基于GIS的输电线路路径智能优选研究

在研究输电线路选线原则的基础上,以电力走廊多源空间信息为数据基础,以成本最优和敏感区避让为基本原则,利用GIS空间建模的方法,在地理空间位置上综合分析得出线路路径,实现了输电线路的智能优选,为输电线路选线提供了科学的依据,为输电线路设计人员提供了路径参考。     

GIS技术支持下的电力智能选线

针对高压架空输电线路的智能优选,研究了选线的多种影响因素及其量化方法,设计了一种变分辨率网格数据模型,并结合GIS的地形分析和空间分析,提出了顾及诸多因素的最短路径选线算法,在此基础上,构建了智能选线系统.实验分析表明,智能选线系统选出的线路符合要求,而且其速度明显优于人工选线,为送电线路选线提供了科学依据.     

面向对象的遥感分类方法在输电线路地表信息提取中的应用

面向对象的遥感分类方法是影像分辨率越来越高的背景下的产物。本文以某特高压输电线路工程为研究对象,选取宁夏、陕西、山西、河南、安徽境内五个典型地区样本,通过影像特征分析、多尺度分割和地物分类建立了水体、建筑、林地、道路等四种典型地物的分类规则集,并对工程全线进行信息提取和精度分析。结果表明:利用面向对象的方法提取高分辨率航空影像地表信息能够为输电线路智能选线快速提供基础地理空间数据。     

机载LiDAR辅助下的电力线路弧垂分析及应用

使用激光扫描技术进行输电线路运维能够有效发现线路本体缺陷和通道缺陷,但受巡视频次限制,不能保证发现输电线路缺陷的及时性。本文介绍了一种电力线工况分析模型来模拟实时动态的电力线状态信息。该模型考虑到输电线路受环境条件影响,如温度、风、覆冰等,其输电线弧垂状态会随之改变,运用架空线路电线力学计算,最终实现了电力线状态动态模拟,并结合扫描点云数据对典型气象条件下模拟电力线进行了安全距离检测,可及时发现输电线走廊下的隐患点。     

浅谈“天地图”数据融合

为方便多源综合地理数据的共享及综合查询而建立了"天地图"国家地理综合信息公共服务平台。本文针对不同数据节点、不同精度及不同模型的地理数据进行对比分析,从矢量融合、地名地址与兴趣点融合及影像融合三个方面阐述了"天地图"数据融合的内容和方法,为多部门、跨地区、跨行业之间的地理信息查询、交换、共享提供了可供参考的基础数据处理方法。     

机载激光点云输电线路巡检关键技术研究EI北大核心CSCD

输电线路作为电网系统的重要组成部分,承载着国民生产和生活所需电力能源的运输命脉,对其运行状态安全巡检及风险监测一直是电网运营管理部门关注的重点。机载激光雷达(light detection and ranging)能够快速获取高精度、高密度的输电线路三维空间信息——点云数据,弥补了传统人工地面巡检效率低下、精度不高的缺陷,已成为输电线路智能化巡检研究的新型技术手段。尽管国内外学者开展了大量的激光雷达电力巡检工程试验和理论研究并取得了显著的进展,但相关研究仍存在算法普适性不够高、信息挖掘和应用不够全面等问题。因此,论文聚焦激光点云输电线精细提取、激光点云输电线模型重建、输电线工况模拟和状态监测等关键技术开展研究。主要研究内容和结论如下。     

一种联合特征降维的极化SAR影像分类方法

针对PolSAR影像极化信息利用不完全,分类效果有待进一步提高的问题,该文在综合多源极化信息的基础上,提出一种核熵成分分析算法(KECA)特征降维,及BA-SSVM模型训练的PolSAR影像分类方法.构造PolSAR多源目标分解及纹理特征组合,根据熵值贡献率利用KECA开展特征降维,之后采用蝙蝠算法(BA)对光滑支持向量机(SSVM)模型参数自动寻优,实现PolSAR影像分类.通过Flevoland地区的AIRSAR影像及北京地区的Radarsat-2影像的分类实验,验证了该文方法的有效性.在特征降维方面,KECA比传统KPCA算法表现出更好的特征融合效果和非线性适应性;利用BA对SSVM参数进行智能解算,也可有效解决盲搜索问题,提高模型训练精度;通过KECA降维及BA-SSVM智能模型训练,分类效果总体优于传统方法.     

