CN115270240A - 输电区域可视化实现方法、装置、计算机设备和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种输电区域可视化实现方法、装置、计算机设备、存储介质。所述方法包括：通过获取输电区域的点云数据、数字高程模型数据和数字正射影像数据搭建输电区域的三维立体模型，获取并分析输电设备的点云数据以及二维图像得到每个输电设备的结构属性数据，将输电设备结构属性数据与三维模型结合生成具有建筑结构属性的立体三维BIM模型，再将三维BIM模型导入地理信息模型时，对三维BIM模型对应的参考点在地理信息模型中的位置进行偏差校准，提高了模型可视化的准确性，获取输电设备所产生的实时数据，并将实时数据导入可视化模型中，并实时显示数据，增强了空间表现力，使得数据可视化呈现效果更加精准。
Description
技术领域
本申请涉及计算机技术领域，特别是涉及一种输电区域可视化实现方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品。
背景技术
随着计算机技术的发展，可视化方法的研究受到越来越多的关注，实现电网中输电区域输电设备可视化的管理方法，能够更直观更便捷地反映出电网中各输电设备的运行情况。
传统方案是通过二维地理信息系统实现对电网的智能管理，但是传统的二维地理信息可视化系统无法完整地表现出电网的复杂环境情况，空间表现力不强，数据可视化呈现效果不够精准。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种输电区域可视化实现方法、装置、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品，使得数据可视化呈现效果更加精准。
一种输电区域可视化实现方法，包括：
获取输电区域内的地理信息数据，根据地理信息数据构建地理信息模型；
获取输电区域内输电设备的点云数据以及输电设备的二维图像，根据点云数据以及二维图像得到输电设备结构属性数据；
根据输电设备的设计图纸得到输电设备三维模型，将输电设备结构属性数据输入输电设备三维模型生成输电设备的三维BIM模型；
将三维BIM模型的工程坐标系映射到地理信息模型的地理坐标系中，并获取三维BIM模型的参考点位置信息，参考点位置信息为三维BIM模型对应的输电设备在地理坐标系中的位置信息；
获取三维BIM模型的实际地理位置信息，对实际地理位置信息与参考点位置信息进行比对得到位置偏差，根据位置偏差对所述三维BIM模型的位置进行偏差校准；
将三维BIM模型导入地理信息模型得到输电区域可视化模型，获取输电区域内输电设备产生的实时数据，将实时数据导入到输电区域可视化模型中对应的三维BIM模型上，并实时显示实时数据。
在一个实施例中，获取输电区域内的地理信息数据，根据地理信息数据构建地理信息模型，包括：
获取输电区域的激光点云数据、数字高程模型数据和数字正射影像数据；
将输电区域的激光点云数据、数字高程模型数据和数字正射影像数据输入到GIS平台中得到三维的地理信息模型。
在一个实施例中，获取输电区域内输电设备的点云数据以及输电设备的二维图像，根据点云数据以及所述二维图像得到输电设备结构属性数据，包括：
根据输电设备的点云数据得到输电设备的空间结构信息；
对输电设备的二维图像进行图像识别得到输电设备的图像数据，图像数据包括输电设备的高度、外观尺寸以及输电线路的路径长度；
由输电设备的空间结构信息与图像数据组成输电设备结构属性数据。
在一个实施例中，根据输电设备的设计图纸得到输电设备的三维模型，包括：
通过CAD软件将输电设备的设计图纸转换成输电设备平面图；
通过Revit软件对输电设备平面图进行拉伸立体化，得到输电设备的三维模型。
在一个实施例中，获取三维BIM模型的实际地理位置信息，对实际地理位置信息与参考点位置信息进行比对得到位置偏差，根据位置偏差对三维BIM模型的位置进行偏差校准，包括：
将输电设备的实际地理位置信息与参考点位置信息进行比对，得到输电设备位置偏差，输电设备位置偏差包括偏移方向与偏移量；
根据偏移方向与偏移量对三维BIM模型中的输电设备位置进行偏差校准。
在一个实施例中，根据偏移方向与偏移量对三维BIM模型中的输电设备位置进行偏差校准，包括：
获取输电区域内所有输电设备的三维BIM模型，得到所有输电设备的三维BIM模型对应的位置偏差；
根据所有输电设备的三维BIM模型对应的位置偏差与所有输电设备的三维BIM模型的数量得到偏差校准量；
根据偏差校准量对三维BIM模型中的输电设备位置进行偏差校准。
在一个实施例中，将三维BIM模型导入地理信息模型得到输电区域可视化模型，获取输电区域内输电设备产生的实时数据，将实时数据导入到输电区域可视化模型中对应的三维BIM模型上，并实时显示实时数据，包括：
获取输电区域可视化模型中对应的三维BIM模型的位置标识信息；
将实时数据根据所述位置标识信息导入到位置标识信息对应的三维BIM模型上，并实时显示实时数据。
一种输电区域可视化实现装置，包括：
地理信息模型构建模块，用于获取输电区域内的地理信息数据，根据地理信息数据构建地理信息模型；
结构属性数据获取模块，用于获取输电区域内输电设备的点云数据以及输电设备的二维图像，根据点云数据以及所述二维图像得到输电设备结构属性数据；
