下载文档原格式
激光雷达在电力线路工程勘测设计中的应用随着科技的迅猛发展，激光雷达技术已经被广泛应用于各种工程勘测设计中，其中包括电力线路工程。
激光雷达可以通过高精度的三维扫描，获取地形、建筑物、树木等目标物的详细数据，为电力线路的规划、设计和施工提供了强有力的支持。
本文将深入探讨激光雷达在电力线路工程勘测设计中的应用，以及其优势和未来发展方向。
1. 地形测量在进行电力线路工程勘测设计时，首先需要对施工地区的地形进行详细测量和分析。
传统的地形测量方法通常需要大量的人力物力，且精度有限。
而激光雷达可以快速、精准地获取地面和地形特征的数据，包括高差、坡度、地表覆盖物等，为电力线路的走线方案和设备布置提供了可靠的数据支持。
2. 空间数据采集激光雷达可以以极高的精度和速度，对工程区域内的建筑物、树木、电力设施等对象进行三维扫描和空间数据采集。
这些数据可以帮助工程师们更好地了解施工区域内的物体分布和空间结构，从而精确规划电力线路的走向和敷设方案。
3. 安全隐患检测在电力线路工程中，安全隐患是一项必须重视的工作。
激光雷达可以快速扫描整个施工区域，精准检测出可能存在的安全隐患点，比如斜坡、山体滑坡、悬崖、植被覆盖等，为工程施工提供了重要的安全保障。
4. 环境影响评估电力线路工程的施工与运行不可避免地会对周边环境产生一定的影响。
激光雷达可以帮助工程师们对施工区域的环境特征进行详细分析，包括土壤类型、植被分布、水文地质情况等，从而为环境影响评估和保护措施的制定提供科学依据。
5. 线路设计与优化激光雷达获取的高精度地形数据可以被应用于电力线路的设计和优化。
工程师们可以根据真实的地形情况，利用激光雷达数据进行线路走向选择、高度调整、设备布局等方面的优化，从而提高线路的稳定性和经济性。
1. 精度高激光雷达可以以毫米级的精度对目标物进行三维扫描，获取高精度的数据。
这种精度在电力线路工程中尤为重要，可以有效提高工程设计的准确性和可靠性。
2. 速度快相比传统的勘测方法，激光雷达具有扫描速度快的优势。
机载激光雷达技术在输电线路测量中的应用摘要：随着城市化进程的不断加快，电力系统也逐渐成为人们生活必可不少的一部分。
基于此，只有不断加强我国电网的建设力度，才能保证电力系统能够在各个领域得以发展和运行。
机载激光雷达测量技术的出现有效解决了目前电力系统所面临的问题，此项技术可以实现快速对线路走廊进行测量，并且运用高精度的三维测量技术，有效提高了测量三维空间信息以及三维线路走廊地形地貌的准确率。
本文将针对机载激光雷达技术在电力系统勘察中的应用展开研究。
关键词：电力系统；机载激光雷达技术；测量；应用随着人们生活水平的提高，对于电力的需求随之增高，只有不断加强电网的建设力度、对电网进行改造以及完善才能跟上时代的步伐。
目前，电网建设中最关键的内容便是架空输电线路的勘测设计。
机载激光雷达测量技术的出现有效提高了勘测结果，随着该技术的不断完善和发展，现如今已经被广泛应用到电力系统输电线的测量工作当中。
1、机载激光雷达（Li DAR）的特点1.1实现24小时全天候工作状态机载激光雷达主要采用激光器对所探测的目标进行激光脉冲的发射，在探测目标出现散射或反射现象后激光脉冲再回到激光器中。
最后通过返回的激光脉冲数据对探测目标进行研究。
机载激光雷达可以实现24小时全天候工作状态，激光雷达的工作内容主要是对光波进行主动探测，并且不会因为光照而影响工作效率，以此实现全天候工作状态。
1.2对非地面点以及地面点高效测量激光雷达技术可以穿透植物间的缝隙，对非地面点以及地面点进行高效测量，激光具有波长较短等特点，可以有效穿透植物以及叶冠间存在的缝隙，穿透植物后形成多次回波，进而使激光雷达获取更为丰富的数据信息。
传感官技术不断发展，机载激光雷达的全波型数字化仪器也逐渐得到完善，目前其获得的点云回波已经高达32次，使获得的单位结构信息更加丰富。
