用于构建输变电三维数字电网的机载LiDAR三维数据采集方法

摘要

一种用于构建输变电三维数字电网的机载LiDAR三维数据采集方法。其包括收集资料、现场踏勘、机载LiDAR方案制定、点云数据采集、判断点云数据是否合格、点云数据去噪、拼接、判断点云数据是否完整、修正点云数据采集方案、影像采集、判断影像数据是否合格、数据保存等阶段。本发明提供的用于构建输变电三维数字电网的机载LiDAR三维数据采集方法具有测量速度快、容易实施、采集数据密度大、精度高等优点。另外，采用移动LiDAR测量系统进行外业采集，工作效率可大大提高。

主权项

一种用于构建输变电三维数字电网的机载LiDAR三维数据采集方法，所采用的硬件平台包括：安装在航空飞行器上的激光扫描装置(1)、GPS定位装置(2)、惯性导航仪(3)、数字摄像机(4)、主机(5)、存储器(6)、操作平台(7)和机载电源(8)；其特征在于：所述的用于构建输变电三维数字电网的机载LiDAR三维数据采集方法包括按顺序执行的下列步骤：步骤一、收集资料的S1阶段：收集项目指定的需要构建三维场景的输电线路或变电站的资料并进行综合分析；步骤二、现场踏勘的S2阶段：组织外业采集人员到现场进行踏勘，记录被测区域的周边地理环境，分析适合机载方式的采集方案，为制定外业采集方案提供依据；步骤三、机载LiDAR方案制定的S3阶段：根据S1阶段收集的资料和S2阶段现场踏勘记录的现场情况、或者是前次采集所得的采集修正方案，制定详细的外业采集方案；即确定外业采集的航带、飞行高度、飞行速度关键参数，方案制定完毕后，下一步同时进入S4阶段和S9阶段，同时进行机载点云数据采集和机载影像采集；步骤四、点云数据采集的S4阶段：根据制定好的外业采集方案，通过机载激光扫描装置(1)进行三维点云数据采集，并将采集到的点云数据传送给主机(5)；步骤五、判断点云数据是否合格的S5阶段：主机(5)验证点云数据的精度、密度是否满足建模要求，并以此判断点云数据是否合格，如果判断结果为“是”，则进入下一步S6阶段，否则下一步进入S8阶段，修正采集方案，重新采集点云数据；步骤六、点云数据去噪、拼接的S6阶段：将多航带的点云数据进行去噪，并根据特征点将多航带数据拼接在一起，形成电力设备360度全方位完整的点云数据；步骤七、判断点云数据是否完整的S7阶段：判断点云数据是否完整，此步骤是检查航飞采集数据过程中，是否存在因地物遮挡因素而没有采集到的目标；如果判断结果为“是”，则下一步进入S11阶段，将点云数据保存；否则进入S8阶段；步骤八、修正点云数据采集方案的S8阶段：分析采集失败的原因，更正存在的问题，重新修订外业采集方案；方案修订完成之后，下一步进入S3阶段；步骤九、影像采集的S9阶段：根据外业采集方案，通过激光扫描装置(1)进行三维点云数据采集的同时，通过数字摄像机(4)进行影像的采集，并将采集到的影像数据传送给主机(5)；步骤十、判断影像数据是否合格的S10阶段：验证外业采集的影像数据是否满足三维建模的要求，如果判断结果为“是”，则下一步进入S11阶段，否则返回S9阶段，重新进行影像数据采集工作；步骤十一、数据保存的S11阶段：在存储器(6)中保存采集到的点云数据和影像信息，采集流程至此结束。