三维BIM模型生成模块，用于根据输电设备的设计图纸得到输电设备三维模型，将输电设备结构属性数据输入输电设备三维模型生成输电设备的三维BIM模型；
参考点位置信息获取模块，用于将三维BIM模型的工程坐标系映射到地理信息模型的地理坐标系中，并获取三维BIM模型的参考点位置信息，参考点位置信息为三维BIM模型对应的输电设备在地理坐标系中的位置信息；
偏差校准模块，用于获取三维BIM模型的实际地理位置信息，对实际地理位置信息与参考点位置信息进行比对得到位置偏差，根据位置偏差对三维BIM模型的位置进行偏差校准；
可视化实现模块，用于将三维BIM模型导入地理信息模型得到输电区域可视化模型，获取输电区域内输电设备产生的实时数据，将实时数据导入到输电区域可视化模型中对应的三维BIM模型上，并实时显示实时数据。
一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
获取输电区域内的地理信息数据，根据地理信息数据构建地理信息模型；
获取输电区域内输电设备的点云数据以及输电设备的二维图像，根据点云数据以及二维图像得到输电设备结构属性数据；
根据输电设备的设计图纸得到输电设备三维模型，将输电设备结构属性数据输入输电设备三维模型生成输电设备的三维BIM模型；
将三维BIM模型的工程坐标系映射到地理信息模型的地理坐标系中，并获取三维BIM模型的参考点位置信息，参考点位置信息为三维BIM模型对应的输电设备在地理坐标系中的位置信息；
获取三维BIM模型的实际地理位置信息，对实际地理位置信息与参考点位置信息进行比对得到位置偏差，根据位置偏差对所述三维BIM模型的位置进行偏差校准；
将三维BIM模型导入地理信息模型得到输电区域可视化模型，获取输电区域内输电设备产生的实时数据，将实时数据导入到输电区域可视化模型中对应的三维BIM模型上，并实时显示实时数据。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
获取输电区域内的地理信息数据，根据地理信息数据构建地理信息模型；
获取输电区域内输电设备的点云数据以及输电设备的二维图像，根据点云数据以及二维图像得到输电设备结构属性数据；
根据输电设备的设计图纸得到输电设备三维模型，将输电设备结构属性数据输入输电设备三维模型生成输电设备的三维BIM模型；
将三维BIM模型的工程坐标系映射到地理信息模型的地理坐标系中，并获取三维BIM模型的参考点位置信息，参考点位置信息为三维BIM模型对应的输电设备在地理坐标系中的位置信息；
获取三维BIM模型的实际地理位置信息，对实际地理位置信息与参考点位置信息进行比对得到位置偏差，根据位置偏差对所述三维BIM模型的位置进行偏差校准；
将三维BIM模型导入地理信息模型得到输电区域可视化模型，获取输电区域内输电设备产生的实时数据，将实时数据导入到输电区域可视化模型中对应的三维BIM模型上，并实时显示实时数据。
上述输电区域可视化实现方法、装置、计算机设备、存储介质，通过获取输电区域内的地理信息数据，根据地理信息数据构建地理信息模型；获取输电区域内输电设备的点云数据以及输电设备的二维图像，根据点云数据以及二维图像得到输电设备结构属性数据；根据输电设备的设计图纸得到输电设备三维模型，将输电设备结构属性数据输入输电设备三维模型生成输电设备的三维BIM模型；将三维BIM模型的工程坐标系映射到地理信息模型的地理坐标系中，并获取三维BIM模型的参考点位置信息，参考点位置信息为三维BIM模型对应的输电设备在地理坐标系中的位置信息；获取三维BIM模型的实际地理位置信息，对实际地理位置信息与参考点位置信息进行比对得到位置偏差，根据位置偏差对所述三维BIM模型的位置进行偏差校准；将三维BIM模型导入地理信息模型得到输电区域可视化模型，获取输电区域内输电设备产生的实时数据，将实时数据导入到输电区域可视化模型中对应的三维BIM模型上，并实时显示实时数据。这样，通过获取输电区域的点云数据、数字高程模型数据和数字正射影像数据搭建输电区域的三维立体模型，获取并分析输电设备的点云数据以及二维图像得到每个输电设备的结构属性数据，将输电设备结构属性数据与三维模型结合生成具有建筑结构属性的立体三维BIM模型，再将三维BIM模型导入地理信息模型时，对三维BIM模型对应的参考点在地理信息模型中的位置进行偏差校准，提高了模型可视化的准确性，获取输电设备所产生的实时数据，并将实时数据导入可视化模型中，并实时显示数据，相较于传统的二维可视化模型而言，增强了空间表现力，使得数据可视化呈现效果更加精准。
附图说明
图1为一个实施例中输电区域可视化实现方法的应用环境图；
图2为一个实施例中输电区域可视化实现方法的流程示意图；
图3为一个实施例中地理信息模型生成的流程示意图；
图4为一个实施例中输电设备结构属性数据生成流程示意图；
图5为一个实施例中输电设备三维模型生成流程示意图；
图6为一个实施例中对输电设备位置进行偏差校准的流程示意图；
图7为一个实施例中偏差校准具体步骤的流程示意图；
图8为一个实施例中生成三维可视化模型的流程示意图；
图9为一个实施例中输电区域可视化实现装置结构框图；
图10为一个实施例中计算机设备的内部结构图；
