本發(fā)明涉及電力設(shè)備管理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種輸電線路的三維可視化管理方法。

背景技術(shù)：

目前的電力系統(tǒng)輸電線路通常呈線狀分布，存在距離長以及桿塔分散的開放式運行環(huán)境等空間分布特性，在對輸電線路進行檢測會存在較復雜的問題，例如輸電線路跨度較大造成檢測難度增加，以及輸電線路周圍環(huán)境復雜導致對檢測的干擾較大。另外，一般的二維地理信息系統(tǒng)無法完整地表現(xiàn)出輸電線路沿線的復雜環(huán)境情況，在空間表現(xiàn)和分析能力等方面都具有很大的局限性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，現(xiàn)提供一種輸電線路的三維可視化管理方法，旨在針對輸電線路跨度長、運行狀況復雜等特點通過大數(shù)據(jù)采集和分析對輸電線路實現(xiàn)可視化的管理，滿足實際需求。

上述技術(shù)方案具體包括：

一種輸電線路的三維可視化管理方法，其中，包括：

步驟S1，對所述輸電線路進行巡檢，以采集所述輸電線路的線路數(shù)據(jù)；

步驟S2，根據(jù)所述線路數(shù)據(jù)生成關(guān)聯(lián)于所述輸電線路的三維模型數(shù)據(jù)；

步驟S3，根據(jù)所述三維模型生成關(guān)聯(lián)于所述輸電線路的三維場景；

步驟S4，于所述三維場景中對所述輸電線路進行可視化管理。

優(yōu)選的，該三維可視化管理方法，其中，所述步驟S1中，采用飛行器攜帶激光雷達測量系統(tǒng)對所述輸電線路進行巡檢，以采集得到所述輸電線路的所述線路數(shù)據(jù)；

所述激光雷達測量系統(tǒng)中包括GPS定位設(shè)備、激光掃描測距設(shè)備以及慣性導航設(shè)備。

優(yōu)選的，該三維可視化管理方法，其中，所述步驟S1中，所述線路數(shù)據(jù)包括采集得到的所述輸電線路的數(shù)碼影像數(shù)據(jù)、激光點云數(shù)據(jù)以及GPS定位數(shù)據(jù)。

優(yōu)選的，該三維可視化管理方法，其中，所述三維模型數(shù)據(jù)包括所述輸電線路的數(shù)字高程模型；

所述步驟S2中，生成所述數(shù)字高程模型的方法具體包括：

步驟S21，對所述激光點云數(shù)據(jù)進行濾波；

步驟S22，根據(jù)經(jīng)過濾波的所述激光點云數(shù)據(jù)以及所述GPS定位數(shù)據(jù)進行分類解算，以生成所述數(shù)字高程模型。

優(yōu)選的，該三維可視化管理方法，其中，所述三維模型數(shù)據(jù)包括所述輸電線路的數(shù)字正射影像；

所述步驟S2中，生成所述數(shù)字正射影像的方法具體包括：對所述數(shù)碼影像數(shù)據(jù)進行糾偏處理，以生成所述數(shù)字正射影像。

優(yōu)選的，該三維可視化管理方法，其中，所述三維模型數(shù)據(jù)包括所述輸電線路周圍地面物體的三維模型；

所述步驟S2中，生成所述三維模型的方法具體包括：以所述激光點云數(shù)據(jù)為參照，構(gòu)建形成所述地面物體的所述三維模型；

所述地面物體包括：所述輸電線路周圍的道路，和/或建筑和/或植被。

優(yōu)選的，該三維可視化管理方法，其中，所述三維模型數(shù)據(jù)包括所述輸電線路的數(shù)字高程模型、所述輸電線路的數(shù)字正射影像以及所述輸電線路周圍地面物體的三維模型；

