LiDAR点云赋能的智慧工地动态管理方法与实践

立足大范围架空输电线路施工现场管控需求,从安全管控、进度管控、施工质量管控、综合管理4个角度,利用物联网、无人机、智能分析、激光点云、地理空间信息等技术多维度开展智慧工地专题研究。基于获取的机载LiDAR点云,利用改进的体素化方法,通过配准后多期点云Bounding Box中的体素索引对多期LiDAR点云进行变化检测,动态智能管控电力工地的施工进度与安全,并对各技术模块进行集成。基于LiDAR点云搭建电力工地的三维可视化管理服务平台,可实现智能化、互联网化管理,实现输电线路建设领域创新驱动发展和绿色电网建设,将电网基建建设推到一个更高的台阶。     

有人轻小型航空遥感系统在电力工程中的应用研究

通过结合国外电力工程,介绍有人轻小型航空遥感系统的技术特点,通过使用高精度POS系统、数字测绘相机和轻型机载LiDAR等设备,在电力线路工程平断面测量和风电场场址地形图测量取得很好的效果。     

机载LiDAR在地质灾害应急测绘中的应用研究

针对地质灾害应急测绘精准快速成图的特殊需求,笔者对当前热门的机载LiDAR测量技术展开相关研究。结合实例,对该系统应用于应急测绘中的点云数据采集和处理流程进行了详细探讨,同时检测了点云精度,最后对基于机载LiDAR技术的地质灾害数据分析应用进行了介绍。研究结果表明：相比常规的卫星遥感和无人机航测手段,机载LiDAR测量技术具有穿透性强、受天气影响小、数据精度高、作业更加高效等优点,其应用于地质灾害应急测绘具有独特的优势。     

面向输电线路走廊的机载激光雷达仿地飞行研究和实践

输电线路走廊环境复杂,定高的无人机飞行方式不仅存在一定安全隐患,而且无法满足测绘成果精度要求。结合自行研制内、外业航测软件,利用无人机机载激光雷达设备实施仿地飞行,可以获取高精度输电线走廊精细化的三维模型、数字高程模型以及数字正射影像成果,同时极大地提高电力勘测平断面测量、塔基地形图绘制的生产效率。     

无人机LiDAR系统在不动产测绘中的应用

结合无人机LiDAR系统特点,详细描述了无人机LiDAR系统技术工作原理、无人机LiDAR系统误差来源,并对无人机LiDAR系统在1∶500不动产测绘项目中的应用进行技术方法试验。成果的平面绝对位置、相对位置两项数学精度均满足相关规范和设计要求,提高了工作效率,增加了项目收益,为在同类项目中推广应用提供参考。     

无人机载LiDAR系统在电力线巡检中的应用

直升机载LiDAR由于投入成本高及人员风险大,导致其在电力线巡检应用受到一定限制。随着无人机平台在电力线巡检的成功应用及LiDAR设备的小型化,促使无人机载LiDAR集成技术逐步成熟,弥补了直升机平台的不足。无人直升机搭载LiDAR系统通过获取高精度三维点云数据,进行线路模型重建和危险点检测等。本文利用瑞士产的Dragon-50无人直升机和美国GL-70 LiDAR设备进行系统集成,对山东邹川线500 k V进行了巡检飞行,成功获取了激光点云数据,达到了预期效果,为无人机载LiDAR系统在电力巡检应用的推广提供了参考依据。     

无人机低空摄影构建影像点云的线路巡检方法

针对当前架空输电线路人工巡检方法存在的劳动强度大、条件艰苦、危险性高且效率低等问题,提出了一种基于无人机低空摄影构建影像点云的输电线路巡检方法。首先阐述了总体技术路线,研究了架空线路无人机影像拍摄方法、航线敷设方法及山区变高飞行航高设计方法,然后利用影像数据进行电力线量测及重建、线路通道场景三维重建以及架空线路障碍物探测,通过试验案例详细对本文方法进行精度分析。试验结果证明,该方法仅依靠低成本设备即可实现可靠的线路巡检,大大降低了现有输电线路的巡检成本,提升树障检测的质量和效率,能保证线路安全运维。     

