CN111130010A - 一种输电走廊内植被状况获取方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种输电走廊内植被状况获取方法及装置，该方法中，使用遥感卫星搭载的传感器对预先划定的输电走廊区域进行拍摄，获得卫星图像，提取所述卫星图像的地物光谱特征，并根据所述地物光谱特征，生成图像矢量数据，根据所述图像矢量数据，获取地表植被信息，将所述地表植被信息与电网GIS信息进行叠加，获取目标区域内的植被类型以及目标区域内的植被与线路之间的垂直距离。本申请能够实现短周期、大范围的获取输电走廊内的植被状况，为运维人员提供准确的输电走廊内实时植被数据，有效保障输电线路的安全稳定运行。

Description

一种输电走廊内植被状况获取方法及装置

技术领域

本申请涉及输电线路运维技术领域，尤其涉及一种输电走廊内植被状况获取方法及装置。

背景技术

输电走廊是指沿高压架空电力线路两边导线，向两侧伸展规定宽度的线路下方带状区域。若输电走廊中导线与树木之间的距离小于电力规程要求的最小安全距离，导线会对树木放电，最终将造成线路跳闸。若输电走廊中植被茂密，在秋冬季节极易引起山火而导致停电事故。因此，输电走廊内的森林植被会给电网的安全稳定运行带来重大的安全隐患，每年因输电走廊内的树障、山火所导致的停电事故数不胜数。为了减少事故的发生，在巡线过程中，需掌握输电走廊内的植被状况，并对最小安全距离范围内的植被进行剪修维护。

目前，主要通过人工方式对输电走廊进行巡线，以获取植被状况，判断输电走廊内的植被类型以及其与导线之间的距离是否在最小安全距离范围内。但是人工巡线耗时长，尤其是针对长距离的输电线路，需要花费大量的时间以及人力资源。

发明内容

为了解决人工巡线耗时长，尤其是针对长距离的输电线路，需要花费大量的时间以及人力资源的问题，本申请通过以下实施例公开了一种输电走廊内植被状况获取方法及装置。

本申请第一方面公开了一种输电走廊内植被状况获取方法，包括：

获取目标区域的卫星图像，所述目标区域为预先划定的输电走廊区域，所述卫星图像为使用遥感卫星搭载的传感器拍摄所得的图像；

提取所述卫星图像的地物光谱特征，并根据所述地物光谱特征，生成图像矢量数据；

根据所述图像矢量数据，获取地表植被信息；

将所述地表植被信息与电网GIS信息进行叠加，获取植被状况，所述植被状况包括所述目标区域内的植被类型以及所述目标区域内的植被与线路之间的垂直距离，所述电网GIS信息为所述目标区域内的电网信息。