所述步驟S3中，根據(jù)所述數(shù)字高程模型、所述數(shù)字正射影像以及所述三維模型構(gòu)建所述輸電線路的所述三維場景。

優(yōu)選的，該三維可視化管理方法，其中，所述步驟S4中，所述可視化管理包括：

于所述輸電線路被雷電擊中時通過采集雷電數(shù)據(jù)在所述三維場景中標示雷擊位置；和/或

對所述輸電線路進行行波故障點的定位檢測，并在所述三維場景中標示所述行波故障點；和/或

接收外部輸入的所述輸電線路中的電力設(shè)備的屬性參數(shù)，并在所述三維場景中查詢到相應(yīng)的所述電力設(shè)備并顯示。

上述技術(shù)方案的有益效果是：提供一種輸電線路的三維可視化管理方法，能夠針對輸電線路跨度長、運行狀況復雜等特點通過大數(shù)據(jù)采集和分析對輸電線路實現(xiàn)可視化的管理，滿足實際需求。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的較佳的實施例中，一種輸電線路的三維可視化管理方法的總體流程示意圖；

圖2是本發(fā)明的較佳的實施例中，生成數(shù)字高程模型的流程示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明，但不作為本發(fā)明的限定。

基于現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，現(xiàn)提供一種輸電線路的三維可視化管理方法，該方法具體如圖1所示，包括：

步驟S1，對輸電線路進行巡檢，以采集輸電線路的線路數(shù)據(jù)；

步驟S2，根據(jù)線路數(shù)據(jù)生成關(guān)聯(lián)于輸電線路的三維模型數(shù)據(jù)；

步驟S3，根據(jù)三維模型生成關(guān)聯(lián)于輸電線路的三維場景；

步驟S4，于三維場景中對輸電線路進行可視化管理。

具體地，本實施例中，首先通過對輸電線路進行巡檢來采集輸電線路沿線的線路數(shù)據(jù)。所謂巡檢，是指沿著輸電線路的布線情況對其進行檢測，以采集到輸電線路沿線的所有數(shù)據(jù)。

本實施例中，根據(jù)沿輸電線路進行巡檢得到的線路數(shù)據(jù)可以構(gòu)造關(guān)聯(lián)于輸電線路的三維模型數(shù)據(jù)。該三維模型數(shù)據(jù)可以真實地反映輸電線路的工作狀態(tài)，并且比二維圖像具有更直觀的顯示效果。

本實施例中，隨后根據(jù)上述三維模型數(shù)據(jù)能夠構(gòu)建關(guān)聯(lián)于輸電線路的三維場景。所謂三維場景，是指包括輸電線路在內(nèi)并能夠真實反映輸電線路周圍狀況的一種三維模型展現(xiàn)。

最后，本實施例中，根據(jù)上述三維場景能夠進行針對輸電線路的可視化管理操作。具體的可視化管理操作在下文中會詳述。

本發(fā)明的較佳的實施例中，步驟S1中，采用飛行器攜帶激光雷達測量系統(tǒng)對輸電線路進行巡檢，以采集得到輸電線路的線路數(shù)據(jù)；

激光雷達測量系統(tǒng)中包括GPS定位設(shè)備、激光掃描測距設(shè)備以及慣性導航設(shè)備。

具體地，本實施例中，上述步驟S1中，可以采用飛行器攜帶激光雷達測量系統(tǒng)對輸電線路進行巡檢，從而采集得到輸電線路沿線的線路數(shù)據(jù)。

上述激光雷達測量系統(tǒng)具體可以包括GPS定位設(shè)備、激光掃描測距設(shè)備以及慣性導航設(shè)備。

其中，GPS定位設(shè)備和慣性導航設(shè)備都可以用來檢測輸電線路沿線不同檢測點的GPS定位數(shù)據(jù)。激光掃描測距設(shè)備可以通過攝像和掃描等方式得到輸電線路沿線的檢測點上的數(shù)碼圖像數(shù)據(jù)以及激光點云數(shù)據(jù)。所謂激光點云數(shù)據(jù)，是指利用激光在同一空間參考系下獲取物體表面每個采樣點的空間坐標，得到的是一系列表達目標空間分布和目標表面特性的海量點的集合。激光點云數(shù)據(jù)的屬性可以包括：空間分辨率、點位精度以及表面法向量等。采用激光點云數(shù)據(jù)能夠獲取空間維度內(nèi)的輸電線路場景數(shù)據(jù)。

