关键词:
输电线路监测
树障高度提取
点云
实景三维模型
三维模型可视化系统
摘要:
随着国家经济的不断增长,对电力资源的需求也在不断扩大,长距离输电线路里程也在不断增加。为保障输电线路的安全运行,需定期对其进行巡检维护。其中,输电线路下树障是影响输电线路安全的重要因素之一。传统的输电线路巡检方法为人工巡检及直升机辅助巡检,但是这两种方法无法获取树障高度信息;随着遥感技术的不断发展,无人机也逐步应用于输电线路巡检中,通过无人机影像可直接提取到树障高度,但是其精度易受多种因素的影响,因此如何迅速、准确地提取输电线路下树障仍然是目前急需解决的关键问题。
针对此问题,本研究提出了一种综合分水岭分割和局部最大值算法的输电线路下树障高度快速识别及提取方法。通过结合无人机遥感和激光雷达技术进行了两次实验,验证了该方法的精度和可行性。基于这两次的实验数据,结合Java Script、HTML5、Web GL和VUE等编程语言,开发了输电线路下树障实景三维模型监测系统,实现了输电线路实景三维模型的在线可视化。本文的主要研究内容和结果包括以下三个方面:
(1)综合分水岭分割和局部最大值算法的输电线路下树障高度提取方法。针对输电线下树障种类繁多,每种树木高度提取精度不同的问题,本研究提出了一种综合分水岭分割算法和局部最大值算法的输电线路下树障高度快速识别及提取方法。将通过该方法提取出的树木高度与全站仪量测的实测高度进行对比,验证了该方法可以高精度地提取不同树种的树木高度。
(2)综合无人机和Li DAR的输电线路下树障高度提取方法。基于本研究提出的树障高度提取方法,使用无人机及激光雷达采集了同一条输电线路下无人机影像和点云数据。为了提高树障高度提取效率,本文基于Python开发了无人机遥感树高检测系统。通过研究区点云数据、CHM、DEM及DSM,实现树障高度信息自动识别及提取,本实验结果也验证了本研究提出的方法和无人机遥感树高检测系统应用于输电线路下树障高度提取的可靠性。
(3)基于Cesium的输电线路下树障监测系统设计与实现。基于本研究所采集的无人机影像及点云数据,结合Java Script、HTML5、Web GL和Vue等编程语言,开发了输电线路下树障监测系统。实现了输电线路点云模型及实景三维模型的在线可视化,并基于系统中加载的在线可视化模型开发了一些基础的功能,为输电线路下树障监测提供更好的服务。