背负式激光雷达设备的单木树障隐患评估处理方法技术

本发明专利技术提供了一种背负式激光雷达设备的单木树障隐患评估处理方法，通过所述背负式激光雷达设备对初始点云数据进行进一步的过滤识别，得到输电线路的线路目标点云数据和树木的目标单木点云数据，并同时计算当前树木的郁闭度数值、间隙率数值；根据所述线树距离差α与所述树木的生长系数评分β构建树障安全预估模型；根据所述树障安全预估模型计算对输电线路上的当前树木种类对应的树障安全评估分值λ，汇总树障安全评估分值λ得到安全评估分值曲线。本发明专利技术实施例采用方法在对输电线路下的树木树障安全进行评估时充分考虑了线树距离因素、树木内部基本情况、外部基本环境等情况，能够更加全面的输电线路下的树木树障安全。全。全。

【技术实现步骤摘要】
背负式激光雷达设备的单木树障隐患评估处理方法


[0001]本专利技术涉及电力巡检
，尤其涉及一种背负式激光雷达设备的单木树障隐患评估处理方法。

技术介绍

[0002]输电线路是电网的重要组成部分，而线路走廊内的地形地貌状况以及地物都会对线路的布设和安全运行产生重大影响，是输电线路设计和管理最为关注的区域。在现代智能电网建设中，对电力设备安全可靠性提出了更高的要求，需要不断优化输电线路巡检方式，以降低输电线路巡检成本和提高巡检效率。输电线路巡检的目的是查找线路中的安全隐患和故障，及时进行检修，以最大程度地避免事故的发生，或以最高的效率恢复线路的正常运行，确保电网的运行安全。
[0003]随着我国输电线巡检技术的进步，也越来越多的场合开始使用无人机通过激光雷达扫描技术对输电线路走廊以及周围单木树障实施点云数据获取，以方便进行输电线路的识别。举例说明，现有技术存在一种利用输电线路通道内点云数据来预测树障威胁的方法(CN201811460065.9)；该利用输电线路通道内点云数据来预测树障威胁的方法，通过微型无人机拍摄的影像转点云数据的流程，对点云数据再进行后期处理，从而实现经济、快速和准确地定位输电线路通道内有树障隐患点的监测方法，对输电线路进行图像采集，然后对采集的图像进行图像转点云操作，然后对点云数据进行分类，主要分为输电线、杆塔、植被、地面、和建筑五种类别。过滤掉地面和建筑类的点云数据后，仅保留在输电线路通道内的输电线点、杆塔点和植被点的点云数据。以每两基相邻杆塔为基本单位，对基本单位内的输电线进行二维空间划分：即把一段输电线在水平平面划分为若干个小段，以每个输电线小段的中心为节点，根据其三维坐标和周围植被点的三维坐标计算出节点与周围植被点的距离。但是研究人员发现，传统的树障分析方法只是单纯的线树距离计算并不涉及对森林蓄积量以及树障信息进行综合评估分析的功能，因此导致对整条输电线路的树障情况不能进行全面的评估，然而无法综合评估树障问题随时盲目乱砍乱伐线路下的树木将会引发环保甚至生态环境问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种背负式激光雷达设备的单木树障隐患评估处理方法，以解决上述问题。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0006]本专利技术一种背负式激光雷达设备的单木树障隐患评估处理方法，包括如下操作步骤：
[0007]通过无人机对目标区域进行激光点云采集，对采集的所述激光点云进行点云数据预处理得到输电线路、树木的初始点云数据；实时获取位置定位信息，将所述定位信息添加到所述初始点云数据中形成对当前初始点云数据的定位信息标签，并获得初始点云数据与
定位信息的初始集合数据；
[0008]通过所述背负式激光雷达设备对初始点云数据进行进一步的过滤识别，得到输电线路的线路目标点云数据和树木的目标单木点云数据，并同时计算当前树木的郁闭度数值、间隙率数值；
[0009]根据所述树木的目标单木点云数据计算每棵树木的树冠高度信息；根据输电线路的线路目标点云数据，计算输电线路的高度信息；根据当前树木的所述树冠高度信息与所述输电线路的高度信息计算线树距离差α；根据所述初始集合数据、当前树木的郁闭度数值、间隙率数值以及林业数据库计算得到树木的生长系数评分β；
[0010]根据所述线树距离差α与所述树木的生长系数评分β构建树障安全预估模型；根据所述树障安全预估模型计算对输电线路上的当前树木种类对应的树障安全评估分值λ，汇总树障安全评估分值得到安全评估分值曲线(横坐标是定位区域分区的位置，纵坐标是安全评估分值，进而得到当前树木种类下的不同位置未来一段时间上的树障安全，从而指导，在分析统计此危险区域处理需要的人工量及砍伐量等，为树障清理提供依据)。
[0011]优选的，作为一种可实施方案；根据所述树木的目标单木点云数据计算每棵树木的树冠高度信息；
[0012]获取所述树木的单木点云数据，具体包括：将树木的目标单木点云数据从初始点云数据中分割出来，进而获得树木的目标单木点云数据；
[0013]根据树木的目标单木点云数据计算树木的树冠高度信息。
[0014]优选的，作为一种可实施方案；根据输电线路的线路目标点云数据，计算输电线路的高度信息；
[0015]对所述初始点云数据进行分离，得到输电线路的线路目标点云数据；
[0016]根据所述输电线路的点云数据确定输电线路的高度信息。
[0017]优选的，作为一种可实施方案；所述根据所述初始集合数据以及林业数据库计算得到树木的生长系数，具体包括如下操作步骤：