图11为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请实施例提供的输电区域可视化实现方法，可以应用于如图1所示的应用环境中。如图1所示，该应用包括终端102、服务器104。终端102通过网络与服务器104进行通信，终端102可以将采集到的地理信息数据以及输电设备的点云数据以及二维图像通过通信网络发送给服务器104，终端102可以但不限于是各种个人计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑、智能摄像机和便携式可穿戴设备，服务器104可以是独立的物理服务器，也可以是多个物理服务器构成的服务器集群或者分布式系统，还可以是提供云服务、云数据库、云计算、云函数、云存储、网络服务、云通信、中间件服务、域名服务、安全服务、CDN、以及大数据和人工智能平台等基础云计算服务的云服务器。终端以及服务器可以通过有线或无线通信方式进行直接或间接地连接，本申请在此不做限制。
在一个实施例中，如图2所示，提供了一种输电区域可视化实现方法，以该方法应用于图1中的服务器104为例，包括以下步骤：
步骤S202，获取输电区域内的地理信息数据，根据地理信息数据构建地理信息模型；
具体地，首先通过激光扫描仪扫描输电区域，得到输电区域的激光点云数据，其中激光扫描仪可以搭载在无人机上，无人机在输电区域飞行，采集输电区域的激光点云数据。然后通过搭载摄像机的无人机使用倾斜摄影技术拍摄输电区域，得到输电区域内的数字高程模型数据和数字正射影像数据。在得到输电区域的激光点云数据、数字高程模型数据和数字正射影像数据之后，将以上数据输入至地理信息平台，通过地理信息平台构建三维的地理信息模型。在本实施例中，地理信息平台是指GIS(Geographic Information System，地理信息系统)平台，本申请不作限制，地理信息平台可以是SuperMap GIS软件平台。本申请利用采集的输电区域地形的激光点云数据、数字高程模型数据和数字正射影像数据输入至地理信息平台，得到三维的地理信息模型。
步骤S204，获取输电区域内输电设备的点云数据以及输电设备的二维图像，根据点云数据以及二维图像得到输电设备结构属性数据；
通过搭载摄像头和激光雷达的机器人通过预设路线行进，通过摄像头拍摄各输电设备，例如拍摄铁塔高度、外观尺寸以及内部空间，输电线路的路径长度等，得到图像数据，通过激光雷达扫描输电设备，得到每个输电设备对应的点云数据，例如得到铁塔的点云数据。在得到输电设备的图像数据和点云数据之后，就能从图像或点云中提取出输电设备结构属性数据，例如铁塔具体高度、尺寸，路径的长度等输电设备结构属性数据，这里不进行穷举。
步骤S206，根据输电设备的设计图纸得到输电设备三维模型，将输电设备结构属性数据输入输电设备三维模型生成输电设备的三维BIM模型；
具体地，通过CAD(Computer Aided Design，计算机辅助设计)软件将输电设备的设计图纸转换成平面图，通过Revit软件将平面图进行拉伸立体化，得到三维模型，设计图纸根据输电区域内的输电设备的不同而不同，平面图为2D图，平面图以点、线、面的概念为主，CAD软件和Revit软件为本领域公知，此处不再细述。
当完成构建三维模型之后，将步骤S204得到的输电设备结构属性数据按照三维模型的比例进行适当的缩小，然后输入到三维模型中，然后使得三维模型中的构件都富含建筑信息及属性，然后可以根据实际情况在三维模型中对属性进行修改来调节各构件的尺寸、颜色、样式等，从而构建完整的输电设备的三维BIM模型。
步骤S208，将三维BIM模型的工程坐标系映射到地理信息模型的地理坐标系中，并获取三维BIM模型的参考点位置信息，参考点位置信息为三维BIM模型对应的输电设备在地理坐标系中的位置信息；
其中，地理信息模型中包含输电区域地形以及各输电设备所在方位等大致数据，将地理信息模型中每个输电设备所在的位置数据作为三维BIM模型的参考点。
具体地，计算机设备将每个输电设备的三维BIM模型与地理信息模型中对应的输电设备一一对应起来，获取每个输电设备三维BIM模型在地理信息模型中对应的参考点坐标。
步骤S210，获取三维BIM模型的实际地理位置信息，对实际地理位置信息与参考点位置信息进行比对得到位置偏差，根据位置偏差对所述三维BIM模型的位置进行偏差校准；
具体地，计算机设备根据北斗等定位工具获取每个参考点对应的输电设备的实际地理坐标，参考点的位置信息是由步骤S202中的获取输电区域内地理位置信息时得到的，地理位置信息包括整个输电区的点云数据，其中就包括输电区内输电设备的点云数据，这里的输电设备的电源数据相对比较粗糙，只能反映输电设备在输电区域内的大致位置信息，不能反映输电设备的内部结构等具体信息，由这里的输电区点云数据得到输电区输电设备的位置坐标，计算机设备将参考点位置坐标与输电设备的实际地理坐标进行比对，得到两者之间的偏差值，这里的偏差值包括偏移方向与偏差值，根据偏差值与偏差方向来校准地理信息模型中输电设备对应的参考点的位置信息，使得地理信息模型中的输电设备的位置更加符合实际情况，更加能反映输电设备在地理上的分布特征。
步骤S212，将三维BIM模型导入地理信息模型得到输电区域可视化模型，获取输电区域内输电设备产生的实时数据，将实时数据导入到输电区域可视化模型中对应的三维BIM模型上，并实时显示实时数据。