1.3穿透性强，信息精准度高激光雷达技术以其获取数据精度高、速度快等特点，受到人们的广泛应用，激光技术不但可以将细小的目标或物体全部探测，并且相对于传统的摄影测量技术，在获取数据上也较大程度上提高了速度，与此同时探测结果的精准度也相对较高，相比塔器的航测技术要更胜一筹。
基于机载LiDAR数据的输电线路勘测方法研究一般机载激光雷达数据的采集和处理会在输电线路施工图设计阶段之前完成。
在项目终勘开始时，就已获取到高精度的DEM、DOM以及点云数据。
通过这种方式，可以直接在选线平台上深入优化设计。
通过对几种工程实践的比较，基于机载LiDAR数据，提出了以下的线路终勘方法。
先分析、利用机载LiDAR数据信息，建立综合的经过优化更新的选线平台，然后通过建立优化、排杆和数据处理的循环，深入挖掘数据信息，在现场定位前在平台上完成排杆图，最后利用现场勘测和定位，进一步优化。
2方案的分析2.1搭建选线平台传统的线路选择是以1：50000地形图为基础，结合谷歌影像来进行。
在我国地形图更新是较为缓慢的，也没有高精度的DEM数据可供参考，从而使得室内选择的路径，在现场定位勘测时会面临各种各样的问题，可能要重复进行调整，增加了现场的工作量。
在建立选线平台的时候使用机载LiDAR数据，用精确度非常高的DEM、等高线和丰富的地表植被信息，结合DOM和点云分类数据，构建真实的三维场景，以进行电力线选择。
它可从不同角度查看线路附近的地质和地貌信息，从而使设计者能在室内对进行选线和线路优化操作。
2.2终勘定位方法基于机载激光雷达数据的勘测方式，可以同时在平台上优化线路选择，完成平断面图、塔基地形图、塔基断面图和房屋分布图的绘制，并完成设计排杆。
选定线和平断面图的测量和杆塔定位可以在现场终勘时一次性完成。
例如，山区输电线路的测量对立塔的地形地貌有很高的要求，也是勘测过程中的主要工作之一。
机载LiDAR数据可以获取高精度的DEM数据，因此在室内排杆定位时可以使用DEM计算塔基断面和塔位等高线图，而当进行外业定位时，可将实测塔位中心点及塔腿点与DEM数据进行比对，如果高程差在指定的范围内，等高线图纸跟现场地形地貌情况相契合，可以直接使用DEM来进行制图，不需要重新测量塔基地形图。
如果塔腿或局部有不契合的现象，有必要详细测量附近情况。
输电线路三维激光雷达测量技术的应用研究【关键词】输电线路；三维激光雷达测量技术；应用研究三维激光雷达测量技术能够有效进行空间定位，并进行精确测量。
在我国输电线路的定位和测量中普遍都存在着一些问题。
在输电线路空间定位中，采用的是多光谱和热红外技术，无法进行高度的空间定位和测量，在判断线路走廊地物到输电线路的距离时，也无法进行精确测量。
在测量时采用工程测量方法、航测方法以及工程测量和航测结合方法等技术，无法进行精确的测量，影响了输电线路的安装、运行和维护等工作。
而在输电线路中三维激光雷达测量技术应用，能够有效提高输电线路的安装、运行和维护等工作的准确性和安全性。
1 三维激光雷达测量技术的工作流程1）有效获取原始飞行数据。
三维雷达测距系统沿着线路走廊进行飞行，将输电线路空间的位置数据进行实时记录。
原始飞行数据主要包括激光扫描数据、惯性导航系统数据、激光反射强度信息、回波数据以及原始数码影像。
2）航线重构。
航线重构主要是拼接后期的航带，并提供有效的数据支持作用。
同时利用gps联合差分解算，可以将飞机飞行轨迹进行有效确定，并保证着精确性。
3）消除激光数据系统中的误差和异常。
在获取激光原始数据后进行处理时，必须将激光数据系统中的误差和异常进行有效消除。
4）将激光点三维空间坐标进行有效计算。
可以运用软件算法，联合处理飞机gps轨迹数据、激光测距数据等方面，然后可以计算出各个测点的三维坐标数据。
5）航带拼接。
实施航带拼接，可以增强线路重叠区域数据的精确性，提高接边地物的连贯性。
6）识别和拟合线路。
在识别和拟合线路过程中，需要提取部分线路，这时可以利用软件滤波和分类算法方法，并可以有效连接空间线路上存在的缺失部分。
7）人工交互编辑。
