机载激光雷达技术在电力选线工程中的应用-长江科学院院报
激光雷达在电力线路工程勘测设计中的应用
激光雷达在电力线路工程勘测设计中的应用随着科技的迅猛发展，激光雷达技术已经被广泛应用于各种工程勘测设计中，其中包括电力线路工程。
激光雷达可以通过高精度的三维扫描，获取地形、建筑物、树木等目标物的详细数据，为电力线路的规划、设计和施工提供了强有力的支持。
本文将深入探讨激光雷达在电力线路工程勘测设计中的应用，以及其优势和未来发展方向。
1. 地形测量在进行电力线路工程勘测设计时，首先需要对施工地区的地形进行详细测量和分析。
传统的地形测量方法通常需要大量的人力物力，且精度有限。
而激光雷达可以快速、精准地获取地面和地形特征的数据，包括高差、坡度、地表覆盖物等，为电力线路的走线方案和设备布置提供了可靠的数据支持。
2. 空间数据采集激光雷达可以以极高的精度和速度，对工程区域内的建筑物、树木、电力设施等对象进行三维扫描和空间数据采集。
这些数据可以帮助工程师们更好地了解施工区域内的物体分布和空间结构，从而精确规划电力线路的走向和敷设方案。
3. 安全隐患检测在电力线路工程中，安全隐患是一项必须重视的工作。
激光雷达可以快速扫描整个施工区域，精准检测出可能存在的安全隐患点，比如斜坡、山体滑坡、悬崖、植被覆盖等，为工程施工提供了重要的安全保障。
4. 环境影响评估电力线路工程的施工与运行不可避免地会对周边环境产生一定的影响。
激光雷达可以帮助工程师们对施工区域的环境特征进行详细分析，包括土壤类型、植被分布、水文地质情况等，从而为环境影响评估和保护措施的制定提供科学依据。
5. 线路设计与优化激光雷达获取的高精度地形数据可以被应用于电力线路的设计和优化。
工程师们可以根据真实的地形情况，利用激光雷达数据进行线路走向选择、高度调整、设备布局等方面的优化，从而提高线路的稳定性和经济性。
1. 精度高激光雷达可以以毫米级的精度对目标物进行三维扫描，获取高精度的数据。
这种精度在电力线路工程中尤为重要，可以有效提高工程设计的准确性和可靠性。
2. 速度快相比传统的勘测方法，激光雷达具有扫描速度快的优势。
机载激光雷达技术在电力线路勘测中的应用
１ 激光雷达测量系统的工作原理和系统构成 １ ． １ 激光雷达测量系统的工作原理
假设三维空间中一点 Ｏ ｓ 的坐标（ Ｘ ｓ ， Ｙ ｓ ， Ｚ ｓ ） 已知， 求出该点到地面上某一待定 点 Ｐ （ Ｘ ， Ｙ ， Ｚ ） 的向量 Ｓ ， 则 Ｐ 点的坐标就可 以通过 Ｏ ｓ 的坐标加向量 Ｓ 得到。
参考文献 ［１］ Ｗａｈｒ Ｊ．， Ｍｏｌｅｎａａｒ Ｍ． ａｎｄ Ｂｒｙａｎ Ｆ．
Ｔｉｍｅ－ｖａｒｉａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ Ｅａｒｔｈ’ｓ ｇｒａｖ－ ｉｔｙ ｆｉｅｌｄ：Ｈｙｄｒｏｌｏｇｉｃａｌ ａｎｄ ｏｃｅａｎｉｃ ｅｆ－ ｆｅｃｔｓ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｐｏｓｓｉｂｌｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎｕｓｉｎｇ ＧＲＡＣＥ［Ｊ］．Ｊ．Ｇｅｏｐｈｙｓ． Ｒｅｓ．， １９９８， １０３ （Ｂ１２）：３０ ２０５–３０ ２３０． ［２］ Ｊｅｋｅｌｉ，Ｃ． Ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ ｍｅｔｈｏｄｓ ｔｏ ｓｍｏｏｔｈ ｔｈｅ Ｅａｒｔｈ’ｓ ｇｒａｖｉｔｙ ｆｉｅｌｄ［Ｍ］， Ｒｅｐ． ３２７，Ｄｅｐ． ｏｆ Ｇｅｏｄ． Ｓｃｉ． ａｎｄ Ｓｕｒｖ．