具体地，计算机设备将输电区域内所有的输电设备所对应的三维BIM模型导入到地理信息模型中已经校准过的相应位置上，生成输电区域可视化模型，从而实现输电设备的三维BIM模型与地理信息模型之间的融合，实时采集输电区的输电设备所产生的数据，这里的实时数据采集模块可以由多种监测传感器组成，本实施例不进行限制，将获取到的各个输电设备所产生的相应数据导入到输电区域可视化模型中对应的输电设备的三维BIM模型中，并且在三维BIM模型上将实时数据也进行实时显示，输电区域各输电设备在地理信息模型中实现实时数据的实时显示，实现可视化的效果。
上述输电区域可视化实现方法、装置、计算机设备、存储介质，通过获取输电区域内的地理信息数据，根据地理信息数据构建地理信息模型；获取输电区域内输电设备的点云数据以及输电设备的二维图像，根据点云数据以及二维图像得到输电设备结构属性数据；根据输电设备的设计图纸得到输电设备三维模型，将输电设备结构属性数据输入输电设备三维模型生成输电设备的三维BIM模型；将三维BIM模型的工程坐标系映射到地理信息模型的地理坐标系中，并获取三维BIM模型的参考点位置信息，参考点位置信息为三维BIM模型对应的输电设备在地理坐标系中的位置信息；获取三维BIM模型的实际地理位置信息，对实际地理位置信息与参考点位置信息进行比对得到位置偏差，根据位置偏差对所述三维BIM模型的位置进行偏差校准；将三维BIM模型导入地理信息模型得到输电区域可视化模型，获取输电区域内输电设备产生的实时数据，将实时数据导入到输电区域可视化模型中对应的三维BIM模型上，并实时显示实时数据。这样，通过获取输电区域的点云数据、数字高程模型数据和数字正射影像数据搭建输电区域的三维立体模型，获取并分析输电设备的点云数据以及二维图像得到每个输电设备的结构属性数据，将输电设备结构属性数据与三维模型结合生成具有建筑结构属性的立体三维BIM模型，再将三维BIM模型导入地理信息模型时，对三维BIM模型对应的参考点在地理信息模型中的位置进行偏差校准，提高了模型可视化的准确性，获取输电设备所产生的实时数据，并将实时数据导入可视化模型中，并实时显示数据，相较于传统的二维可视化模型而言，增强了空间表现力，使得数据可视化呈现效果更加精准。
在一个实施例中，如图3所示，获取输电区域内的地理信息数据，根据地理信息数据构建地理信息模型，包括：
步骤S302，获取输电区域的激光点云数据、数字高程模型数据和数字正射影像数据；
具体地，首先通过激光扫描仪扫描输电区域，得到输电区域的激光点云数据，其中激光扫描仪可以搭载在无人机上，无人机在输电区域飞行，采集输电区域的激光点云数据。然后通过搭载摄像机的无人机使用倾斜摄影技术拍摄输电区域，得到输电区域内的数字高程模型数据和数字正射影像数据。在得到输电区域的激光点云数据、数字高程模型数据和数字正射影像数据之后，将以上数据输入至地理信息平台，通过地理信息平台构建三维的地理信息模型。在本实施例中，地理信息平台是指GIS(Geographic Information System，地理信息系统)平台，本申请不作限制，地理信息平台可以是SuperMap GIS软件平台。本申请利用采集的输电区域地形的激光点云数据、数字高程模型数据和数字正射影像数据输入至地理信息平台，得到三维的地理信息模型。
步骤S304，将输电区域的激光点云数据、数字高程模型数据和数字正射影像数据输入到GIS平台中得到三维的地理信息模型。
具体地，计算机设备分别单独将激光点云数据、数字高程模型数据和数字正射影像数据都输入到GIS平台，得到三个地理信息模型，然后将三个地理信息模型进行比对，得到三维地理信息模型中各个部分的差异值，对于差异值超过预设阈值的区域，取这块区域在三个地理信息模型中对应的数据的平均值来进行补正。
本实施例中，通过无人机或无人小车搭载图像采集等其他信息采集装置获取输电区域的激光点云数据、数字高程模型数据和数字正射影像数据，再将数据输入到地理信息平台中，得到符合所采集到的激光点云数据、数字高程模型数据和数字正射影像数据得三维地理信息模型，这里使用多种数据结合来构建地理信息平台，就不会因为在使用单个激光点云数据或单个数字高程模型数据或单个数字正射影像数据时所存在的信息缺失或错误数据的现象，导致构建三维模型时出现数据空白的情况，使得所构建的地理信息模型所展示的细节信息更加全面和充分，提高了模型构建的准确性，
在一个实施例中，如图4所示，获取输电区域内输电设备的点云数据以及输电设备的二维图像，根据点云数据以及所述二维图像得到输电设备结构属性数据，包括：
步骤S402，根据输电设备的点云数据得到输电设备的空间结构信息；
步骤S404，对输电设备的二维图像进行图像识别得到输电设备的图像数据，图像数据包括输电设备的高度、外观尺寸以及输电线路的路径长度；
具体地，计算机设备获取各个型号输电设备的标准图像，作为神经网络模型的训练样本，神经网络模型可以采用BP神经网络、小波神经网络、支持向量机、广义神经网络等神经网络算法，这里不作具体限制，经过样本训练后，将输电设备的二维图像作为神经网络模型的输入进行识别，得到输出结果，输出结果包括输电设备的高度、外观尺寸以及输电线路的路径长度等信息。
步骤S406，由输电设备的空间结构信息与图像数据组成输电设备结构属性数据。
具体地，计算机设备根据图像数据获得了输电设备的型号等相关信息，而每种型号的输电设备对应的各个组件的相关属性数据都是确定的，存放在计算机设备的数据库中，由空间结构信息与图像数据组成输电设备结构属性数据的过程中，由图像数据所能确定的所有输电设备组件之外，均由激光点云数据来确定，以此来避免因为实际工作的需要而加上去的辅助配件被遗漏的现象。