复杂地理环境下基于障碍距离的最短路径寻优算法

针对复杂地理环境下最短路径寻优问题,文章设计了基于障碍距离的优化算法。算法引入了地表距离、障碍距离等概念,综合考虑了地理空间高程、坡度、障碍物等空间信息,以适合于复杂地形条件下目标间距离计算;在对目标地理空间网络化基础上,通过确定搜索空间、搜索方向、网络弧段权值等,构建完整的网络拓扑关系网;应用遗传算法进行最优线路寻优,最后通过实验验证了算法的可行性。     

基于成本路径的引水工程线路规划建模研究——以安徽引江济淮工程为例

引水工程投资大、范围广、影响因素多,如何科学、快速地确定引水线路,是极具研究价值的问题;借助于遥感的监督分类和地理信息系统的成本路径分析,综合考虑坡度、地形起伏度、道路和土地利用4个因子,构建了引水工程线路规划模型,以便快速计算引水线路最低成本路径.以安徽引江济淮工程为例,将数据代入模型运算,并将模型线路规划结果与实际选线做比对分析,以此验证模型的准确程度.结果显示:所构建引水线路规划模型有较好的准确性和适用性,具有一定的应用价值,所构建模型对实际引水线路规划选址方法的探讨有一定意义.     

基于遗传算法的时相关动态车辆路径规划模型

动态车辆路径规划是智能交通和商业物流领域中的一个重要研究方面,其最大的优点是就是综合考虑了各种实时信息,及时优化更新配送车辆的行驶路径,进一步降低物流成本.提出了一种基于遗传算法的时相关动态车辆路径规划模型.该模型将时变的交通信息和动态客户订单考虑在内,可以获得比较好的动态更新效率和优化结果,为此类动态车辆路径规划探索出了一条可行的途径.     

一体化综合减灾智能服务系统研究

针对目前我国减灾服务重决策轻预警,减灾服务技术、系统、应用集成不够,尚缺乏完善的一体化综合减灾智能服务体系现状。该文从测绘地理信息视角,分析了室内外一体化应急定位、多源应急数据融合、灾害场景可视化、灾害模型分析服务等关键技术,构建了一体化综合减灾智能服务原型系统,并在国家基础地理信息中心和陕西省的相关应急部门进行了实际应用,实现了应急信息的一体化感知、定位、融合、分析、服务,为我国综合减灾决策分析提供了技术支撑。     

基于改进遗传算法的多约束VRP求解

建立了多约束条件车辆路径问题的数学模型和求解流程.先采用最近插入法生成初始解,然后基于遗传算法和模拟退火算法改进初始解.实验结果表明:结合模拟退火与遗传算法求解车辆路径问题,可以在一定程度上解决遗传算法易"早熟收敛"问题,从而得到更优的解.     

多约束条件下的正六边形格网室内路径规划

室内路径规划受到多种约束条件影响,在考虑场景的空间几何、环境属性信息的同时,还要兼顾应用偏好、顾及室内寻路行为的各向同性特征和叠加多约束条件对寻路的影响,这就需要一种可集成多约束条件的数据模型对室内场景进行建模。因此,构建了基于六边形格网的多因素约束的A*算法模型,该算法采用各向同性的正六边形对室内场景建模,并将约束条件作为因素,指导寻路算法实现路径规划。基于此模型,再以距离、辨识度及行人密度为例,说明了约束条件对路径规划的影响,阐述了其与场景建模和寻路算法进行有机结合的优越性。实验结果表明,该方案能有效兼顾距离、地标强度、行人热力等约束条件,提供更符合应用偏好的路径。     

一种公交换乘路线智能选择的新方法

公交换乘问题是公共交通信息查询的重要内容,本文首先叙述了经典Dijkstra算法,并分析了其不适合公交网络最优路径选择的原因。然后提出了一种改进的Dijkstra算法,该算法将求解最短路径获得的站点作为搜索站点,并将这些站点及经过这些站点的线路构成换乘矩阵,结合换乘次数的要求,给出了基于Dijkstra的智能选择换乘线路的实现算法。最后通过一个实际算例说明改进的Dijkstra算法在公交换乘路线选择中应用的可行性。     