本實施例中，上述GPS定位設(shè)備、激光掃描測距設(shè)備以及慣性導航設(shè)備均為現(xiàn)有的測量和檢測用設(shè)備以及相配的軟件系統(tǒng)，在此不再贅述。

本發(fā)明的較佳的實施例中，步驟S1中，上述線路數(shù)據(jù)包括采集得到的輸電線路的數(shù)碼影像數(shù)據(jù)、激光點云數(shù)據(jù)以及GPS定位數(shù)據(jù)。

則結(jié)合上文中所述，本發(fā)明的較佳的實施例中：

上述數(shù)碼影像數(shù)據(jù)可以通過上述激光雷達測量系統(tǒng)中的激光掃描測距設(shè)備掃描得到。

上述激光點云數(shù)據(jù)同樣可以通過上述激光雷達測量系統(tǒng)中的激光掃描測距設(shè)備采集得到。

上述GPS定位數(shù)據(jù)可以通過上述激光雷達測量系統(tǒng)中的GPS定位設(shè)備以及慣性導航設(shè)備采集獲得。

本發(fā)明的較佳的實施例中，上述步驟S2中，根據(jù)線路數(shù)據(jù)形成的三維模型數(shù)據(jù)可以包括：數(shù)字高程模型(Digital Elevation Model，DEM)、數(shù)字正射影像以及輸電線路周圍物體的三維模型。

具體地，如上文中所述，上述數(shù)字高程模型可以通過上述采集得到的激光點云數(shù)據(jù)以及GPS定位數(shù)據(jù)得到，具體如圖2所示，其步驟包括：

步驟S21，對激光點云數(shù)據(jù)進行濾波；

步驟S22，根據(jù)經(jīng)過濾波的激光點云數(shù)據(jù)以及GPS定位數(shù)據(jù)進行分類解算，以生成數(shù)字高程模型。

具體地，本實施例中，所謂數(shù)字高程模型，是通過有限的地形高程數(shù)據(jù)實現(xiàn)對地形曲面數(shù)字化模擬(即地形表面形態(tài)的數(shù)字化表達)的一種實體底面模型，數(shù)字高程模型用一組有序數(shù)值陣列形式表示地面高程，其是數(shù)字地面模型(Digital Terrain Model，DTM)的一個分支。

而上述步驟S21中，所謂對激光點云數(shù)據(jù)進行濾波，就是將激光點云數(shù)據(jù)中的地面點和非地面點進行分離的過程，該對激光點云數(shù)據(jù)進行濾波的過程在現(xiàn)有技術(shù)中均有較多實現(xiàn)方式，在此不再贅述。

上述步驟S22中，最終通過經(jīng)過濾波的激光點云數(shù)據(jù)結(jié)合GPS定位數(shù)據(jù)進行分類解算生成數(shù)字高程模型。該生成數(shù)字高程模型的過程在現(xiàn)有技術(shù)中也有較多實現(xiàn)方式，在此不再贅述。

本發(fā)明的較佳的實施例中，上述數(shù)字正射影像可以通過對所述數(shù)碼影像數(shù)據(jù)進行糾偏處理來形成。對數(shù)碼影像數(shù)據(jù)進行糾偏處理的過程在現(xiàn)有技術(shù)中有較多實現(xiàn)方式，在此不再贅述。

本發(fā)明的較佳的實施例中，上述周圍物體的三維模型可以通過參照激光點云數(shù)據(jù)的方式構(gòu)建。

具體地，所謂輸電線路的周圍物體，是指輸電線路經(jīng)過的地區(qū)的周邊物體，包括周邊的道路、建筑以及植被等，通過對上述周圍物體進行三維建模，能夠清楚且直觀地告知使用者輸電線路的周邊環(huán)境狀況。

