CN106815776A - 一种输电线路的三维可视化管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种输电线路的三维可视化管理方法，属于电力设备管理技术领域，方法包括：步骤S1，对所述输电线路进行巡检，以采集所述输电线路的线路数据；步骤S2，根据所述线路数据生成关联于所述输电线路的三维模型数据；步骤S3，根据所述三维模型生成关联于所述输电线路的三维场景；步骤S4，于所述三维场景中对所述输电线路进行可视化管理。上述技术方案的有益效果是：能够针对输电线路跨度长、运行状况复杂等特点通过大数据采集和分析对输电线路实现可视化的管理，满足实际需求。

Description

一种输电线路的三维可视化管理方法

技术领域

本发明涉及电力设备管理技术领域，尤其涉及一种输电线路的三维可视化管理方法。

背景技术

目前的电力系统输电线路通常呈线状分布，存在距离长以及杆塔分散的开放式运行环境等空间分布特性，在对输电线路进行检测会存在较复杂的问题，例如输电线路跨度较大造成检测难度增加，以及输电线路周围环境复杂导致对检测的干扰较大。另外，一般的二维地理信息系统无法完整地表现出输电线路沿线的复杂环境情况，在空间表现和分析能力等方面都具有很大的局限性。

发明内容

根据现有技术中存在的上述问题，现提供一种输电线路的三维可视化管理方法，旨在针对输电线路跨度长、运行状况复杂等特点通过大数据采集和分析对输电线路实现可视化的管理，满足实际需求。

上述技术方案具体包括：

一种输电线路的三维可视化管理方法，其中，包括：

步骤S1，对所述输电线路进行巡检，以采集所述输电线路的线路数据；

步骤S2，根据所述线路数据生成关联于所述输电线路的三维模型数据；

步骤S3，根据所述三维模型生成关联于所述输电线路的三维场景；

步骤S4，于所述三维场景中对所述输电线路进行可视化管理。

优选的，该三维可视化管理方法，其中，所述步骤S1中，采用飞行器携带激光雷达测量系统对所述输电线路进行巡检，以采集得到所述输电线路的所述线路数据；

所述激光雷达测量系统中包括GPS定位设备、激光扫描测距设备以及惯性导航设备。

优选的，该三维可视化管理方法，其中，所述步骤S1中，所述线路数据包括采集得到的所述输电线路的数码影像数据、激光点云数据以及GPS定位数据。

优选的，该三维可视化管理方法，其中，所述三维模型数据包括所述输电线路的数字高程模型；

所述步骤S2中，生成所述数字高程模型的方法具体包括：

步骤S21，对所述激光点云数据进行滤波；

步骤S22，根据经过滤波的所述激光点云数据以及所述GPS定位数据进行分类解算，以生成所述数字高程模型。

优选的，该三维可视化管理方法，其中，所述三维模型数据包括所述输电线路的数字正射影像；

所述步骤S2中，生成所述数字正射影像的方法具体包括：对所述数码影像数据进行纠偏处理，以生成所述数字正射影像。

优选的，该三维可视化管理方法，其中，所述三维模型数据包括所述输电线路周围地面物体的三维模型；

所述步骤S2中，生成所述三维模型的方法具体包括：以所述激光点云数据为参照，构建形成所述地面物体的所述三维模型；

所述地面物体包括：所述输电线路周围的道路，和/或建筑和/或植被。

优选的，该三维可视化管理方法，其中，所述三维模型数据包括所述输电线路的数字高程模型、所述输电线路的数字正射影像以及所述输电线路周围地面物体的三维模型；

所述步骤S3中，根据所述数字高程模型、所述数字正射影像以及所述三维模型构建所述输电线路的所述三维场景。

优选的，该三维可视化管理方法，其中，所述步骤S4中，所述可视化管理包括：

于所述输电线路被雷电击中时通过采集雷电数据在所述三维场景中标示雷击位置；和/或

对所述输电线路进行行波故障点的定位检测，并在所述三维场景中标示所述行波故障点；和/或

接收外部输入的所述输电线路中的电力设备的属性参数，并在所述三维场景中查询到相应的所述电力设备并显示。

上述技术方案的有益效果是：提供一种输电线路的三维可视化管理方法，能够针对输电线路跨度长、运行状况复杂等特点通过大数据采集和分析对输电线路实现可视化的管理，满足实际需求。