， Ｏｈｉｏ Ｓｔａｔｅ Ｕｎｉｖ．，Ｃｏｌｕｍｂｕｓ， １９８１． ［３］ Ｃｈｅｎｇ Ｍ．， ａｎｄ Ｔａｐｌｅｙ Ｂ．Ｄ．Ｖａｒｉａ－ ｔｉｏｎｓ ｉｎ ｔｈｅ Ｅａｒｔｈ’ｓ ｏｂｌａｔｅｎｅｓｓ ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｐａｓｔ ２８ ｙｅａｒｓ［Ｊ］．Ｊ．Ｇｅｏｐｈｙｓ． Ｒｅｓ．， ２００４，１０９：Ｂ０９４０２． ［４］ Ｙｕｎ Ｆａｎ ａｎｄ Ｈｕｕｇ ｖａｎ ｄｅｎ Ｄｏｏｌ． Ｃｌｉｍａｔｅ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ ｇｌｏｂａｌ ｍｏｎｔｈｌｙ ｓｏｉｌ ｍｏｉｓｔｕｒｅ ｄａｔａ ｓｅｔ ａｔ ０．５ ｄｅｇ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ｆｏｒ １９４８ ｔｏ ｐｒｅｓｅｎｔ［Ｊ］． Ｊ． Ｇｅｏｐｈｙｓ． Ｒｅｓ．， ２００４， １０９：Ｄ１０１０２ ［５］ ＦＥＲＬＡＮＤ Ｒ． ＩＧＳ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｆｒａｍｅ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｗｏｒｋｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ Ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ［Ｒ］．［Ｓ．Ｌ．］：ＩＧＳ２０００ Ａｎｎｕａｌ
探究机载激光雷达技术及其在电力工程中的应用
视界观·OBSERVATION SCOPE VIEW356观探究机载激光雷达技术及其在电力工程中的应用刘雷（飞燕航空遥感技术有限公司，江苏，南京 210001）摘 要：近些年来我国经济科技快速发展，现代化推进过程中遥感技术实现创新，机载激光雷达技术适应时代需求应运而生，国家发展过程中对电力提出更高的要求，国家电网适应时代要求科学布线，加强线路管理保证输送安全。
本篇文章首先就机载激光雷达技术进行概述，了解技术基本原理构成，具体分析机载激光雷达技术在电力工程中的应用，促进电力工程优化发展。
关键词：机载激光雷达技术；电力工程；应用一、机载激光雷达技术概述机载雷光雷达系统基于其主要构件发挥有效作用，系统内有飞行平台以传感器载体存在主要是为了保证日常运营平稳，系统激光扫描仪可以通过仪器设备不断发射脉冲传感，还包括定位与测量单元保证应用中的精准测量，最后控制单元作为整个系统的核心装备可以进行数据整合。
机载激光雷达技术应用过程中可以以飞机代替飞行平台，激光扫描仪在运用中其原理与普通雷达是相似的，都是通过不断向外发射脉冲，二者之间只是在波长上有一定差异。
基于此项技术的应用发展市场上也会有多种激光扫描仪，每种激光扫描仪生产技术不同扫描方式也会有一定差异，最常见的三种激光扫描仪是线、光纤和圆锥扫描，其中前两种主要是在平行线轨道上进行扫描，后一种是以椭圆为轨迹进行扫描。
日常我们对机载激光雷达系统内的基本构件认识不多，但是其定位和测量装置与我们日常所见的惯性测量装置是一样的，它与系统构件相互结合应用GPS 技术实现系统定位，在整个系统网络构造中搭建基准站实现空间组合，在流动过程中通过基准站观测卫星信号，后期对收集的信号和信息进行处理，进而可以准确测得精准位置，利用计算机对各系统资源进行整合，通过各单元协作控制，保证每单元互不干扰又能充分发挥价值。