[0018]获取初始集合数据，解析所述初始集合数据得到当前初始点云数据与所述当前初始点云数据对应的定位信息；
[0019]获取所述定位信息，根据所述定位信息锁定当前定位区域分区；
[0020]调用林业数据库，在所述林业数据库内查找与当前定位区域分区匹配的数据，从而获取当前定位区域分区的树木基本参数信息、当前区域的树木生长环境信息；所述树木基本参数信息包括树木种类、各种树木种类下的郁闭度评分权重、间隙率评分权重；所述当前区域的树木生长环境信息包括当前区域土壤评分、当前区域降雨量评分；其中，所述当前区域土壤评分包括当前区域的土壤含水量评分子项、土壤有机营养评分子项、土壤通气度评分子项；
[0021]根据当前定位区域分区的树木基本参数信息、当前区域的树木生长环境信息以及前述计算的郁闭度数值、间隙率数值，计算当前定位区域分区的当前树木的生长系数评分；
[0022]汇总整条输电线路上的当前种类的树木的生长系数评分；
[0023]优选的，作为一种可实施方案；根据当前定位区域分区的树木基本参数信息、当前区域的树木生长环境信息以及前述计算的郁闭度数值、间隙率数值，计算当前定位区域分区的当前树木的生长系数评分时，包括计算当前树木的生长系数评分β：
[0024]当前树木的生长系数评分β为：β1+β2+β3+β4；
[0025]其中，β1为郁闭度评分，β1＝郁闭度数值乘以当前树木种类下的郁闭度评分权重；β2为间隙率评分，β2＝间隙率数值乘以当前树木种类下的间隙率评分权重；β3为当前区域土壤评分；β4为当前区域降雨量评分。
[0026]优选的，作为一种可实施方案；所述计算当前树木的郁闭度数值包括：
[0027]在计算当前树木的郁闭度数值时，由如下公式计算而得：
[0028]其中，CC为郁闭度，nveg是植被点数，ntotal是总点数。
[0029]优选的，作为一种可实施方案；所述计算当前树木的间隙率数值包括：
[0030]在计算当前树木的间隙率数值时，由如下公式计算而得：
[0031][0032]其中，nground是提取的低于高度阈值的植被点数，n是总点数。
[0033]优选的，作为一种可实施方案；根据所述线树距离差α与所述树木的生长系数评分β构建树障安全预估模型；根据所述树障安全预估模型计算对输电线路上的当前本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种背负式激光雷达设备的单木树障隐患评估处理方法，其特征在于，包括如下操作步骤：通过无人机对目标区域进行激光点云采集，对采集的所述激光点云进行点云数据预处理得到输电线路、树木的初始点云数据；实时获取位置定位信息，将所述定位信息添加到所述初始点云数据中形成对当前初始点云数据的定位信息标签，并获得初始点云数据与定位信息的初始集合数据；通过所述背负式激光雷达设备对初始点云数据进行进一步的过滤识别，得到输电线路的线路目标点云数据和树木的目标单木点云数据，并同时计算当前树木的郁闭度数值、间隙率数值；根据所述树木的目标单木点云数据计算每棵树木的树冠高度信息；根据输电线路的线路目标点云数据，计算输电线路的高度信息；根据当前树木的所述树冠高度信息与所述输电线路的高度信息计算线树距离差α；根据所述初始集合数据、当前树木的郁闭度数值、间隙率数值以及林业数据库计算得到树木的生长系数评分β；根据所述线树距离差α与所述树木的生长系数评分β构建树障安全预估模型；根据所述树障安全预估模型计算对输电线路上的当前树木种类对应的树障安全评估分值λ，汇总树障安全评估分值λ得到安全评估分值曲线。2.如权利要求1所述的背负式激光雷达设备的单木树障隐患评估处理方法，其特征在于，所述根据所述树木的目标单木点云数据计算每棵树木的树冠高度信息，具体包括如下操作；获取所述树木的单木点云数据，具体包括：将树木的目标单木点云数据从初始点云数据中分割出来，进而获得树木的目标单木点云数据；根据树木的目标单木点云数据计算树木的树冠高度信息。3.如权利要求2所述的背负式激光雷达设备的单木树障隐患评估处理方法，其特征在于，根据输电线路的线路目标点云数据，计算输电线路的高度信息，具体包括如下操作；对所述初始点云数据进行分离，得到输电线路的线路目标点云数据；根据所述输电线路的点云数据确定输电线路的高度信息。4.如权利要求3所述的背负式激光雷达设备的单木树障隐患评估处理方法，其特征在于，根据所述初始集合数据、当前树木的郁闭度数值、间隙率数值以及林业数据库计算得到树木的生长系数评分β，具体包括如下操作步骤：获取初始集合数据，解析所述初始集合数据得到当前初始点云数据与所述当前初始点云数据对应的定位信息；获取所述定位信息，根据所述定位信息锁定当前定位区域分区；调用林业数据库，在所述林业数据库内查找与当前定位区域分区匹配的数据，从而获取当前定位区域分区的树木基本参数信息、当前区域的树木生长环境信息；所述树木基本参数信息包括树木种类、各种树木种类下的郁闭度评分权重、间隙率评分权重；所述当前区域的树木生长环境信息...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧发斌，韦涛，廖伟宁，朱开放，张国永，梁颖勇，王善知，劳晓东，马忠利，廖家焕，陈海林，覃周培，
申请(专利权)人：广西电网有限责任公司崇左供电局，
类型：发明
国别省市：