附图说明

图1是本发明的较佳的实施例中，一种输电线路的三维可视化管理方法的总体流程示意图；

图2是本发明的较佳的实施例中，生成数字高程模型的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

基于现有技术中存在的上述问题，现提供一种输电线路的三维可视化管理方法，该方法具体如图1所示，包括：

步骤S1，对输电线路进行巡检，以采集输电线路的线路数据；

步骤S2，根据线路数据生成关联于输电线路的三维模型数据；

步骤S3，根据三维模型生成关联于输电线路的三维场景；

步骤S4，于三维场景中对输电线路进行可视化管理。

具体地，本实施例中，首先通过对输电线路进行巡检来采集输电线路沿线的线路数据。所谓巡检，是指沿着输电线路的布线情况对其进行检测，以采集到输电线路沿线的所有数据。

本实施例中，根据沿输电线路进行巡检得到的线路数据可以构造关联于输电线路的三维模型数据。该三维模型数据可以真实地反映输电线路的工作状态，并且比二维图像具有更直观的显示效果。

本实施例中，随后根据上述三维模型数据能够构建关联于输电线路的三维场景。所谓三维场景，是指包括输电线路在内并能够真实反映输电线路周围状况的一种三维模型展现。

最后，本实施例中，根据上述三维场景能够进行针对输电线路的可视化管理操作。具体的可视化管理操作在下文中会详述。

本发明的较佳的实施例中，步骤S1中，采用飞行器携带激光雷达测量系统对输电线路进行巡检，以采集得到输电线路的线路数据；

激光雷达测量系统中包括GPS定位设备、激光扫描测距设备以及惯性导航设备。

具体地，本实施例中，上述步骤S1中，可以采用飞行器携带激光雷达测量系统对输电线路进行巡检，从而采集得到输电线路沿线的线路数据。

上述激光雷达测量系统具体可以包括GPS定位设备、激光扫描测距设备以及惯性导航设备。

其中，GPS定位设备和惯性导航设备都可以用来检测输电线路沿线不同检测点的GPS定位数据。激光扫描测距设备可以通过摄像和扫描等方式得到输电线路沿线的检测点上的数码图像数据以及激光点云数据。所谓激光点云数据，是指利用激光在同一空间参考系下获取物体表面每个采样点的空间坐标，得到的是一系列表达目标空间分布和目标表面特性的海量点的集合。激光点云数据的属性可以包括：空间分辨率、点位精度以及表面法向量等。采用激光点云数据能够获取空间维度内的输电线路场景数据。

本实施例中，上述GPS定位设备、激光扫描测距设备以及惯性导航设备均为现有的测量和检测用设备以及相配的软件系统，在此不再赘述。

本发明的较佳的实施例中，步骤S1中，上述线路数据包括采集得到的输电线路的数码影像数据、激光点云数据以及GPS定位数据。

则结合上文中所述，本发明的较佳的实施例中：

上述数码影像数据可以通过上述激光雷达测量系统中的激光扫描测距设备扫描得到。

上述激光点云数据同样可以通过上述激光雷达测量系统中的激光扫描测距设备采集得到。

上述GPS定位数据可以通过上述激光雷达测量系统中的GPS定位设备以及惯性导航设备采集获得。

本发明的较佳的实施例中，上述步骤S2中，根据线路数据形成的三维模型数据可以包括：数字高程模型(Digital Elevation Model，DEM)、数字正射影像以及输电线路周围物体的三维模型。

具体地，如上文中所述，上述数字高程模型可以通过上述采集得到的激光点云数据以及GPS定位数据得到，具体如图2所示，其步骤包括：

步骤S21，对激光点云数据进行滤波；

步骤S22，根据经过滤波的激光点云数据以及GPS定位数据进行分类解算，以生成数字高程模型。

具体地，本实施例中，所谓数字高程模型，是通过有限的地形高程数据实现对地形曲面数字化模拟(即地形表面形态的数字化表达)的一种实体底面模型，数字高程模型用一组有序数值阵列形式表示地面高程，其是数字地面模型(Digital Terrain Model，DTM)的一个分支。

而上述步骤S21中，所谓对激光点云数据进行滤波，就是将激光点云数据中的地面点和非地面点进行分离的过程，该对激光点云数据进行滤波的过程在现有技术中均有较多实现方式，在此不再赘述。