采用人工交互编辑，主要是为了消除自动算法中失效的激光点，同时也将没有正确分类的激光点以及没有正确滤掉的激光点进行消除。
8）测量线路和地面的距离。
在测量线路和地面距离时，可以使用人工交互编辑和自动算法，也可以将预警结果显示出来。
激光雷达在电力线路工程勘测设计中的应用【摘要】本文介绍了激光雷达在电力线路工程勘测设计中的应用。
通过引言部分对激光雷达技术和电力线路工程勘测设计的重要性进行了介绍。
接着，分别探讨了激光雷达在电力线路规划、勘测、设计、施工和运维中的具体应用情况。
结论部分总结了激光雷达技术对电力线路工程效率和精度的提升，并指出未来激光雷达技术将在电力行业得到更广泛的应用。
通过本文的阐述，读者可以深入了解激光雷达技术在电力线路工程中的重要作用，促进电力行业的发展和进步。
【关键词】激光雷达技术、电力线路、勘测、设计、施工、运维、效率、精度、应用、未来1. 引言1.1 激光雷达技术简介激光雷达是一种通过发射激光束并利用反射回来的光信号来测量目标距离、速度和形状的高精度光学测距技术。
它利用光的属性来实现对目标的高精度测量，具有非接触、高精度、高速、长测距范围等优点。
激光雷达在工程领域有着广泛的应用，特别在电力线路工程勘测设计中扮演着重要角色。
激光雷达技术的发展使得电力线路工程的勘测设计变得更加高效和精确。
传统的勘测设计方法需要耗费大量人力物力，并且存在一定的误差。
而激光雷达可以通过快速、自动化地进行数据采集和处理，实现对电力线路的精确测量和建模。
激光雷达技术的应用不仅提高了电力线路工程的勘测设计效率，同时也提高了设计的准确性和可靠性。
激光雷达技术在电力线路工程勘测设计中的应用，对于提高工程质量、节约成本和缩短工期具有重要意义。
1.2 电力线路工程勘测设计的重要性电力线路工程勘测设计是电力行业中至关重要的一环。
准确的勘测设计可以确保电力线路的顺利建设和运营，避免因不当设计而导致的各种安全隐患和效率低下的问题。
电力线路工程勘测设计的重要性体现在其对电力系统运行的影响。
准确的勘测设计可以确保电力线路的合理布局和优化设计，提高电力系统的传输效率和稳定性。
合理的设计还能够降低电力线路的损耗，节约能源资源，为电力系统的高效运行提供有力支持。
机载激光雷达(LiDAR)技术在输电线路上的研究与应用摘要：对机载激光雷达(LiDAR)技术的特点及其在输电线路设计方面的优势进行了总结，从激光测量系统检校、地面GPS基准站布设、航空摄影分型、数据信息处理等方面对机载激光雷达(LiDAR)技术在输电线路上的研究与应用进行了总结和分析，从而更好的提高输电线路测绘效率和质量。
关键词：机载激光雷达(LiDAR)技术，输电线路，设计1 机载激光雷达(LiDAR)技术的特点机载激光雷达(LiDAR)系统的特点涵盖了以下几个方面：全天候24小时工作，激光雷达为主动探测，不受到光的影响；激光雷达可以穿透植被的叶冠，同时对地面点和非地面点进行测量，其激光的波长较短，获取的数据信息更加丰富；激光雷达可以探测细小的目标物，在数据信息获取上，其获取数据的速度非常快，数据获取的效率也会大大的提高，同时获取数据的精度也比其他的航测技术要高很多。
2 LiDAR在输电线路设计方面的优势超高压输电线路是国家主干电网的重要组成部分，随着国家电力建设的加速发展，起建设速度也越来越高，目前其建设要求主要体现在以下方面。
（1）线路距离长，覆盖范围大；（2）安全可靠性要求高；（3）建设工期要求越来越短；（4）线路通道选择越来越困难。
这些要求所使用的测量方法必须满足以下要求：数据获取周期短；数据精度高；能够获取大面积的三维地表数据；在通道狭窄地区地物分辨清晰。
LiDAR技术能够完全满足当前快速发展的电网建设对数据获取的要求，较传统测量技术相比，具有明显的技术优势，主要体现在以下方面。
（1）直接在数字高程模型、数字地面模型、数字正射影像等数据构建的高精度三维全景环境中进行快速、便捷的优化设计，包括线路路径、空间量测、风景带、农田、建筑物等的绕行、开挖方量自动计算、拆迁计算等，可以对选线区域的拆迁、工程量进行快速、准确、智能化评估、计算与分析，并做出最优决策。