本發(fā)明的較佳的實施例中，上述步驟S4中，最終根據(jù)上述數(shù)字高程模型、數(shù)字正射影像以及上述周圍物體的三維模型構(gòu)建關(guān)聯(lián)于輸電線路的三維場景，該三維場景為根據(jù)上述三維模型數(shù)據(jù)中包括的三部分內(nèi)容恢復的場景，能夠直觀地向使用者展示輸電線路及其沿線周邊環(huán)境的真實狀況。

本發(fā)明的較佳的實施例中，使用者可以對最終形成的三維場景進行操作，并可以在三維場景中觀察得到輸電線路及其周圍環(huán)境的當前狀況。

具體地，本發(fā)明的較佳的實施例中，上述步驟S4中，對三維場景進行可視化管理具體包括：

于輸電線路被雷電擊中時通過采集雷電數(shù)據(jù)在三維場景中標示雷擊位置；和/或

對輸電線路進行行波故障點的定位檢測，并在三維場景中標示行波故障點；和/或

接收外部輸入的輸電線路中的電力設(shè)備的屬性參數(shù)，并在三維場景中查詢到相應(yīng)的電力設(shè)備并顯示。

本實施例中，上述雷擊標識的可視化管理可以為：當輸電線路遭遇雷擊時，可以通過傳感器采集雷電系統(tǒng)數(shù)據(jù)，并在三維場景中表示輸電線路通道的三維模型上直觀地標示雷擊位置，以便于維修人員盡快抵達雷擊位置進行維修。

本實施例中，上述行波故障點定位檢測并顯示主要給使用者一個對故障行波的直觀影像，便于迅速找到行波故障點，并且便于對故障行波進行修復。所謂故障行波，是指當輸電線路的某一點出現(xiàn)電壓電流的突然變化時，其會以電磁波的形式按一定的速度從故障點向輸電線路兩端傳播，從而會影響輸電線路的安全穩(wěn)定運行。采用本實施例中可視化的行波故障點定位檢測并顯示的方法，能夠更迅速更直觀地找到行波故障點并進行維修，避免因故障行波造成輸電線路進一步的損壞。

本實施例中，上述可視化管理還可以是接收外部輸入的輸電線路中的電力設(shè)備的屬性參數(shù)，并且在三維場景中顯示該電力設(shè)備。上述可視化管理實際為輸電線路中電力設(shè)備的可視化查詢操作，可以在三維場景中直觀地向使用者呈現(xiàn)使用者想要查詢的電力設(shè)備。進一步地，在該可視化管理中，還可以將該電力設(shè)備的相關(guān)屬性顯示在該電力設(shè)備周圍，以顯示一個電力設(shè)備的完整信息。

進一步地，本發(fā)明的較佳的實施例中，上述可視化管理還可以包括：對當前采集到的輸電線路的相關(guān)數(shù)據(jù)以及歷史數(shù)據(jù)進行比對和分析，對輸電線路上的未來變化做一定的趨勢模擬和分析。

上文中所述的“輸電線路的相關(guān)數(shù)據(jù)”以及該數(shù)據(jù)的歷史數(shù)據(jù)，可以包括用于表示輸電線路工作狀態(tài)的各類屬性數(shù)據(jù)，以及輸電線路周圍環(huán)境中的各種物體的物理數(shù)據(jù)。例如在上述相關(guān)數(shù)據(jù)中包括輸電線路沿線的周圍環(huán)境中的樹木當前高度的物理數(shù)據(jù)，則可以根據(jù)上述物理數(shù)據(jù)以及該物理數(shù)據(jù)相關(guān)的歷史數(shù)據(jù)模擬出樹木的長勢，從而可以判斷樹木長勢是否會影響到輸電線路的正常工作，并且提前進行相關(guān)的預(yù)防措施。上述趨勢分析還適用于對電力設(shè)備的工作狀態(tài)進行分析，即利用歷史數(shù)據(jù)的變化分析電力設(shè)備之后工作時的數(shù)據(jù)趨勢，從而判斷是否可能發(fā)生設(shè)備故障，提前進行相關(guān)的預(yù)防措施，以提前掌握設(shè)備運行風險。