本实施例中，利用激光扫描获取输电设备的点云数据，再根据点云数据得到输电设备的空间结构信息，空间结构信息包括输电设备各个构件之间的相对位置关系、各组件之间的外观形状以及结构特征，采用神经网络模型对输电设备的二维图像进行训练后和识别，得到输电设备图像数据，图像数据包括输电设备的型号相关信息以及输电设备的高度、外观尺寸以及输电线路的路径长度，提高了输电设备各部件属性参数的识别准确度。
在一个实施例中，如图5所示，根据输电设备的设计图纸得到输电设备的三维模型，包括：
步骤S502，通过CAD软件将输电设备的设计图纸转换成输电设备平面图；
其中CAD软件为计算机辅助设计(Computer Aided Design)指利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作，在设计中通常要用计算机对不同方案进行大量的计算、分析和比较，以决定最优方案；各种设计信息，不论是数字的、文字的或图形的，都能存放在计算机的内存或外存里，并能快速地检索；设计人员通常用草图开始设计，将草图变为工作图的繁重工作可以交给计算机完成；由计算机自动产生的设计结果，可以快速作出图形，使设计人员及时对设计作出判断和修改；利用计算机可以进行与图形的编辑、放大、缩小、平移、复制和旋转等有关的图形数据加工工作。
步骤S504，通过Revit软件对输电设备平面图进行拉伸立体化，得到输电设备的三维模型。
Revit是实现建筑信息模型的一种三维软件，实现BIM其中一款软件,所有建筑行业都能用到，其包含内容：做一整套建筑图纸，包括平面、剖面、立面、模型等等，甚至可以出施工图纸。
本实施例中，利用CAD软件与Revit软件根据输电设备的设计图纸来生成输电设备的三维模型，建立了输电设备的立体虚拟可视化模型，提升了输电设备虚拟模型的空间表现力和直观效果。
在一个实施例中，如图6所示，获取三维BIM模型的实际地理位置信息，对实际地理位置信息与参考点位置信息进行比对得到位置偏差，根据位置偏差对三维BIM模型的位置进行偏差校准，包括：
步骤S602，将输电设备的实际地理位置信息与参考点位置信息进行比对，得到输电设备位置偏差，输电设备位置偏差包括偏移方向与偏移量；
步骤S604，根据偏移方向与偏移量对三维BIM模型中的输电设备位置进行偏差校准。
具体地，计算机设备根据每个参考点的偏移量和偏移方向来对对应参考点进行校准，也可以用所有参考点在每个轴向方向上的偏移量的平均值来对参考点进行校准。
本实施例中，使用每个参考点的偏移量和偏移方向来对对应参考点进行校准使得地理信息模型中输电设备在空间分布上布局更加符合真实环境中输电设备的位置信息，提高了模型仿真的准确性。
在一个实施例中，如图7所示，根据偏移方向与偏移量对三维BIM模型中的输电设备位置进行偏差校准，包括：
步骤S702，获取输电区域内所有输电设备的三维BIM模型，得到所有输电设备的三维BIM模型对应的位置偏差；
步骤S704，根据所有输电设备的三维BIM模型对应的位置偏差与所有输电设备的三维BIM模型的数量得到偏差校准量；
步骤S706，根据偏差校准量对三维BIM模型中的输电设备位置进行偏差校准。
举例说明，假设第i个参考点的偏移为ai，所以地理信息模型中所有n个参考点的偏移为(a1,a2,…,ai,…,an)，根据笛卡尔坐标系计算第i个参考点的偏移ai对应的坐标值(xi,yi,zi)，三维BIM模型的偏移校准由x轴偏移校准Δx、y轴偏移校准Δy以及z轴偏移校准Δz组成，通过如下公式计算每个参考点在每个方向上的校准量：
其中，Δx表示在x轴方向上的校准量，Δy表示在y轴方向上的校准量，Δz表示z轴方向上的校准量，n表示参考点的数量。
本实施例中，使用所有参考点在每个轴向方向上的偏移量的平均值作为校准量来对参考点进行校准，使用每个参考点的偏移量和偏移方向来对对应参考点进行校准使得地理信息模型中输电设备在空间分布上布局更加符合真实环境中输电设备的位置信息，提高了模型仿真的准确性。
在一个实施例中，如图8所示，将三维BIM模型导入地理信息模型得到输电区域可视化模型，获取输电区域内输电设备产生的实时数据，将实时数据导入到输电区域可视化模型中对应的三维BIM模型上，并实时显示实时数据，包括：
步骤S802，获取输电区域可视化模型中对应的三维BIM模型的位置标识信息；
其中，输电区域可视化模型中每一个输电设备对应的三维BIM模型都有唯一的ID标识，用于将每一个输电设备的三维BIM模型与其他输电设备区分开，并且每一个输电设备的三维BIM模型与真实输电区域中对应的的输电设备标识有对应关系列表，并且这个对应关系列表存放在计算机设备的数据库中。
步骤S804，将实时数据根据所述位置标识信息导入到位置标识信息对应的三维BIM模型上，并实时显示实时数据。
具体地，计算机设备从终端处获取真实输电区域中输电设备产生的真实数据，查找数据库中上述步骤S802中的对应关系表，得到当前输电设备数据所对应的输电区域可视化模型中的三维BIM模型的ID身份标识，将当前输电设备数据导入查询到的ID标识所在的三维BIM模型，并且在ID标识所在的三维BIM模型将输电设备数据实时显示出来。
本实施例中，通过获取输电区域可视化模型中所有虚拟输电设备对应的三维BIM模型与所述真实输电区域输电设备标识间的对应关系列表，然后将根据当前接收到的输电设备数据中携带的输电设备标识，按照对应的关系列表中的匹配结果，将当前输电设备数据发送到对应的三维BIM模型，并实时显示，这样就能保证对应的数据发给对应的三维BIM模型，而不会造成可视化模型数据显示紊乱的现象，提高了数据传输的针对性和可靠性。