二、机载激光雷达系统工作原理机载激光雷达系统在实际工作运行中是重复的利用激光点发射接收，整个过程中通过系统对空间点在一定分辨率上构成云图，以此来展现出整个系统的收收集结果，让人们通过系统更直观地对目标物体增加认识。
机载激光雷达技术在电力选线工程中的应用-长江科学院院报
㊀㊀文章编号： １ ０ ０ １－ ５ ４ ８ ５ （ ２ ０ １ ０ ） ０ １－ ０ ０ ２ ６－ ０ ３
机载激光雷达技术在电力选线工程中的应用
， ２ 张晓东１ ，窦延娟２，刘㊀平２，张㊀煜３
（ １ ． 国家海洋局第二海洋研究所 卫星海洋环境动力学国家重点实验室， 杭州㊀３ １ ０ ０ １ ２ ； ２ ． 武汉大学 测绘遥感信息工程国家重点实验室， 武汉㊀４ ３ ０ ０ ７ ９ ； ３ ． 长江科学院 空间信息技术应用研究所， 武汉㊀４ ３ ０ ０ １ ０ ） 摘要： 介绍了机载激光雷达技术及传统电力选线的方法， 阐述了机载激光雷达技术在电力选线工程中的具体应用 优势， 主要体现在线路及立杆点的优化设计、 需要砍伐树木的面积估算、 房屋拆迁数量估算、 树木及房屋高度测量、 实时断面量测等方面。介绍了机载激光雷达技术在安徽省电力线路设计项目中的应用， 相关的数据处理， 以及基 于Ａ ｒ ｃ Ｇ Ｉ Ｓ 用Ｖ Ｂ语言开发的真三维电力选线测图系统。野外测量表明， 应用该系统选线能够满足电力选线的精度 要求。最后客观总结了该技术的优缺点， 同时指出该技术在未来具有的应用前景。 关㊀键㊀词： 机载激光雷达； Ｄ Ｅ Ｍ； Ｄ Ｏ Ｍ； 电力选线 中图分类号： Ｐ ４ ０ ７ ． ８ ㊀㊀㊀文献标识码： Ａ
接采取将视野范围内植被砍伐掉再进行测量的手 段， 造成许多不必要的植被砍伐， 破坏了周围环境。 航空摄影测量技术虽然可实现三维图的重建， 但是 无法穿透植被获取植被下的地形信息。
３ ㊀在电力选线工程中的应用
３ ． １ ㊀技术应用优势 激光雷达可穿透植被， 快速获取地表的三维信 息， 在电力选线工程中有着越来越广泛的应用趋势。 通过对机载激光雷达数据及其同时拍摄的影像数据 进行一系 列 处 理， 可以得到高精度的 Ｄ Ｅ Ｍ、 Ｄ Ｓ Ｍ、 Ｄ Ｏ Ｍ， 等高线以及植被分类图等丰富的地表信息， 结合 Ｄ Ｓ Ｍ和 Ｄ Ｏ Ｍ 可得到真实的三维场景图， 参考 三维场景图进行电力选线， 可从不同视角观看线路 周围的地物、 地貌信息， 使设计人员在室内即可高效
机载激光雷达在电力工程的应用
机载激光雷达在电力工程的应用在社会对电力需求不断增加的情况下，机载激光雷达在电力工程中的应用，极大地满足了不断增长的电力需求，对电力事业的发展起到了巨大的推动作用。
文章阐述了机载激光雷达的基本构成及其工作原理，分析了机载激光雷达在电力工程应用中的优点，探讨了机载激光雷达在电力工程中的应用情况，形成了对机载激光雷达和电力工程相互关系的进一步了解，希望能够为今后相关内容的研究提供一定的参考。
标签：机载激光雷达；构成；原理；电力工程；应用因此，要加强对电力路线的建设，采用科学合理的方式对电力线路进行管理，使其能够更加顺利地运行，保证电力的安全运输。
机载激光雷达技术是一种现代化的技术，具有数字化、高精度、三维等特性，将其应用在电力工程的建设和管理中，能够不断提高电力工程的建设水平，保证电力供应的安全和有效。
1、机载激光雷达的基本相关阐述1.1机载激光雷达的系统构成构成机载激光雷达的要素主要有5个部分，分别为：激光雷达测距系统、动态差分GPS、INS姿态测量系统、数码相机以及计算机[1]。