可选的，所述方法还包括：

根据所述植被状况，将所述目标区域划分为多个植被类型区域，所述多个植被类型区域包括柏油路区域、农田区域、灌木丛区域以及林木区域；

将所述林木区域划定为重点巡视区域。

可选的，所述方法还包括：

根据所述电网信息，获取目标线路的电压等级，所述目标线路为所述目标区域内的任意一段线路；

获取目标安全距离，所述目标安全距离为所述目标线路的电压等级对应的最小安全距离；

获取目标垂直距离，所述目标垂直距离为所述目标线路内的植被与所述目标线路之间的最小垂直距离；

判断所述目标垂直距离是否大于所述目标安全距离，若判断结果为否，则判定所述目标线路存在安全隐患。

可选的，所述根据所述图像矢量数据，获取地表植被信息，包括：

根据预设的归一化植被指数模型，对所述图像矢量数据进行反演计算，获取植被指数；

根据所述植被指数，获取所述地表植被信息，所述地表植被信息为柏油路信息、农田信息、灌木丛信息或林木信息。

本申请第二方面公开了一种输电走廊内植被状况获取装置，该装置应用于本申请第一方面公开的一种输电走廊内植被状况获取方法，该装置包括：

卫星图像获取模块，用于获取目标区域的卫星图像，所述目标区域为预先划定的输电走廊区域，所述卫星图像为使用遥感卫星搭载的传感器拍摄所得的图像；

矢量数据生成模块，用于提取所述卫星图像的地物光谱特征，并根据所述地物光谱特征，生成图像矢量数据；

植被信息获取模块，用于根据所述图像矢量数据，获取地表植被信息；

植被状况获取模块，用于将所述地表植被信息与电网GIS信息进行叠加，获取植被状况，所述植被状况包括所述目标区域内的植被类型以及所述目标区域内的植被与线路之间的垂直距离，所述电网GIS信息为所述目标区域内的电网信息。

可选的，所述装置还包括：

区域划分模块，用于根据所述植被状况，将所述目标区域划分为多个植被类型区域，所述多个植被类型区域包括柏油路区域、农田区域、灌木丛区域以及林木区域；

重点区域划定模块，用于将所述林木区域划定为重点巡视区域。

可选的，所述装置还包括：

电压等级获取模块，用于根据所述电网信息，获取目标线路的电压等级，所述目标线路为所述目标区域内的任意一段线路；

安全距离获取模块，用于获取目标安全距离，所述目标安全距离为所述目标线路的电压等级对应的最小安全距离；

垂直距离获取模块，用于获取目标垂直距离，所述目标垂直距离为所述目标线路内的植被与所述目标线路之间的最小垂直距离；

安全隐患判断模块，用于判断所述目标垂直距离是否大于所述目标安全距离，若判断结果为否，则判定所述目标线路存在安全隐患。

可选的，所述植被信息获取模块包括：

反演计算单元，用于根据预设的归一化植被指数模型，对所述图像矢量数据进行反演计算，获取植被指数；

植被信息获取单元，用于根据所述植被指数，获取所述地表植被信息，所述地表植被信息为柏油路信息、农田信息、灌木丛信息或林木信息。

本申请实施例公开了一种输电走廊内植被状况获取方法及装置，该方法中，使用遥感卫星搭载的传感器对预先划定的输电走廊区域进行拍摄，获得卫星图像，提取所述卫星图像的地物光谱特征，并根据所述地物光谱特征，生成图像矢量数据，根据所述图像矢量数据，获取地表植被信息，将所述地表植被信息与电网GIS信息进行叠加，获取目标区域内的植被类型以及目标区域内的植被与线路之间的垂直距离。本申请能够实现短周期、大范围的获取输电走廊内的植被状况，为运维人员提供输电走廊内实时植被数据，减轻运维人员的工作范围，最终达到减少输电线路因山火、树障等因素导致发生停电事故的概率，保障输电线路安全稳定运行。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种输电走廊内植被情况获取方法的工作流程示意图；

图2为本申请实施例提供的一种输电走廊内植被情况获取装置的结构示意图。

具体实施方式

为了解决人工巡线耗时长，尤其是针对长距离的输电线路，需要花费大量的时间以及人力资源的问题，本申请通过以下实施例公开了一种输电走廊内植被状况获取方法及装置。

本申请第一实施例公开了一种输电走廊内植被状况获取方法，参见图1，所述方法包括：

步骤S11，获取目标区域的卫星图像，所述目标区域为预先划定的输电走廊区域，所述卫星图像为使用遥感卫星搭载的传感器拍摄所得的图像。遥感卫星属于近地轨道卫星，重访周期小于5天，该类卫星的空间分辨率一般大于10m，能够清晰的反映出地物光谱信息，满足此类遥感卫星主要包括高分系列卫星、高景卫星、环境资源系列卫星等，该系列的卫星具有高空间分辨率、高时间分辨率的优点。