（2）由于LiDAR获取的数据是三维的，能够在图上快捷方便地进行各种三维量测，满足输电线路设计对各种距离的苛刻要求，如树高、房高量测，安全距离量测等。
电力工程中运用激光雷达技术的探讨摘要：随着我国经济的快速发展，电力行业在生活中的地位越来越突出，为了保障人们的用电需求，我们加紧了对电力工程的建设，激光雷达技术是现代电力工程中比较重要的技术应用成果，通过激光雷达，我们建设的电力工程更加的安全、稳定，传输的数据更加准确、精细。
本文我们将主要通过介绍激光雷达技术的概念及优势，论述激光雷达技术在电力工程中的应用情况，提出几条激光雷达技术的更好发展的有效措施。
关键词：电力工程；激光雷达技术；应用探究随着科技的进步，我们的技术水平也在不断的发展，越来越多的高科技技术被人们广泛的应用到了基础行业的保障工作之中，近几年来，随着激光雷达技术的日渐成熟，它开始被人们应用到了电力工程的设计之中，相较于传统的摄影测量技术来说，激光雷达技术获取的数据更加的快速、准确，数据处理的自动化程度更高。
一、激光雷达技术的概念及特点激光雷达技术就是指通过采用特定的激光器，向被探测的目标任务发出激光脉冲，当激光脉冲接触到目标之后，经过目标的反射或者是折射再把激光脉冲反馈回激光器，然后经过反馈回的激光脉冲对被探测的目标进行数据分析，得出一定的结论，这一应用的过程就是激光雷达技术。
根据不同的工作原理，激光雷达可分为多普勒激光雷达、测距激光雷达和差分吸收激光雷达三种。
它的主要工作原理就是通过发射脉冲、折射脉冲的相关数据来对目标的特征进行分析研究，最终得出一个客观结果。
激光雷达技术从总体上来说具有三个优势：一是便捷方便，激光雷达的体积很小，便携安装非常方便，可以随时的进行搜集。
二是数据自动化处理程度高，激光雷达技术可以不用经过航外像控测量，就直接的对搜集的数据进行精确的分析，自动化程度很高。
三是数据精准有效，激光雷达技术对于电力数据的分析，相比较于传统的方式而言，其准确度更高，因为它是三维立体定型，使设计员观察的更加准确详细。
二、激光雷达技术在电力工程中的应用激光雷达技术在电力工程中的应用已经成为了一个比较广泛的事情，被大家普遍的认可，尤其是在输电线路路径选择上的应用，更是十分广泛，总的来说激光雷达技术在我国电力工程中主要是应用在以下两个个方面：1、优化线路、选择路径上的应用。
基于机载激光雷达的某电力线路工程测量实施思路研究
摘要:本文基于笔者参与的某电力线路工程测量经验,以LIDAR 技术在该工程测量中的应用为研究对象,分析了机载激光雷达线路工程测量的模式,结合工程实例探讨了具体的实施思路,详细探讨了数据处理的方式,相信对同行有所裨益。
关键词:LIDAR 电力线路优化DEM
1 引言
机载激光雷达系统(Light Detection And Ranging,简称LIDAR),也叫机载激光雷达,是一种安装在飞机上的机载激光探测和测距系统,它集成了激光扫描仪、差分GPS系统、IMU(Inertial Measurement Unit,惯性量测单元,用以量测飞机平台的飞行姿态)、数码相机。
在动态载波相位差分GPS系统和IMU的支持下,激光扫描系统通过激光扫描器和距离传感器,经由微计算机对测量资料进行内部处理,显示或存储、输出距离和角度等资料,并与距离传感器获取的数据相匹配,经过相应软件进行一系列处理来获取被测目标的表面形态和三维坐标数据,从而进行各种量算或建立立体模型。
2 LIDAR数据获取的基本原理
当机载LIDAR航摄飞行时,激光扫描仪发射、接收激光束,对地面进行线状扫描,与此同时,动态GPS系统确定传感器的空间位置(经纬
度),IMU测量飞机的实时姿态数据,即滚动、仰俯和航偏角。
由于系统的几个部分同步工作并集成于一体,GPS和IMU的数据融合极为方便,所以经后期地面数据处理后,即可获取地面的三维数据(图1)。
3 机载激光雷达线路工程测量模式分析