本申请还提供一种应用场景，该应用场景应用上述的输电区域可视化实现方法，该方法应用于输电区域可视化实现场景。具体地，该输电区域可视化实现方法在该应用场景的应用如下：
利用无人机搭载激光扫描仪对目标输电区域进行激光扫描，得到目标输电区域激光点云数据，利用无人机搭载摄像机使用倾斜摄影技术拍摄输电区域，得到输电区域内的数字高程模型数据和数字正射影像数据，然后将以上数据输入至GIS(GeographicInformation System，地理信息系统)平台，得到三维的地理信息模型，通过搭载摄像头和激光雷达的机器人通过预设路线行进，通过摄像头拍摄各输电设备，例如拍摄铁塔高度、外观尺寸以及内部空间，输电线路的路径长度等，得到图像数据，通过激光雷达扫描输电设备，得到每个输电设备对应的点云数据，例如得到铁塔的点云数据。在得到输电设备的图像数据和点云数据之后，就能从图像或点云中提取出输电设备的结构属性参数：铁塔具体高度、尺寸，路径的长度，获取输电设备的设计图纸，通过CAD软件将输电设备的设计图纸转换成平面图，通过Revit软件将平面图进行拉伸立体化，得到三维模型，当完成构建三维模型之后，将输电设备的结构属性参数按照三维模型的比例进行适当的缩小，然后输入至三维模型中，然后使得三维模型中的构件都富含建筑信息及属性，然后工作人员可以根据实际情况在三维模型中对属性进行修改，来调节各构件的尺寸、颜色、样式等，从而构建完整的输电设备的三维BIM模型。
通过上述步骤得到了地理信息模型和三维BIM模型，若按照传统的将地理信息模型和三维BIM模型进行融合的方式，可能导致融合后的三维BIM模型与实际的位置偏差较大，为了解决这一缺陷，本方案对三维BIM模型在地理信息模型中的位置坐标进行校准，利用线性配准的方法将三维BIM模型的工程坐标转换至地理坐标系，根据输电设备的实际参数在三维BIM模型中生成与所述输电设备对应的参考点，并根据北斗等定位工具获取每个参考点对应的输电设备的实际地理坐标，参考点对应的输电设备的实际地理坐标可以通过GPS、北斗等定位工具进行定位，依次将参考点的地理坐标与该参考点对应的输电设备的实际地理坐标进行匹配，计算得到每个参考点的偏移，其中偏移包括偏移量和偏移方向，根据每个参考点的偏移，对三维BIM模型进行偏移校准。令第i个参考点的偏移为ai(偏移表示为a1,a2,…,ai,…an)，根据笛卡尔坐标系计算第i个参考点的偏移ai对应的坐标值(xi,yi,zi)。此时，三维BIM模型的偏移校准由X轴偏移校准(Δx)、Y轴偏移校准(Δy)、Z轴偏移校准(Δz)组成，通过前述步骤公式1、公式2、公式3计算每个参考点在每个偏移方向上的校准量，通过每个参考点在每个偏移方向上的校准量，对三维BIM模型进行偏移校准，通过实时数据采集模块采集输电设备的实时数据，在采集得到实时数据，建立实时数据模型，将实时数据模型与地理信息平台进行唯一ID绑定并实时显示输电设备的数据，实现实时数据与数字孪生可视化模型之间的映射关系。
上述输电区域可视化实现方法中，通过获取输电区域的点云数据、数字高程模型数据和数字正射影像数据搭建输电区域的三维立体模型，获取并分析输电设备的点云数据以及二维图像得到每个输电设备的结构属性数据，将输电设备结构属性数据与三维模型结合生成具有建筑结构属性的立体三维BIM模型，再将三维BIM模型导入地理信息模型时，对三维BIM模型对应的参考点在地理信息模型中的位置进行偏差校准，提高了模型可视化的准确性，获取输电设备所产生的实时数据，并将实时数据导入可视化模型中，并实时显示数据，相较于传统的二维可视化模型而言，增强了空间表现力，使得数据可视化效果更加精准。
应该理解的是，虽然如上所述的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中，如图9所示，提供了输电区域可视化实现装置，该装置可以采用软件模块或硬件模块，或者是二者的结合成为计算机设备的一部分，该装置具体包括：地理信息模型构建模块902、结构属性数据获取模块904、三维BIM模型生成模块906、参考点位置信息获取模块908、偏差校准模块910、可视化实现模块912，其中：
地理信息模型构建模块902，用于获取输电区域内的地理信息数据，根据地理信息数据构建地理信息模型；
结构属性数据获取模块904，用于获取输电区域内输电设备的点云数据以及输电设备的二维图像，根据点云数据以及所述二维图像得到输电设备结构属性数据；
三维BIM模型生成模块906，用于根据输电设备的设计图纸得到输电设备三维模型，将输电设备结构属性数据输入输电设备三维模型生成输电设备的三维BIM模型；
参考点位置信息获取模块908，用于将三维BIM模型的工程坐标系映射到地理信息模型的地理坐标系中，并获取三维BIM模型的参考点位置信息，参考点位置信息为三维BIM模型对应的输电设备在地理坐标系中的位置信息；
偏差校准模块910，用于获取三维BIM模型的实际地理位置信息，对实际地理位置信息与参考点位置信息进行比对得到位置偏差，根据位置偏差对三维BIM模型的位置进行偏差校准；
可视化实现模块912，用于将三维BIM模型导入地理信息模型得到输电区域可视化模型，获取输电区域内输电设备产生的实时数据，将实时数据导入到输电区域可视化模型中对应的三维BIM模型上，并实时显示实时数据。