步骤S12，提取所述卫星图像的地物光谱特征，并根据所述地物光谱特征，生成图像矢量数据。

其中，地物光谱特征是自然界中任何地物都具有其自身的电磁辐射规律，本申请实施例中，利用地物光谱特征实现地物表面植被类型的区分。

步骤S13，根据所述图像矢量数据，获取地表植被信息。

其中，根据所述图像矢量数据，获取地表植被信息，包括：

根据预设的归一化植被指数模型，对所述图像矢量数据进行反演计算，获取植被指数。

植被指数是对地表植被状况的简单、有效和经验的度量,根据植被的光谱特性，将卫星可见光和近红外波段进行组合,形成了各种植被指数。在遥感应用领域，植被指数已广泛用来定性和定量评价植被覆盖及其生长活力。植被指数是两个或多个波长范围内的地物反射率组合运算，以增强植被某一特性或者细节。所有的植被指数要求从高精度的多光谱或者高光谱反射率数据中计算，植被指数没有一个普遍的值，其研究经常表明不同的结果。该指数随生物量的增加而迅速增大，能较好地反映植被覆盖度和生长状况的差异，特别适用于植被生长旺盛、具有高覆盖度的植被监测。

使用归一化植被指数模型，进行反演计算，获取植被指数。

归一化植被指数模型的公式如下：

其中，NDVI表示植被指数，ρ_NIR表示近红外波段的地表反射率，ρ_R表示红外波段的地表反射率。

根据所述植被指数，获取所述地表植被信息，所述地表植被信息为柏油路信息、农田信息、灌木丛信息或林木信息。

实际应用中，通过上述归一化植被指数模型反演计算所得的NDVI数值大小，即可判断出陆地表面是否为柏油路、农田、灌木丛、林木等信息。

本申请实施例公开的植被状况获取方法，能够做到自动接收数据、处理数据以及计算植被信息，无需人员干涉即可获取输电走廊内最全面的植被信息。

步骤S14，将所述地表植被信息与电网GIS信息进行叠加，获取植被状况，所述植被状况包括所述目标区域内的植被类型以及所述目标区域内的植被与线路之间的垂直距离，所述电网GIS信息为所述目标区域内的电网信息。其中，电网信息包括但不限于各种电力设备的坐标信息以及各线路的电压等级。其中各种电力设备的坐标信息包含了输电杆塔、变电站以及架空导线等坐标点。

电网GIS(Geographic Information System)是将电力企业的电力设备、变电站、输配电网络、电力用户与电力负荷等连接形成电力信息化的生产管理综合信息系统。通过电网GIS可查询各种电网GIS信息。

地表植被信息中包含了植被类型、植被高度以及植被坐标等信息，电网GIS信息中包含了各种电力设备的高度、坐标等信息，将这两种信息进行叠加融合，即可获取目标区域内各种电力设备周围的植被状况。

本申请实施例公开了一种输电走廊内植被状况获取方法及装置，该方法中，使用遥感卫星搭载的传感器对预先划定的输电走廊区域进行拍摄，获得卫星图像，提取所述卫星图像的地物光谱特征，并根据所述地物光谱特征，生成图像矢量数据，根据所述图像矢量数据，获取地表植被信息，将所述地表植被信息与电网GIS信息进行叠加，获取目标区域内的植被类型以及目标区域内的植被与线路之间的垂直距离。本申请能够实现短周期、大范围的获取输电走廊内的植被状况，为运维人员提供输电走廊内实时植被数据，减轻运维人员的工作范围，最终达到减少输电线路因山火、树障等因素导致发生停电事故的概率，保障输电线路安全稳定运行。

进一步的，所述方法还包括：

根据所述植被状况，将所述目标区域划分为多个植被类型区域，所述多个植被类型区域包括柏油路区域、农田区域、灌木丛区域以及林木区域。

将所述林木区域划定为重点巡视区域。

实际应用中，可以将所述林木区域标记为红色，作为重点巡视区域，并通过短信的方式将林木区域内的电力设备信息发送给运维负责人员，便于运维人员重点巡视此段区域，所发送的电力设备信息可以包括杆塔号、杆塔坐标点、植被类型为林木等信息，另外，若林木区域不足一个档距(档距指的是两基杆塔之间的距离)，此时，短信内容还可包括林地与杆塔的距离。