基于机载LiDAR数据提取特定地表目标的方法

简要介绍了LiDAR数据的特点及应用,重点介绍基于TerraSolid系列软件,利用LiDAR数据提取特定地表目标的有关技术,内容包括建筑物、电力线、电力塔、独立树木3维点云数据的提取和输电线路矢量化、建筑物矢量化及3维建模、独立树木依比例符号化的方法。     

架空输电线路平断面测量系统设计

在电力勘测设计过程中,平断面图是输电线路设计的基础数据。随着新技术的发展,平断面绘图工具越来越丰富,从工测成图到航测成图,手段越来越多样化。综合考虑成本、效率和质量等多方面的因素,结合实际需求,以相关测绘标准规范为依据,开发了一款具有各种成图手段的平断面绘图系统。本文系统介绍了软件研发过程中的主要环节,包括数据编码系统、平断面图数据结构、平断面显示编辑、平断面测量和制图输出,为架空送电线路平断面图量测提供有效工具。本系统现已在架空送电线路工程中得到广泛应用。     

无人机倾斜摄影与LiDAR融合监测技术

本文以成都市环城生态区生态修复项目为依托,利用飞马D200无人机实现了倾斜摄影和LiDAR技术的融合监测,通过三维模型制作、大比例尺地形图生产、点云处理、方格网计算、精度评定等步骤,验证了倾斜摄影和机载LiDAR协同监测方式可以满足1∶500地形图和方格网测量的精度,对后期无人机测绘实际生产具有指导意义。     

D2000S无人机系统在输电线路新建工程中的应用

基于无人机系统获取的正射影像和激光雷达点云为高压输电线路的路径选择、优化提供时效性更强的数据支撑,实现了高压输电线路走廊内植被现状调查、交叉跨越线路调查、已建房屋调查等作业任务。本文以实际工程为基础阐述作业流程,介绍了无人机数据采集及处理过程重点和难点的解决方法。试验结果表明,飞马无人机系统在电力勘察设计中提供了强有力的技术保障,具有较高的应用价值。     

基于无人机影像的杆塔及挂线点高度空间测量方法

针对输电线路交跨点高度量测的外业测量效率低、时间成本高,以及基于立体量测对作业人员专业素质要求高、量测精度等问题,本文提出了一种基于无人机影像的杆塔及挂线点高度空间测量方法。利用飞马F300固定翼无人机获取输电线路通道走廊的影像并进行处理,基于实时水平核线,利用计算机视觉算法计算杆塔及挂线点高度,并对最终量测的精度进行检测。试验证明,该方法可以用于新建线路工程中的初设、施工图阶段。     

GPS—RTK采集数据在输电线路平断面中的应用

结合工程实践，尝试利用GPS—RTK采集平断面数据，内业数据处理采用自编程序、Excel2003和SLcad相结合，通过数据转换，成功实现了平断面测量的内、外业一体化作业，提高线路测量的功效，该方法对电力设计院等进行平断面测绘作业的部门，具有一定的参考价值。     

利用无人机LiDAR点云数据进行电力线危险点检测

智能电网建设的大规模开展对电网快速高精度勘测、巡查和可视化管理提出了巨大的应用需求。机载LiDAR系统为快速、高效、高精度电力线路建模、巡视和危险点检测提供了可能。小型无人直升机遥感平台特有的便于携带、转移方便、成本低、易于维护的优势使基于无人机平台搭建的对地观测系统成为世界各国争相研究的热点。本文讨论了将机载LiDAR系统与无人机技术结合,并以温州市苍南县境内电力线为试验区,实现了对基于无人机LiDAR点云数据的电力线危险点的快速、精确检测。     

三维LiDAR激光扫描技术在不动产权籍调查中的应用

三维激光雷达(Light Detection and Ranging,LiDAR)系统通过发射和接收激光脉冲,能直接快速获得地表密集的高精度3维激光点云数据,以下简称LiDAR激光点云数据.本文应用车载LiDAR激光点云移动测量技术,结合房产测量系统及测区实际情况,对不动产测绘项目外业数据采集过程进行研究,并详细阐述了利用点云进行不动产外业测量的方法,最后与传统测图方法进行比较.结果表明,车载LiDAR激光点云移动测量技术可以满足不动产测绘的精度要求,而且外业数据采集效率较传统方法提高30多倍.可以为不动产测绘项目生产提供参考和借鉴.     