激光雷达测距系统扮演着测量传感器到地面点距离的角色；动态差分GPS可以应用在车船、飞机等动态载体实时位置的确定方面；INS姿态测量系统可以为飞行员提供飞行姿态参考；数码相机用于进行地面物体的拍照；计算机则在系统中发挥着控制单元的作用[2]。
对于机载激光雷达系统而言，无论是哪一个构成要素，都是不可缺少的，对系统的正常运行起着非常关键的作用。
1.2机载激光雷达的工作原理机载激光雷达系统在工作运行的过程中，其工作运行具有反复性和重复性，从激光点的发射到接收，这个过程是不断反复和重复的，通过具有一定分辨率的空间点所组成的点云图来表达系统对目标物体表面采样的结果[3]。
在整个的工作运行过程中，激光雷达测距系统、动态差分GPS、INS姿态测量系统、数码相机以及计算机这5个构成要素分别发挥出自身的功能作用，实现各工作环节的协调，从而获得精确的位置。
激光雷达在电力线路工程勘测设计中的应用
激光雷达在电力线路工程勘测设计中的应用【摘要】本文介绍了激光雷达在电力线路工程勘测设计中的应用。
通过引言部分对激光雷达技术和电力线路工程勘测设计的重要性进行了介绍。
接着，分别探讨了激光雷达在电力线路规划、勘测、设计、施工和运维中的具体应用情况。
结论部分总结了激光雷达技术对电力线路工程效率和精度的提升，并指出未来激光雷达技术将在电力行业得到更广泛的应用。
通过本文的阐述，读者可以深入了解激光雷达技术在电力线路工程中的重要作用，促进电力行业的发展和进步。
【关键词】激光雷达技术、电力线路、勘测、设计、施工、运维、效率、精度、应用、未来1. 引言1.1 激光雷达技术简介激光雷达是一种通过发射激光束并利用反射回来的光信号来测量目标距离、速度和形状的高精度光学测距技术。
它利用光的属性来实现对目标的高精度测量，具有非接触、高精度、高速、长测距范围等优点。
激光雷达在工程领域有着广泛的应用，特别在电力线路工程勘测设计中扮演着重要角色。
激光雷达技术的发展使得电力线路工程的勘测设计变得更加高效和精确。
传统的勘测设计方法需要耗费大量人力物力，并且存在一定的误差。
而激光雷达可以通过快速、自动化地进行数据采集和处理，实现对电力线路的精确测量和建模。
激光雷达技术的应用不仅提高了电力线路工程的勘测设计效率，同时也提高了设计的准确性和可靠性。
激光雷达技术在电力线路工程勘测设计中的应用，对于提高工程质量、节约成本和缩短工期具有重要意义。
1.2 电力线路工程勘测设计的重要性电力线路工程勘测设计是电力行业中至关重要的一环。
准确的勘测设计可以确保电力线路的顺利建设和运营，避免因不当设计而导致的各种安全隐患和效率低下的问题。
电力线路工程勘测设计的重要性体现在其对电力系统运行的影响。
准确的勘测设计可以确保电力线路的合理布局和优化设计，提高电力系统的传输效率和稳定性。
合理的设计还能够降低电力线路的损耗，节约能源资源，为电力系统的高效运行提供有力支持。
激光雷达测量技术在电力行业中的应用
摘要:近年来，在超高压架空送电线路设计的路径优化阶段越来越多的应用高精度的地理数据进行线路的优化选线，机载激光雷达数据是其中之一。现阶段采取传统的航空摄影测量方式的超高压电力线路测量，仍存在无法穿透植被覆盖地区直接获取地面高程信息，也不能准确的测量植被、森林高度的问题。激光雷达是20世纪初最重要的测量技术之一。由于激光雷达能够穿透植被覆盖层，而且有的激光系统集成了GPS、MU等设备，能够快速的获取测区的地形、地貌数据，获得植被的高度数据，是目前工程测量最新的手段。
(2)减少建筑物和障碍物拆迁
