采用无人机载激光点云的变电站场地平整识别方法与流程

技术特征：
1.采用无人机载激光点云的变电站场地平整识别方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤s1、外业勘测：对需进行场地平整的变电站进行现场勘测，确定无人机的起飞点、降落点，以及飞行区域、飞行高度、飞行架次；步骤s2、制定相控点：根据飞行区域，选择合适的相控点分布密度及相控点尺寸，同时在地面上做好相关标记，所述相控点用于搭建三维模型时校核；步骤s3、相控点的数据采集：无人机在固定的预设水平飞行高度，使机载点云设备保持竖直状态，对相控点区域多次采集其相控点地面数据以提高数据的准确率来便于点云数据的校验；步骤s4、场地的点云数据采集：无人机载激光点云测量设备按照轨迹飞行，维持姿态恒定以保证测量精度，采集飞行区域内的变电站场地点云数据；步骤s5、将生成的点云数据进行数据预处理，避免航测数据噪声和奇异值影响场地模型建立的质量；步骤s6、当点云数据中所有地面点均为特征点时，通过对特征点的计算来建立三维点云的数字高程模型；步骤s7、数据检验：在建立好的数字高程模型中找到相控点位置，校验模型与现场相控点数据是否一致，若不一致，则重新采集相控点地面数据；步骤s8、生成场地的三维实景模型；步骤s9：按场地平整要求应符合土石方平衡开挖原理和土石方最小开挖量的平整识别原则，进行场地平整识别。2.根据权利要求1所述的采用无人机载激光点云的变电站场地平整识别方法，其特征在于：所述步骤s2中，相控点分布密度标准为相控点每平方公里内不少于10个，相控点规格包括大小为40cm
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40cm的相控点规格。3.根据权利要求1所述的采用无人机载激光点云的变电站场地平整识别方法，其特征在于：所述步骤s3中，预设水平飞行高度为30米内。4.根据权利要求1所述的采用无人机载激光点云的变电站场地平整识别方法，其特征在于：所述步骤s5中，数据预处理的方法为：首先对原始点云数据进行分类，使用csf布料模拟滤波算法分出地形表面数据点和不同地物的数据点，初次过滤数据；再利用sor噪声滤波算法处理，以提升所采集的数据反应场地情况的准确度，避免航测数据噪声和奇异值影响场地模型建立的质量。5.根据权利要求1所述的采用无人机载激光点云的变电站场地平整识别方法，其特征在于：所述步骤s6中，点云数据中所有地面点均为特征点时，其数据信息经处理后是直接反映点位的三维坐标，经最小二乘法快速拟合为精确的三维坐标，再通过大量的特征点计算来获取数字高程模型。6.根据权利要求1所述的采用无人机载激光点云的变电站场地平整识别方法，其特征在于：所述步骤s8中，以三维点云模型进一步计算和连接搭建出三维三角的网格表面模型，具体方法是将图像中纹理像素映射到三维网格中来得到高精度且具有丰富细节的三维表面模型。7.根据权利要求1所述的采用无人机载激光点云的变电站场地平整识别方法，其特征在于：步骤s9中，根据生成的场地的三维实景模型实景模型，通过模型观测到场地的平整情
况；具体方法为：步骤a1、采用基于最小二乘法对场地平整标高进行优化，找到最佳场地平整高度，对变电站场地现场进行区域划分，即低于场地平整标准的需填方区和高于场地平整标准的挖方区；步骤a2、获得最佳场地平整高度，即施工高度，标准是使场地范围内所在的场地平整标高或微体积的土方石工程量达到最小，使其平方和最小，以公式表述为公式一；施工高度的目标函数为公式二；约束条件以公式表述为：式中:a为误差允许范围，即使用最小二乘法使各点间的距离；m、n、p、q为平整场地内方向上允许坡度限值；c
o
为场地内原点标高；c
k
为场地内任意一点的平面坐标；z
k
为任意一点原地形标高；h
k
为场地设计平面标高；标高z
高
为平整场地范围内允许标高最低限值；z
低
为平整场地范围内允许标高最高限值。

技术总结
本发明提出采用无人机载激光点云的变电站场地平整识别方法，包括以下步骤：步骤S1、外业勘测；步骤S2、制定相控点；步骤S3、相控点的数据采集；步骤S4、场地的点云数据采集；步骤S5、将生成的点云数据进行数据预处理，避免航测数据噪声和奇异值影响场地模型建立的质量；步骤S6、当点云数据中所有地面点均为特征点时，通过对特征点的计算来建立三维点云的数字高程模型；步骤S7、数据检验；步骤S8、生成场地的三维实景模型；步骤S9：按场地平整要求应符合土石方平衡开挖原理和土石方最小开挖量的平整识别原则，进行场地平整识别。本发明提升了传统遥感技术、倾斜摄影下场地实景模型搭建的精度，识别速度高，识别距离长，可工作在多种环境工况下。环境工况下。环境工况下。


技术研发人员：刘沁 陈秉乾 颜琰 张成炜
受保护的技术使用者：国网福建省电力有限公司
技术研发日：2022.03.31
技术公布日：2022/8/26