数字正射影像结合LiDAR数据在山区测绘中的应用

随着信息化社会的到来，现代水利测绘已经由传统测绘向信息化测绘发展，无人机技术应用于测绘行业推进了信息化测绘进程。本文探讨了如何有效利用无人机技术解决测绘领域在山区遇到的问题。固定翼无人机能及时获取地面数字正射影像数据，捕获裸露地面的平面和高程，但是无法获取植被覆盖下的地表高程信息，因此，本文通过机载激光雷达获取植被覆盖下的LiDAR点云数据；将二者数据相结合，再通过EPS软件生成三维地表模型，可以快速获取任何测区地物和地形数据，不仅提高了工作效率，还降低了外业劳动强度。     

基于不同GNSS增强系统的激光巡线数据分析

无人直升机搭载激光雷达（LiDAR）进行输电线路巡检具有高精度、低成本的优点,为了获取高精度输电线路三维点云高精度地理空间坐标,采用基于基站差分动态后处理（PPK）、江苏省连续运行参考站（JS-CORS）、千寻位置（QX-CORS）等三种不同定位服务方式进行输电线路巡检,分析了三种定位下获取的点位定位精度以及点云质量. 实际结果表明,PPK定位方式平面检核点与高程检核点误差平均值皆在0.1 m以内,其精度最高,数据质量最好,JS-CORS实时定位方式与QX-CORS实时定位方式精度次之. 为无人直升机搭载LiDAR进行输电线路巡检选择定位方式提供了参考.      

特高压输电线路通道三维可视化系统的实现

智能巡检技术的飞速发展可有效提高直升机、无人机、机器人及各类智能终端巡检高压输电线路的运维水平、提高工作效率、减小劳动强度.本文利用智能终端平台搭载的激光雷达扫描系统获取特高压输电线路上的激光雷达点云和光学影像数据,在激光扫描技术、三维可视化术及大数据分析等技术融合的基础上,在三维全景平台上融合航检数据,建立输电线路通道管控系统,全面提升输电通道的管理水平.     

多窗口集成交互设计系统在输电线路路径优化中的研究与应用

针对输电线路设计的特点提出了一种基于计算机技术和全数字摄影测量技术的路线交互设计思想及实现途径,利用多视窗技术,借助数字高程模型的有力支撑,实现了将输电线路的立体影像、正射影像、平断面排位、3维漫游集成于同一界面下的不同窗口中对比显示并进行交互设计。     

适应任意形状铁路隧道LiDAR点云的断面差异分析方法

针对三维激光扫描技术在铁路隧道超欠挖分析和收敛分析等应用中如何能对任意形状隧道LiDAR点云进行断面差异分析的关键问题,本文提出了一种适应任意形状铁路隧道LiDAR点云的断面差异分析方法。该方法先建立铁路隧道设计断面统一模型,提出实测断面点与设计要素对应关系判定方法,对从隧道LiDAR点云中提取出的断面在铁路隧道设计断面统一模型中逐点确定所对应的设计要素,并计算出断面在对应设计要素上的径向投影点到设定的起算高程面与设计断面左侧交点的弧长,根据弧长对断面进行排序,最后根据设定的采样步长对有序的断面进行采样得到实测断面,进而计算出实测断面相较于设计断面的偏差量。通过3组具有代表性的不同断面隧道模拟点云数据对提出的算法参数最佳取值进行试验,试验结果不仅给出了算法参数的最佳取值,也论证了本方法可以对任意形状铁路隧道LiDAR点云进行断面差异分析。