上述步骤S22中，最终通过经过滤波的激光点云数据结合GPS定位数据进行分类解算生成数字高程模型。该生成数字高程模型的过程在现有技术中也有较多实现方式，在此不再赘述。

本发明的较佳的实施例中，上述数字正射影像可以通过对所述数码影像数据进行纠偏处理来形成。对数码影像数据进行纠偏处理的过程在现有技术中有较多实现方式，在此不再赘述。

本发明的较佳的实施例中，上述周围物体的三维模型可以通过参照激光点云数据的方式构建。

具体地，所谓输电线路的周围物体，是指输电线路经过的地区的周边物体，包括周边的道路、建筑以及植被等，通过对上述周围物体进行三维建模，能够清楚且直观地告知使用者输电线路的周边环境状况。

本发明的较佳的实施例中，上述步骤S4中，最终根据上述数字高程模型、数字正射影像以及上述周围物体的三维模型构建关联于输电线路的三维场景，该三维场景为根据上述三维模型数据中包括的三部分内容恢复的场景，能够直观地向使用者展示输电线路及其沿线周边环境的真实状况。

本发明的较佳的实施例中，使用者可以对最终形成的三维场景进行操作，并可以在三维场景中观察得到输电线路及其周围环境的当前状况。

具体地，本发明的较佳的实施例中，上述步骤S4中，对三维场景进行可视化管理具体包括：

于输电线路被雷电击中时通过采集雷电数据在三维场景中标示雷击位置；和/或

对输电线路进行行波故障点的定位检测，并在三维场景中标示行波故障点；和/或

接收外部输入的输电线路中的电力设备的属性参数，并在三维场景中查询到相应的电力设备并显示。

本实施例中，上述雷击标识的可视化管理可以为：当输电线路遭遇雷击时，可以通过传感器采集雷电系统数据，并在三维场景中表示输电线路通道的三维模型上直观地标示雷击位置，以便于维修人员尽快抵达雷击位置进行维修。

本实施例中，上述行波故障点定位检测并显示主要给使用者一个对故障行波的直观影像，便于迅速找到行波故障点，并且便于对故障行波进行修复。所谓故障行波，是指当输电线路的某一点出现电压电流的突然变化时，其会以电磁波的形式按一定的速度从故障点向输电线路两端传播，从而会影响输电线路的安全稳定运行。采用本实施例中可视化的行波故障点定位检测并显示的方法，能够更迅速更直观地找到行波故障点并进行维修，避免因故障行波造成输电线路进一步的损坏。

本实施例中，上述可视化管理还可以是接收外部输入的输电线路中的电力设备的属性参数，并且在三维场景中显示该电力设备。上述可视化管理实际为输电线路中电力设备的可视化查询操作，可以在三维场景中直观地向使用者呈现使用者想要查询的电力设备。进一步地，在该可视化管理中，还可以将该电力设备的相关属性显示在该电力设备周围，以显示一个电力设备的完整信息。

进一步地，本发明的较佳的实施例中，上述可视化管理还可以包括：对当前采集到的输电线路的相关数据以及历史数据进行比对和分析，对输电线路上的未来变化做一定的趋势模拟和分析。

上文中所述的“输电线路的相关数据”以及该数据的历史数据，可以包括用于表示输电线路工作状态的各类属性数据，以及输电线路周围环境中的各种物体的物理数据。例如在上述相关数据中包括输电线路沿线的周围环境中的树木当前高度的物理数据，则可以根据上述物理数据以及该物理数据相关的历史数据模拟出树木的长势，从而可以判断树木长势是否会影响到输电线路的正常工作，并且提前进行相关的预防措施。上述趋势分析还适用于对电力设备的工作状态进行分析，即利用历史数据的变化分析电力设备之后工作时的数据趋势，从而判断是否可能发生设备故障，提前进行相关的预防措施，以提前掌握设备运行风险。

本发明的较佳的实施例中，上述可视化管理还可以包括：根据对输电线路中的各电力设备进行基础数据监测和运行数据监测，并基于基础数据和运行数据建立综合评价模型，以对不同的电力设备进行总体健康状态的综合评价，将评价结果显示在三维场景中不同的电力设备的所在位置。上述基础数据可以为电力设备的静态物理数据，例如电力设备的外表物理数据、额定功率以及额定电压等。上述运行数据可以为电力设备在工作时采集到的工作状态数据，例如电力设备在工作时的当前电压、当前功率以及当前采集数据的状态信息等。、

