn)控制點(diǎn)連測(cè)，以求得其平面位置及高程;
[0012]4)采用電算加密的方法設(shè)置加密控制點(diǎn)，通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行草圖數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合處理，繪制沿輸電線路通道的三維地物模型和地貌模型；
[0013]5)立體測(cè)制成圖后，調(diào)繪、編輯、存儲(chǔ)或輸出。
[0014]航空攝影過(guò)程中，采用在輸電線路上方之字形往返飛行和沿輸電線路飛行相結(jié)合的方式進(jìn)行拍攝，在輸電線路導(dǎo)線、地線、桿塔、金具、樹木上方采取加密拍攝方式，并結(jié)合垂直向下方式拍攝。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0016]I)利用無(wú)人機(jī)航測(cè)實(shí)現(xiàn)對(duì)通道沿線、交叉跨越處和周圍樹木的測(cè)繪，成本低，機(jī)動(dòng)靈活，工作效率大大提高；
[0017]2)利用無(wú)人機(jī)的飛行能力、滯空能力、高空?qǐng)D像采集能力，對(duì)線路通道進(jìn)行數(shù)字化采集，將采集到的具有地理坐標(biāo)位置的圖像利用視覺(jué)差分原理和圖像拼接技術(shù)轉(zhuǎn)化為三維的數(shù)字化圖像，能夠逼真的還原測(cè)區(qū)的地形地貌，直觀可視性好；
[0018]3)根據(jù)樹木與導(dǎo)線的位置關(guān)系對(duì)樹木生長(zhǎng)危脅線路的程度進(jìn)行評(píng)估和預(yù)判，為線路的狀態(tài)分析和評(píng)估提供可靠的分析依據(jù)；
[0019]4)可大大提高輸電線路通道檢查的質(zhì)量和效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高作業(yè)安全性。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是本發(fā)明所述之字形飛行拍攝的示意圖。
[0021]圖2是本發(fā)明所述沿輸電線路飛行拍攝的示意圖。
[0022]圖3是本發(fā)明所述拍攝視角重疊示意圖。
[0023]圖中:1.塔桿2.輸電線路3.樹木4.飛行軌跡5.航測(cè)相機(jī)
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步說(shuō)明:
[0025]本發(fā)明一種輸電線路通道數(shù)字化測(cè)繪方法，包括航測(cè)數(shù)字測(cè)圖、計(jì)算機(jī)立體成圖和圖形輸出過(guò)程；包括如下步驟:
[0026]I)航空攝影，在無(wú)人機(jī)上加裝全自動(dòng)數(shù)碼航測(cè)相機(jī)5，在距輸電線路2通道上方10?50米高度進(jìn)行航拍，以I厘米的物體在兩次拍攝視角重疊范圍內(nèi)為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置間隔拍攝的時(shí)間，并保證兩次拍攝圖片的順線路方向重疊范圍在75%以上，上下重疊范圍在60%以上；(如圖3所示)
[0027]2)全自動(dòng)數(shù)碼航測(cè)相機(jī)5與GPS連接，同步采集飛行區(qū)域地理信息數(shù)據(jù)和無(wú)人機(jī)飛行狀態(tài)數(shù)據(jù)；
[0028]3)在像片上選取明顯地物點(diǎn)作為像控點(diǎn)，其實(shí)地相應(yīng)的點(diǎn)用前、后方交會(huì)、導(dǎo)線測(cè)量、三角測(cè)量、水準(zhǔn)測(cè)量和三角高程測(cè)量的方法與標(biāo)準(zhǔn)控制點(diǎn)連測(cè)，以求得其平面位置及高程;
[0029]4)采用電算加密的方法設(shè)置加密控制點(diǎn)，通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行草圖數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合處理，繪制沿輸電線路通道的三維地物模型和地貌模型；
[0030]5)立體測(cè)制成圖后，調(diào)繪、編輯、存儲(chǔ)或輸出。
[0031]航空攝影過(guò)程中，采用在輸電線路2上方之字形往返飛行(如圖1所示飛行軌跡4)和沿輸電線路飛行(如圖2所示飛行軌跡4)相結(jié)合的方式進(jìn)行拍攝，在輸電線路導(dǎo)線、地線、桿塔1、金具、樹木3上方采取加密拍攝方式，并結(jié)合垂直向下方式拍攝。
[0032]航空攝影就是利用安裝在航空飛行器上的全自動(dòng)數(shù)碼航測(cè)相機(jī)5從空中對(duì)地面進(jìn)行攝影，以獲取數(shù)字化的航空像片。航測(cè)相機(jī)除了應(yīng)具備物鏡畸變小、分辨率高、透光力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的特點(diǎn)外，還具備攝影過(guò)程的高度自動(dòng)化。無(wú)人機(jī)航測(cè)具有GPS導(dǎo)航、自動(dòng)測(cè)姿測(cè)速、遠(yuǎn)程數(shù)控及監(jiān)測(cè)功能。