进一步的，所述方法还包括：

根据所述电网信息，获取目标线路的电压等级，所述目标线路为所述目标区域内的任意一段线路。

获取目标安全距离，所述目标安全距离为所述目标线路的电压等级对应的最小安全距离。

获取目标垂直距离，所述目标垂直距离为所述目标线路内的植被与所述目标线路之间的最小垂直距离。

判断所述目标垂直距离是否大于所述目标安全距离，若判断结果为否，则判定所述目标线路存在安全隐患。

输电线路电压等级的不同，其受植被影响的范围也不相同。根据电力规程要求，对于电压等级为500kV的输电导线，当林木与输电线路垂直距离超过300m的范围，可以认为该林木对输电导线不构成任何隐患；对于电压等级为220kV的输电导线，当林木与输电线路垂直距离超过100m的范围，可以认为该林木对输电导线不构成任何隐患；对于电压等级为110kV的输电导线，当林木与输电线路垂直距离超过50m的范围，可以认为该林木对输电导线不构成任何隐患；对于电压等级为10kV的输电导线，当林木与输电线路垂直距离超过10m的范围，可以认为该林木对输电导线不构成任何隐患，反之，则林木对输电线路安全稳定运行构成安全隐患。

下述为本申请公开的装置实施例，可以用于执行本申请方法实施例。对于装置实施例中未披露的细节，请参照本申请方法实施例。

本申请第二实施例公开了一种输电走廊内植被状况获取装置，该装置应用于本申请第一实施例公开的一种输电走廊内植被状况获取方法，参见图2，该装置包括：

卫星图像获取模块10，用于获取目标区域的卫星图像，所述目标区域为预先划定的输电走廊区域，所述卫星图像为使用遥感卫星搭载的传感器拍摄所得的图像。

矢量数据生成模块20，用于提取所述卫星图像的地物光谱特征，并根据所述地物光谱特征，生成图像矢量数据。

植被信息获取模块30，用于根据所述图像矢量数据，获取地表植被信息。

植被状况获取模块40，用于将所述地表植被信息与电网GIS信息进行叠加，获取植被状况，所述植被状况包括所述目标区域内的植被类型以及所述目标区域内的植被与线路之间的垂直距离，所述电网GIS信息为所述目标区域内的电网信息。

进一步的，所述装置还包括：

区域划分模块，用于根据所述植被状况，将所述目标区域划分为多个植被类型区域，所述多个植被类型区域包括柏油路区域、农田区域、灌木丛区域以及林木区域。

重点区域划定模块，用于将所述林木区域划定为重点巡视区域。

进一步的，所述装置还包括：

电压等级获取模块，用于根据所述电网信息，获取目标线路的电压等级，所述目标线路为所述目标区域内的任意一段线路。

安全距离获取模块，用于获取目标安全距离，所述目标安全距离为所述目标线路的电压等级对应的最小安全距离。

垂直距离获取模块，用于获取目标垂直距离，所述目标垂直距离为所述目标线路内的植被与所述目标线路之间的最小垂直距离。

安全隐患判断模块，用于判断所述目标垂直距离是否大于所述目标安全距离，若判断结果为否，则判定所述目标线路存在安全隐患。

进一步的，所述植被信息获取模块包括：

反演计算单元，用于根据预设的归一化植被指数模型，对所述图像矢量数据进行反演计算，获取植被指数。

植被信息获取单元，用于根据所述植被指数，获取所述地表植被信息，所述地表植被信息为柏油路信息、农田信息、灌木丛信息或林木信息。

遥感卫星实时将目标区域的图像数据传输到地面接收站，经地面接收站再分发至指定的前置机，最后传输到程序服务器进行计算处理，实际应用中，本申请第二实施例中公开的装置可以安装于该程序服务器中，用于执行本申请第一实施例公开的方法流程。