本發(fā)明的較佳的實施例中，上述可視化管理還可以包括：根據(jù)對輸電線路中的各電力設(shè)備進行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)監(jiān)測和運行數(shù)據(jù)監(jiān)測，并基于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和運行數(shù)據(jù)建立綜合評價模型，以對不同的電力設(shè)備進行總體健康狀態(tài)的綜合評價，將評價結(jié)果顯示在三維場景中不同的電力設(shè)備的所在位置。上述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)可以為電力設(shè)備的靜態(tài)物理數(shù)據(jù)，例如電力設(shè)備的外表物理數(shù)據(jù)、額定功率以及額定電壓等。上述運行數(shù)據(jù)可以為電力設(shè)備在工作時采集到的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)，例如電力設(shè)備在工作時的當前電壓、當前功率以及當前采集數(shù)據(jù)的狀態(tài)信息等。、

針對上述電力設(shè)備的評價結(jié)果，使用者可以及時指定設(shè)備檢修策略，為技改、大修計劃指定、篩選評審提供決策依據(jù)。

本發(fā)明的較佳的實施例中，上述可視化管理還可以包括：在輸電線路中的電力設(shè)備上安裝傳感器以及攝像頭等數(shù)據(jù)采集設(shè)備，并且基于設(shè)備自動巡檢技術(shù)和安防技術(shù)，在發(fā)現(xiàn)設(shè)備外觀發(fā)生變化、表計發(fā)生變化、出現(xiàn)發(fā)熱缺陷、出現(xiàn)非法入侵現(xiàn)象、有物體靠近、現(xiàn)場出現(xiàn)煙火等危害設(shè)備健康的因素時及時報警，并且將報警信息顯示在三維場景上電力設(shè)備相應(yīng)的位置。

本發(fā)明的較佳的實施例中，上述可視化管理還可以包括：通過在可視化界面上輸入查詢條件來查詢輸電線路的歷史數(shù)據(jù)，包括輸電線路上電力設(shè)備的設(shè)備歷史數(shù)據(jù)等，從而讓使用者時刻掌握電力設(shè)備的運行狀況。

本發(fā)明的較佳的實施例中，上述可視化管理還可以包括：綜合電力設(shè)備的設(shè)備數(shù)據(jù)可以得到當前設(shè)備的狀態(tài)斷面并顯示在三維場景中，并且進行輸電線路上系統(tǒng)間電力設(shè)備狀態(tài)的互檢比對，以提醒其他系統(tǒng)或國能進行檢查與核對。

本發(fā)明的較佳的實施例中，上述可視化管理還可以包括：基于上述電力設(shè)備的歷史數(shù)據(jù)，自動總結(jié)電網(wǎng)調(diào)度規(guī)則，在任意時刻斷面的基礎(chǔ)上自動收集涉及電力設(shè)備的狀態(tài)變化的計劃類信息并進行智能編排，以演算出未來一段時間內(nèi)的調(diào)度操作歷程，并最終預(yù)測輸電線路在某一時刻的設(shè)備斷面。把上述演算和預(yù)測的結(jié)果均顯示在三維場景中。

本發(fā)明的較佳的實施例中，上述可視化管理可以包括上文中所述的一種或幾種。

以上所述僅為本發(fā)明較佳的實施例，并非因此限制本發(fā)明的實施方式及保護范圍，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，應(yīng)當能夠意識到凡運用本發(fā)明說明書及圖示內(nèi)容所作出的等同替換和顯而易見的變化所得到的方案，均應(yīng)當包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。