空间域分割的机载LiDAR数据输电线快速提取

机载LiDAR具有快速、直接获取地物3维坐标的能力,在电网高压输电线路安全巡检中具有较大的应用前景。论文针对机载LiDAR输电线智能巡检的需求,提出并实现了一种基于空间域分割的LiDAR点云数据输电线自动提取方法。该方法首先利用高程直方图统计法去除地面点,再次利用点云密度差异剔除杆塔,根据相邻线之间的距离差和相邻层的高程差进行单根输电线分离。最后,采用多项式模型在3维空间中重构每根输电线空间坐标。实验结果表明该方法能够快速自动地提取多个杆塔之间的多根输电线数据,具有一定的工程应用价值。     

基于层次分析法多因素定权的油气管道选线方法

油气管道线路走向的设计是油气管道建设的核心问题。本文采用一种基于层次分析法(AHP)多因素定权的油气管道选线方法进行选线,采用AHP来确定多种因素的权重大小,建立综合费用模型,并在此模型上实现油气管道的最优路径。实验表明,与单因素油气管道选线相比,该方法提高了油气管道选线的优化程度。     

场景语义感知的视障行人导航路径优化方法

针对现有视障行人出行辅助方法缺乏对环境感知和路径动态优化的有效结合，视障导航缺乏有效动态避障手段的问题，该文提出一种场景语义感知的视障行人导航路径优化方法。该方法根据双目视觉感知周边障碍物的位置及特征，结合场景语义信息和三维坐标建立视障人群与环境的局部感知地图模型，利用改进的人工势场算法动态规划视障行人安全路径。实验结果表明，该文构建的感知地图模型在10 m内的平均坐标误差为2.49%。相比A^*算法，改进人工势场算法的路径盲道利用率从7.85%提高到58.39%,最高路径碰撞系数从0.55降低到了0.24,具有更高的安全性和导航辅助能力。该方法能够有效增加视障行人导航方法的场景语义感知能力，提高视障导航路径规划的安全性。     

视频与GIS协同的交通违规行为分析方法

针对人工监测无法及时、高效地发现视频中车辆和行人违规情况的不足,构建了地理空间视角下,兼顾动态目标在地理场景下的属性、时空关系和语义信息的轨迹模型(trajectory model,Tra-Model),设计了视频与GIS协同的交通违规行为分析方法,基于轨迹与规则几何约束条件对目标逆行、压线、禁止进入3类违规情况进行实时检测。以某高校为实验场地,分析不同交通场景下目标的3类违规情况。实验结果表明：（1）Tra-Model模型提取的轨迹包含目标类型、轨迹序列等语义信息,相比于现有动态目标跟踪算法,精准率提高15.6%;(2)所提方法对多个摄像机序列违规分析准确率均在70%以上,相对于现有方法具有更好的性能;（3）实现了地理场景下多种交通违规行为综合分析的全局性、高精度和探测类型多样性。     

结合改进特征算法和狄洛尼三角网的图像匹配方法

针对加速的具有鲁棒性特征算法导致匹配图像丢失颜色信息成分的问题,该文从图像匹配的效率和精度出发,提出了一种基于改进加速的具有鲁棒性特征算法和狄洛尼三角网的图像匹配方法。该方法在原有加速的具有鲁棒性特征算法的基础上,引入颜色不变量模型和狄洛尼三角网、三角形相似函数及摄影不变量等约束条件,有效保留了图像的颜色信息,减少特征点错误的匹配率。实验表明:本算法具有匹配速率高、提取的特征点多且分布均匀以及匹配率高等特点。     

机载激光雷达点云数据输电线路弧垂模拟

弧垂是架空输电线路安全运行监测的重点。针对现有弧垂模拟精度不高等问题,提出了一种基于机载激光雷达点云数据的架空输电线弧垂模拟新方法,实现了静态点云数据到动态环境下导线空间形态模拟。首先利用静态点云数据重建输电线三维空间模型,然后结合状态方程提取弧垂模拟关键参数,最后根据弧垂模型方程,实现了不同气象条件下输电线弧垂三维空间形态模拟。通过设置4种典型气象条件组合开展弧垂模拟精度验证,结果表明:该方法模拟精度高,且不受档距、电力线材质等条件影响,可为复杂地理区域或特殊气象条件下的电力线运行安全评估与监测提供参考依据。