在一个实施例中，地理信息模型构建模块902还用于获取输电区域的激光点云数据、数字高程模型数据和数字正射影像数据；将输电区域的激光点云数据、数字高程模型数据和数字正射影像数据输入到GIS平台中得到三维的地理信息模型。
在一个实施例中，结构属性数据获取模块904还用于根据输电设备的点云数据得到输电设备的空间结构信息；对输电设备的二维图像进行图像识别得到输电设备的图像数据，图像数据包括输电设备的高度、外观尺寸以及输电线路的路径长度；由输电设备的空间结构信息与图像数据组成输电设备结构属性数据。
在一个实施例中，三维BIM模型生成模块906还用于通过CAD软件将输电设备的设计图纸转换成输电设备平面图；通过Revit软件对输电设备平面图进行拉伸立体化，得到输电设备的三维模型。
在一个实施例中，偏差校准模块910还用于将输电设备的实际地理位置信息与参考点位置信息进行比对，得到输电设备位置偏差，输电设备位置偏差包括偏移方向与偏移量；根据偏移方向与偏移量对三维BIM模型中的输电设备位置进行偏差校准。
在一个实施例中，偏差校准模块910还用于获取输电区域内所有输电设备的三维BIM模型，得到所有输电设备的三维BIM模型对应的位置偏差；根据所有输电设备的三维BIM模型对应的位置偏差与所有输电设备的三维BIM模型的数量得到偏差校准量；根据偏差校准量对三维BIM模型中的输电设备位置进行偏差校准。
在一个实施例中，可视化实现模块912还用于获取输电区域可视化模型中对应的三维BIM模型的位置标识信息；将实时数据根据位置标识信息导入到位置标识信息对应的三维BIM模型上，并实时显示实时数据。
关于输电区域可视化实现装置的具体限定可以参见上文中对于输电区域可视化实现方法的限定，在此不再赘述。上述输电区域可视化实现装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构图可以如图10所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质和内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储地理信息数据等。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种输电区域可视化实现方法。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图11所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、移动蜂窝网络、NFC(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种输电区域可视化实现方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本领域技术人员可以理解，图10、11中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述各方法实施例中的步骤。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。
在一个实施例中，提供了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行上述各方法实施例中的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种输电区域可视化实现方法，其特征在于，所述方法包括：
获取输电区域内的地理信息数据，根据所述地理信息数据构建地理信息模型；
获取输电区域内输电设备的点云数据以及输电设备的二维图像，根据所述点云数据以及所述二维图像得到输电设备结构属性数据；
根据所述输电设备的设计图纸得到输电设备三维模型，将所述输电设备结构属性数据输入所述输电设备三维模型生成输电设备的三维BIM模型；
将所述三维BIM模型的工程坐标系映射到所述地理信息模型的地理坐标系中，并获取所述三维BIM模型的参考点位置信息，所述参考点位置信息为所述三维BIM模型对应的输电设备在所述地理坐标系中的位置信息；
获取所述三维BIM模型的实际地理位置信息，对所述实际地理位置信息与所述参考点位置信息进行比对得到位置偏差，根据所述位置偏差对所述三维BIM模型的位置进行偏差校准；
将所述三维BIM模型导入地理信息模型得到输电区域可视化模型，获取所述输电区域内输电设备产生的实时数据，将所述实时数据导入到所述输电区域可视化模型中对应的三维BIM模型上，并实时显示所述实时数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取输电区域内的地理信息数据，根据所述地理信息数据构建地理信息模型，包括：
获取输电区域的激光点云数据、数字高程模型数据和数字正射影像数据；
将所述输电区域的激光点云数据、数字高程模型数据和数字正射影像数据输入到GIS平台中得到三维的地理信息模型。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取输电区域内输电设备的点云数据以及输电设备的二维图像，根据所述点云数据以及所述二维图像数据得到输电设备结构属性数据，包括：
根据所述输电设备的点云数据得到所述输电设备的空间结构信息；