[0033]單張像片測(cè)圖的基本原理是中心投影的透視變換，而攝影過(guò)程的幾何反轉(zhuǎn)則是立體測(cè)圖的基本原理，攝影過(guò)程的幾何反轉(zhuǎn)應(yīng)用數(shù)學(xué)解析的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。航測(cè)是將地面的中心投影(航攝像片)變換為正射投影(地形圖)。這一問(wèn)題可以采取許多途徑來(lái)解決。如圖解法、光學(xué)機(jī)械法(亦稱模擬法)和解析法等，這些復(fù)雜過(guò)程計(jì)算可以通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明中，所使用的數(shù)字化測(cè)繪軟件包括南方CASS、瑞得RDMS、清華三維EPSW、北京威遠(yuǎn)圖(WelTop) SV300、上海杰科、天測(cè)walkSurvey、浙大數(shù)維Workfield等。
[0034]為保證拍攝到的圖像能夠滿足三維立體繪圖的要求，本發(fā)明中無(wú)人機(jī)采取在距離輸電線路上方10?50米高度飛行拍攝，確保對(duì)I厘米的物體能夠識(shí)別。航測(cè)相機(jī)5間隔拍攝的時(shí)間設(shè)置為以I厘米的物體在兩次拍攝視角重疊范圍內(nèi)，并且保證兩次拍攝圖片的順線路方向重疊范圍在75%以上，上下重疊范圍在60%以上。對(duì)輸電線路2導(dǎo)線、地線、桿塔1、金具、樹木3、主要測(cè)量物體等重要部位上方拍攝采取加密拍攝的方式，同時(shí)無(wú)人機(jī)航測(cè)相機(jī)5要保證重要部位能達(dá)到水平360度、垂直180度三維拼接無(wú)漏點(diǎn)拍攝。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種輸電線路通道數(shù)字化測(cè)繪方法，包括航測(cè)數(shù)字測(cè)圖、計(jì)算機(jī)立體成圖和圖形輸出過(guò)程；其特征在于，包括如下步驟: 1)航空攝影，在無(wú)人機(jī)上加裝全自動(dòng)數(shù)碼航測(cè)相機(jī)，在距輸電線路通道上方10?50米高度進(jìn)行航拍，以I厘米的物體在兩次拍攝視角重疊范圍內(nèi)為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置間隔拍攝的時(shí)間，并保證兩次拍攝圖片的順線路方向重疊范圍在75%以上，上下重疊范圍在60%以上； 2)全自動(dòng)數(shù)碼航測(cè)相機(jī)與GPS連接，同步采集飛行區(qū)域地理信息數(shù)據(jù)和無(wú)人機(jī)飛行狀態(tài)數(shù)據(jù)； 3)在像片上選取明顯地物點(diǎn)作為像控點(diǎn)，其實(shí)地相應(yīng)的點(diǎn)用前、后方交會(huì)、導(dǎo)線測(cè)量、三角測(cè)量、水準(zhǔn)測(cè)量和三角高程測(cè)量的方法與標(biāo)準(zhǔn)控制點(diǎn)連測(cè)，以求得其平面位置及高程; 4)采用電算加密的方法設(shè)置加密控制點(diǎn)，通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行草圖數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合處理，繪制沿輸電線路通道的三維地物模型和地貌模型； 5)立體測(cè)制成圖后，調(diào)繪、編輯、存儲(chǔ)或輸出。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輸電線路通道數(shù)字化測(cè)繪方法，其特征在于，航空攝影過(guò)程中，采用在輸電線路上方之字形往返飛行和沿輸電線路飛行相結(jié)合的方式進(jìn)行拍攝，在輸電線路導(dǎo)線、地線、桿塔、金具、樹木上方采取加密拍攝方式，并結(jié)合垂直向下方式拍攝。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種輸電線路通道數(shù)字化測(cè)繪方法，包括1)航空攝影，在距輸電線路通道上方10～50米高度進(jìn)行航拍；2)全自動(dòng)數(shù)碼航測(cè)相機(jī)與GPS連接，同步采集飛行區(qū)域地理信息數(shù)據(jù)和無(wú)人機(jī)飛行狀態(tài)數(shù)據(jù)；3)在像片上選取明顯地物點(diǎn)作為像控點(diǎn)，求得其平面位置及高程；4)繪制沿輸電線路通道的三維地物模型和地貌模型；5)立體測(cè)制成圖后，調(diào)繪、編輯、存儲(chǔ)或輸出。本發(fā)明利用無(wú)人機(jī)航測(cè)對(duì)輸電線路通道進(jìn)行數(shù)字化圖像采集，并將采集到的具有地理坐標(biāo)位置的圖像利用視覺(jué)差分原理和圖像拼接技術(shù)轉(zhuǎn)化為三維的數(shù)字化圖像數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)通道的直觀展現(xiàn)；在此基礎(chǔ)上可對(duì)樹木生長(zhǎng)危脅線路的程度進(jìn)行評(píng)估和預(yù)判，為線路的狀態(tài)分析和評(píng)估提供可靠的依據(jù)。
【IPC分類】G01C11/00, G06F17/50
【公開號(hào)】CN104933223
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510268730
【發(fā)明人】張宏志, 姚振先, 紀(jì)天樞, 李大柱, 孫維佳, 陳學(xué)中, 王飛, 顧國(guó)峰, 申學(xué)德, 王吉海, 盛天宇, 孫艷鶴, 張忠瑞, 陳瑞國(guó), 屈曉虎, 陳振宇
【申請(qǐng)人】國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司檢修分公司, 國(guó)家電網(wǎng)公司, 北京盛鑫開元科技有限公司
【公開日】2015年9月23日
【申請(qǐng)日】2015年5月25日