在输电线路的选择和设计中肯定会涉及到很多建筑物和障碍物的影响，通过对不同地物对输电线路的影响程度以及设计成本等一系列的要求，需要针对不同的地物进行躲避。随着电网技术的不断发展，架空输电线路对环境的影响和威胁逐渐的减少，但是在输电线路的选择过程中一定尽量躲避重要的人口稠密区、工况设施和矿藏。对自然保护区、生态补偿区、风景名胜区、机场等重要设施等有可能输电线路会对其造成影响的区域要及时的躲避。以保证输电线路的架设对其造成影响，并降低对环境的破坏。
依托于激光雷达数据的高精度正射影像和激光点云，设计人员在软件中可以很好的判读地物，减少对环境的影响，包括减少线ห้องสมุดไป่ตู้建设造成的森林砍伐、农田占用、建筑物和障碍物拆迁、填挖土石方量等。减少对环境影响的原则包括:
(1)减少森林砍伐和占用农田
工程通过林区长度较长，选线中应尽量避开林木密集区、经济作物区，难以避让的，原则按高跨处理，尽量减少林木砍伐，对于集中林场和较密集的林地应釆用高跨处理，树木自然生长高度按15米确定。高跨时要对跨越的树高、树种予以测量和记录，不允许穿越自然保护区的核心区及试验区，若无法避免通过缓冲区，必须取得相关部门的批准文件。工程在经过西林县马畔、古障、普合、那劳附近的国家级公益林区、省级猫街雉类自然保护区时要尤其注意。
机载激光雷达(LiDAR)技术在输电线路上的研究与应用
机载激光雷达(LiDAR)技术在输电线路上的研究与应用摘要：对机载激光雷达(LiDAR)技术的特点及其在输电线路设计方面的优势进行了总结，从激光测量系统检校、地面GPS基准站布设、航空摄影分型、数据信息处理等方面对机载激光雷达(LiDAR)技术在输电线路上的研究与应用进行了总结和分析，从而更好的提高输电线路测绘效率和质量。
关键词：机载激光雷达(LiDAR)技术，输电线路，设计1 机载激光雷达(LiDAR)技术的特点机载激光雷达(LiDAR)系统的特点涵盖了以下几个方面：全天候24小时工作，激光雷达为主动探测，不受到光的影响；激光雷达可以穿透植被的叶冠，同时对地面点和非地面点进行测量，其激光的波长较短，获取的数据信息更加丰富；激光雷达可以探测细小的目标物，在数据信息获取上，其获取数据的速度非常快，数据获取的效率也会大大的提高，同时获取数据的精度也比其他的航测技术要高很多。
2 LiDAR在输电线路设计方面的优势超高压输电线路是国家主干电网的重要组成部分，随着国家电力建设的加速发展，起建设速度也越来越高，目前其建设要求主要体现在以下方面。
（1）线路距离长，覆盖范围大；（2）安全可靠性要求高；（3）建设工期要求越来越短；（4）线路通道选择越来越困难。
这些要求所使用的测量方法必须满足以下要求：数据获取周期短；数据精度高；能够获取大面积的三维地表数据；在通道狭窄地区地物分辨清晰。
LiDAR技术能够完全满足当前快速发展的电网建设对数据获取的要求，较传统测量技术相比，具有明显的技术优势，主要体现在以下方面。
（1）直接在数字高程模型、数字地面模型、数字正射影像等数据构建的高精度三维全景环境中进行快速、便捷的优化设计，包括线路路径、空间量测、风景带、农田、建筑物等的绕行、开挖方量自动计算、拆迁计算等，可以对选线区域的拆迁、工程量进行快速、准确、智能化评估、计算与分析，并做出最优决策。
（2）由于LiDAR获取的数据是三维的，能够在图上快捷方便地进行各种三维量测，满足输电线路设计对各种距离的苛刻要求，如树高、房高量测，安全距离量测等。
电力工程中运用激光雷达技术的探讨
