楠哥講心得之電力高壓走廊快速三維重建

2021-06-21 23:50:37 字數 1581 閱讀 9713

三維重建是計算機輔助幾何設計(cagd)、計算機圖形學(cg)、計算機動畫、計算機視覺、醫學影象處理、科學計算和虛擬實境、數字**創作等領域的共性科學問題和核心技術。借助這一技術,我們可以構建高壓走廊的真實三維場景,以虛擬實境的形式,將野外高壓走廊的三維資訊及綜合特徵直觀地展現在室內計算機上,工作人員只需要簡單操作滑鼠,就可以在計算機上從巨集觀到微觀多方位、多層面地快速了解高壓走廊的野外真實狀況。具有較強現勢性的高壓走廊真實三維場景,既可輔助已建線路的生產管理,又可輔助待擴建線路的規劃設計,在電力應用方面,具有很高的潛在實用價值。然而,在實際生產中,採用傳統的基於人工或是攝影測量的三維重建方式構建真實三維場景,需要消耗大量的人力和財力,且製作周期長。如何快速、經濟地構建高壓走廊真實三維場景,成為智慧型電網生產管理中亟待解決的問題之一

對於高壓走廊真實三維場景的構建來說,其首要關鍵技術就是場景中模型的快速構建。相對於人工測量以及攝影測量技術來說,機載雷射雷達(lidar,light detection and ranging)技術能夠快速獲取具備高定位精度及強現勢性的三維空間資料,在大規模三維重建方面優勢明顯。lidar整合了雷射測距、差分全球定位系統(dgps)和慣性導航(ins)等技術,擁有自動化程度高、受天氣影響小、定位精度高、生成資料周期短等優勢,可快速採集高壓走廊高精度的dsm點雲及高解析度影像,經相關資料處理與分析,即可獲取高壓走廊高精度的地形三維模型及電力線三維模型

在複雜電力設施的精細建模方面,基於實測資料直接重構出高精度精細三維模型方案的實用價值不高。一者,就目前技術而言,既快速又完整地構建出現勢性強的複雜精細三維模型幾乎不可能,一般需要很多的人工干預,效率低且成本高;二者,在實際生產中,大部分應用對模型細微結構的精確度要求並不高。相比而言,根據必要的實測資訊,按照一定的組合規範,基於線路典型模型庫間接組建出複雜電力設施的精細三維模型將更加經濟、高效。

隨著三維gis的蓬勃發展,國內外相繼出現了很多優秀的三維gis平台,如googleearth、skyline、worldwind、geo globe、ev-globe、nscglobe等。針對電力應用,部分三維gis平台實現了與電網資訊之間的結合,不但具備海量、多元資料的整合、管理能力,支援tb級空間資料的載入與快速漫遊,還支援常規輸電線路的自動化組裝與繪製、鐵塔及其附屬物的精確繪製以及單個大資料量模型的快速渲染。該類三維gis平台的出現,為複雜電力設施精細三維模型的快速構建提供了全新的解決思路。

綜上所述,機載lidar可快速獲取高壓走廊高精度的dsm點雲以及高解析度的下視影像,經相關技術處理,便可較為便捷地提取出大範圍現勢性強的地形以及電力設施的三維空間資料;三維gis平台可基於電力設施的真實空間及幾何資訊,結合線路典型三維模型及模型關聯式資料庫,自動化組裝和繪製出較為符合現實情況的電力設施精細三維模型,並且可高效能地管理和展示這些資料。可見,有機融合機載lidar和三維gis平台兩大技術,將能夠更加快速、經濟地構建出現勢性強的高壓走廊真實三維場景,對於線路運檢及輔助應急等電力應用,具有重大的現實意義。

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