对所述输电设备的二维图像进行图像识别得到所述输电设备的图像数据，所述图像数据包括所述输电设备的高度、外观尺寸以及输电线路的路径长度；
由所述输电设备的空间结构信息与所述图像数据组成所述输电设备结构属性数据。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述输电设备的设计图纸得到输电设备的三维模型，包括：
通过CAD软件将所述输电设备的设计图纸转换成输电设备平面图；
通过Revit软件对所述输电设备平面图进行拉伸立体化，得到所述输电设备的三维模型。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述三维BIM模型的实际地理位置信息，对所述实际地理位置信息与所述参考点位置信息进行比对得到位置偏差，根据所述位置偏差对所述三维BIM模型的位置进行偏差校准，包括：
将所述输电设备的实际地理位置信息与所述参考点位置信息进行比对，得到输电设备位置偏差，所述输电设备位置偏差包括偏移方向与偏移量；
根据所述偏移方向与偏移量对所述三维BIM模型中的输电设备位置进行偏差校准。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述偏移方向与偏移量对所述三维BIM模型中的输电设备位置进行偏差校准，包括：
获取所述输电区域内所有输电设备的三维BIM模型，得到所述所有输电设备的三维BIM模型对应的位置偏差；
根据所述所有输电设备的三维BIM模型对应的位置偏差与所有输电设备的三维BIM模型的数量得到偏差校准量；
根据所述偏差校准量对所述三维BIM模型中的输电设备位置进行偏差校准。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述三维BIM模型导入地理信息模型得到输电区域可视化模型，获取所述输电区域内输电设备产生的实时数据，将所述实时数据导入到所述输电区域可视化模型中对应的三维BIM模型上，并实时显示所述实时数据，包括：
获取所述输电区域可视化模型中对应的三维BIM模型的位置标识信息；
将所述实时数据根据所述位置标识信息导入到所述位置标识信息对应的三维BIM模型上，并实时显示所述实时数据。
8.一种输电区域可视化实现装置，其特征在于，所述装置包括：
地理信息模型构建模块，用于获取输电区域内的地理信息数据，根据所述地理信息数据构建地理信息模型；
结构属性数据获取模块，用于获取输电区域内输电设备的点云数据以及输电设备的二维图像，根据所述点云数据以及所述二维图像数据得到输电设备结构属性数据；
三维BIM模型生成模块，用于根据所述输电设备的设计图纸得到输电设备三维模型，将所述输电设备结构属性数据输入所述输电设备三维模型生成输电设备的三维BIM模型；
参考点位置信息获取模块，用于将所述三维BIM模型的工程坐标系映射到所述地理信息模型的地理坐标系中，并获取所述三维BIM模型的参考点位置信息，所述参考点位置信息为所述三维BIM模型对应的输电设备在所述地理坐标系中的位置信息；
偏差校准模块，用于获取所述三维BIM模型的实际地理位置信息，对所述实际地理位置信息与所述参考点位置信息进行比对得到位置偏差，根据所述位置偏差对所述三维BIM模型的位置进行偏差校准；
可视化实现模块，用于将所述三维BIM模型导入地理信息模型得到输电区域可视化模型，获取所述输电区域内输电设备产生的实时数据，将所述实时数据导入到所述输电区域可视化模型中对应的三维BIM模型上，并实时显示所述实时数据。
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210761225.3A CN115270240A (zh) | 2022-06-30 | 2022-06-30 | 输电区域可视化实现方法、装置、计算机设备和存储介质 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202210761225.3A CN115270240A (zh) | 2022-06-30 | 2022-06-30 | 输电区域可视化实现方法、装置、计算机设备和存储介质 |
Publications (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117315160A (zh) * | 2023-10-31 | 2023-12-29 | 重庆市规划和自然资源信息中心 | 一种建筑物三维实景建模工作方法 |
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2022
- 2022-06-30 CN CN202210761225.3A patent/CN115270240A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117315160A (zh) * | 2023-10-31 | 2023-12-29 | 重庆市规划和自然资源信息中心 | 一种建筑物三维实景建模工作方法 |
| CN117315160B (zh) * | 2023-10-31 | 2024-05-14 | 重庆市规划和自然资源信息中心 | 一种建筑物三维实景建模工作方法 |
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