针对上述电力设备的评价结果，使用者可以及时指定设备检修策略，为技改、大修计划指定、筛选评审提供决策依据。

本发明的较佳的实施例中，上述可视化管理还可以包括：在输电线路中的电力设备上安装传感器以及摄像头等数据采集设备，并且基于设备自动巡检技术和安防技术，在发现设备外观发生变化、表计发生变化、出现发热缺陷、出现非法入侵现象、有物体靠近、现场出现烟火等危害设备健康的因素时及时报警，并且将报警信息显示在三维场景上电力设备相应的位置。

本发明的较佳的实施例中，上述可视化管理还可以包括：通过在可视化界面上输入查询条件来查询输电线路的历史数据，包括输电线路上电力设备的设备历史数据等，从而让使用者时刻掌握电力设备的运行状况。

本发明的较佳的实施例中，上述可视化管理还可以包括：综合电力设备的设备数据可以得到当前设备的状态断面并显示在三维场景中，并且进行输电线路上系统间电力设备状态的互检比对，以提醒其他系统或国能进行检查与核对。

本发明的较佳的实施例中，上述可视化管理还可以包括：基于上述电力设备的历史数据，自动总结电网调度规则，在任意时刻断面的基础上自动收集涉及电力设备的状态变化的计划类信息并进行智能编排，以演算出未来一段时间内的调度操作历程，并最终预测输电线路在某一时刻的设备断面。把上述演算和预测的结果均显示在三维场景中。

本发明的较佳的实施例中，上述可视化管理可以包括上文中所述的一种或几种。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种输电线路的三维可视化管理方法，其特征在于，包括：

步骤S1，对所述输电线路进行巡检，以采集所述输电线路的线路数据；

步骤S2，根据所述线路数据生成关联于所述输电线路的三维模型数据；

步骤S3，根据所述三维模型生成关联于所述输电线路的三维场景；

步骤S4，于所述三维场景中对所述输电线路进行可视化管理。

2.如权利要求1所述的三维可视化管理方法，其特征在于，所述步骤S1中，采用飞行器携带激光雷达测量系统对所述输电线路进行巡检，以采集得到所述输电线路的所述线路数据；

所述激光雷达测量系统中包括GPS定位设备、激光扫描测距设备以及惯性导航设备。

3.如权利要求1所述的三维可视化管理方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述线路数据包括采集得到的所述输电线路的数码影像数据、激光点云数据以及GPS定位数据。

4.如权利要求3所述的三维可视化管理方法，其特征在于，所述三维模型数据包括所述输电线路的数字高程模型；

所述步骤S2中，生成所述数字高程模型的方法具体包括：

步骤S21，对所述激光点云数据进行滤波；

步骤S22，根据经过滤波的所述激光点云数据以及所述GPS定位数据进行分类解算，以生成所述数字高程模型。

5.如权利要求3所述的三维可视化管理方法，其特征在于，所述三维模型数据包括所述输电线路的数字正射影像；

所述步骤S2中，生成所述数字正射影像的方法具体包括：对所述数码影像数据进行纠偏处理，以生成所述数字正射影像。

6.如权利要求3所述的三维可视化管理方法，其特征在于，所述三维模型数据包括所述输电线路周围地面物体的三维模型；

所述步骤S2中，生成所述三维模型的方法具体包括：以所述激光点云数据为参照，构建形成所述地面物体的所述三维模型；

所述地面物体包括：所述输电线路周围的道路，和/或建筑和/或植被。

7.如权利要求3所述的三维可视化管理方法，其特征在于，所述三维模型数据包括所述输电线路的数字高程模型、所述输电线路的数字正射影像以及所述输电线路周围地面物体的三维模型；

所述步骤S3中，根据所述数字高程模型、所述数字正射影像以及所述三维模型构建所述输电线路的所述三维场景。

8.如权利要求1所述的三维可视化管理方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述可视化管理包括：

于所述输电线路被雷电击中时通过采集雷电数据在所述三维场景中标示雷击位置；和/或

对所述输电线路进行行波故障点的定位检测，并在所述三维场景中标示所述行波故障点；和/或

接收外部输入的所述输电线路中的电力设备的属性参数，并在所述三维场景中查询到相应的所述电力设备并显示。