以上结合具体实施方式和范例性实例对本申请进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本申请的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本申请精神和范围的情况下，可以对本申请技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本申请的范围内。本申请的保护范围以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种输电走廊内植被状况获取方法，其特征在于，包括：

获取目标区域的卫星图像，所述目标区域为预先划定的输电走廊区域，所述卫星图像为使用遥感卫星搭载的传感器拍摄所得的图像；

提取所述卫星图像的地物光谱特征，并根据所述地物光谱特征，生成图像矢量数据；

根据所述图像矢量数据，获取地表植被信息；

将所述地表植被信息与电网GIS信息进行叠加，获取植被状况，所述植被状况包括所述目标区域内的植被类型以及所述目标区域内的植被与线路之间的垂直距离，所述电网GIS信息为所述目标区域内的电网信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据所述植被状况，将所述目标区域划分为多个植被类型区域，所述多个植被类型区域包括柏油路区域、农田区域、灌木丛区域以及林木区域；

将所述林木区域划定为重点巡视区域。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据所述电网信息，获取目标线路的电压等级，所述目标线路为所述目标区域内的任意一段线路；

获取目标安全距离，所述目标安全距离为所述目标线路的电压等级对应的最小安全距离；

获取目标垂直距离，所述目标垂直距离为所述目标线路内的植被与所述目标线路之间的最小垂直距离；

判断所述目标垂直距离是否大于所述目标安全距离，若判断结果为否，则判定所述目标线路存在安全隐患。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述图像矢量数据，获取地表植被信息，包括：

根据预设的归一化植被指数模型，对所述图像矢量数据进行反演计算，获取植被指数；

根据所述植被指数，获取所述地表植被信息，所述地表植被信息为柏油路信息、农田信息、灌木丛信息或林木信息。

5.一种输电走廊内植被状况获取装置，其特征在于，所述装置应用于权利要求1-4任一项所述的一种输电走廊内植被状况获取方法，所述装置包括：

卫星图像获取模块，用于获取目标区域的卫星图像，所述目标区域为预先划定的输电走廊区域，所述卫星图像为使用遥感卫星搭载的传感器拍摄所得的图像；

矢量数据生成模块，用于提取所述卫星图像的地物光谱特征，并根据所述地物光谱特征，生成图像矢量数据；

植被信息获取模块，用于根据所述图像矢量数据，获取地表植被信息；

植被状况获取模块，用于将所述地表植被信息与电网GIS信息进行叠加，获取植被状况，所述植被状况包括所述目标区域内的植被类型以及所述目标区域内的植被与线路之间的垂直距离，所述电网GIS信息为所述目标区域内的电网信息。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

区域划分模块，用于根据所述植被状况，将所述目标区域划分为多个植被类型区域，所述多个植被类型区域包括柏油路区域、农田区域、灌木丛区域以及林木区域；

重点区域划定模块，用于将所述林木区域划定为重点巡视区域。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

电压等级获取模块，用于根据所述电网信息，获取目标线路的电压等级，所述目标线路为所述目标区域内的任意一段线路；

安全距离获取模块，用于获取目标安全距离，所述目标安全距离为所述目标线路的电压等级对应的最小安全距离；

垂直距离获取模块，用于获取目标垂直距离，所述目标垂直距离为所述目标线路内的植被与所述目标线路之间的最小垂直距离；

安全隐患判断模块，用于判断所述目标垂直距离是否大于所述目标安全距离，若判断结果为否，则判定所述目标线路存在安全隐患。

8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述植被信息获取模块包括：

反演计算单元，用于根据预设的归一化植被指数模型，对所述图像矢量数据进行反演计算，获取植被指数；

植被信息获取单元，用于根据所述植被指数，获取所述地表植被信息，所述地表植被信息为柏油路信息、农田信息、灌木丛信息或林木信息。

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