三维激光雷达技术应用于输电线路优化设计包括数据获取、数据处理、优化设计等工作内容。
(1)原始数据采集:在航飞前要制订飞行计划,安置全球定位系统接收机、激光扫描测量、惯性测量、数码相机等。
(2)基础数据处理:机载激光雷达测量系统在野外采集得到的数据需要进行一定的处理才能得到需要的信息。
数据处理的内容包括:确定航迹、激光扫描测量数据处理、数据分类处理、坐标匹配、影像数据的定向和镶嵌、建立三维地形模型。
(3)线路工程测量:以高精度、高分辨率正射影像和激光点云数据、数字高程模型数据为基础,采用二、三维结合方式,结
合架空送电线路设计业务需求,采用多人协同设计,实现线路路径优化设计、杆塔优化设计的一体化全流程应用。
4 工程应用实例
4.1 工程概况
针对500KV某变送电线路工程(线路长度约为130km)。
除变电站附近地形为平地外,其余为山地地形。
植被以稀疏灌木林为主,局部间杂茂密,交通条件一般。
4.2 激光测量系统检校
将机载激光测量系统安装到飞行器上后,首先必须进行系统检校,以获取相关参数,保证数据精度。
包括激光扫描仪的检校和数码相机的检校,必须按照相关技术手册进行。
4.3 地面GPS设基准站
激光飞行时需在地面布设GPS基准站,旨在航摄期间连续获取与机载GPS同步的观测数据,通过事后联合差分解算机载GPS轨迹。
相邻基站间最大间距不得超过60km。
4.4 实施航空摄影飞行
根据激光测量系统的检校参数,结合工程设计的航带,确定作业飞机的飞行参数及测量参数,选择合适的影像地面采样率、带宽和激光
点间距等参数,实施航飞过程。
4.5 数据处理
将机载激光扫描测量数据转化为线路勘测设计数据大致要经过下列几个步骤。
4.5.1 制作DEM、DSM和DOM
采用专业软件,导入激光点数据,设置分析参数,进行自动分类,区别地面、房屋、植被等,经分析对比,目前自动分类准确率仅为20%～30%。
在此基础上采用人工干预方式结合影像进行精确分类,得到准确的数字高程模型和数字表面模型和房屋等信息。
采用数码影像和精度更高的激光数据,经过纠正、镶嵌,可以获取比传统方法更加精确的正射影像图(DOM)。
4.5.2 制作平断面图
平断面图是输电线路勘测的主要成果之一。
平面图通过立体作业平台获取。
在断面图绘制中,中线、边线断面及风偏危险点从DEM中自动提取。
由于激光扫描测量系统所采集的点密度非常大,精度也较高,所含信息丰富,使得中线、边线断面可以同时获取DEM和DSM 2种数据,并且更加贴近真实地表,更好地服务于计算机的自动优化排位。
在本工程中,我们将常规工程测量方法获取的数据、传统的航测摄影测量数据和激光扫描测量数据进行了比较,证明机载激光扫描测
量数据是可靠的,其断面精度略高于普通航测断面精度。
4.5.3 绘制塔基地形图
从环境保护的角度考虑,在超高压、特高压输电线路勘测设计中杆塔位全方位高低腿已成必然趋势,因此结构专业对于塔基地形图测量的要求越来越高。
目前条件下线路终勘的塔基地形图大都采用工测方法测量,占用了大量的人力和时间(50％～70％),不仅费时费力,而且点不容易测到位,内业处理工作量也较大。
随着激光扫描测量技术的发展和成熟,精度越来越高,必将促进塔基地形图的数据采集和处理真正实现自动化。
另外,激光点精度较高,点间距约2m,在特定区域进行土方量自动平衡计算,可得准确的土方量值。
5 结论
(1)三维激光雷达技术使整个电网走廊、变电所基于三维真实场景,并与实时监测、视频等于一体的可视化成为可能;三维激光雷达技术使已建、新建电网,以及电网相关环境所有信息快速、低成本、高精度、全面获取成为可能,将实现电网的真正信息化。
(2)三维激光雷达技术与三维可视化技术、专家知识技术的融合,实现电网的三维可视化、智能化的仿真成为可能。
参考文献
[1] 张祖勋,张剑清．数字摄影测量学．武汉测绘科技大学出版
社,1997．
[2] 程正逢,王盛才,等.航空激光扫描测量系统在国外工程中的应用.地理空间信息,2003(3).。