电力工程中运用激光雷达技术的探讨摘要：随着我国经济的快速发展，电力行业在生活中的地位越来越突出，为了保障人们的用电需求，我们加紧了对电力工程的建设，激光雷达技术是现代电力工程中比较重要的技术应用成果，通过激光雷达，我们建设的电力工程更加的安全、稳定，传输的数据更加准确、精细。
本文我们将主要通过介绍激光雷达技术的概念及优势，论述激光雷达技术在电力工程中的应用情况，提出几条激光雷达技术的更好发展的有效措施。
关键词：电力工程；激光雷达技术；应用探究随着科技的进步，我们的技术水平也在不断的发展，越来越多的高科技技术被人们广泛的应用到了基础行业的保障工作之中，近几年来，随着激光雷达技术的日渐成熟，它开始被人们应用到了电力工程的设计之中，相较于传统的摄影测量技术来说，激光雷达技术获取的数据更加的快速、准确，数据处理的自动化程度更高。
一、激光雷达技术的概念及特点激光雷达技术就是指通过采用特定的激光器，向被探测的目标任务发出激光脉冲，当激光脉冲接触到目标之后，经过目标的反射或者是折射再把激光脉冲反馈回激光器，然后经过反馈回的激光脉冲对被探测的目标进行数据分析，得出一定的结论，这一应用的过程就是激光雷达技术。
根据不同的工作原理，激光雷达可分为多普勒激光雷达、测距激光雷达和差分吸收激光雷达三种。
它的主要工作原理就是通过发射脉冲、折射脉冲的相关数据来对目标的特征进行分析研究，最终得出一个客观结果。
激光雷达技术从总体上来说具有三个优势：一是便捷方便，激光雷达的体积很小，便携安装非常方便，可以随时的进行搜集。
二是数据自动化处理程度高，激光雷达技术可以不用经过航外像控测量，就直接的对搜集的数据进行精确的分析，自动化程度很高。
三是数据精准有效，激光雷达技术对于电力数据的分析，相比较于传统的方式而言，其准确度更高，因为它是三维立体定型，使设计员观察的更加准确详细。
二、激光雷达技术在电力工程中的应用激光雷达技术在电力工程中的应用已经成为了一个比较广泛的事情，被大家普遍的认可，尤其是在输电线路路径选择上的应用，更是十分广泛，总的来说激光雷达技术在我国电力工程中主要是应用在以下两个个方面：1、优化线路、选择路径上的应用。
无人机机载激光雷达技术在电力线路工程中的应用分析
无人机机载激光雷达技术在电力线路工程中的应用分析
陈西强
【期刊名称】《福建建设科技》
【年(卷),期】2024()3
【摘要】随着无人机机载激光雷达小型化、轻量化的出现,无人机机载激光雷达技术能够快速地获取电力走廊内的三维空间信息数据,通过点云数据滤波和分类,能够为电力走廊设计提供高精度的平断面数据、风偏点和危险点数据,具有效率高、精度好、现实性强等显著特点。
通过工程实践表明,经过合理的设计航高、重叠度,其获取的激光点云数据能够满足电力线路施工图阶段的平断面、房屋分布、风偏点及危险点测量技术要求,同时在空间点云密度大于15点/m^(3)的条件下,能够满足线路交叉跨越测量的精度要求。
但在山区植被茂密区域,其获取的激光点云数据无法直接满足规程规范对塔基断面高程误差不应大于0.1m的技术要求。
【总页数】4页(P96-98)
【作者】陈西强
【作者单位】中国电建集团福建省电力勘测设计院有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TM7
【相关文献】
1.机载激光雷达技术在电力线路勘测中的应用
2.矿山工程测量中无人机机载激光雷达的应用效果分析
3.无人机机载激光雷达测绘技术在航道整治工程中的应用
4.无人机机载激光雷达技术在电力工程中的应用分析
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给电网建设提出了更高的技术要求。应用激光雷达 技术进行数据采集， 可加快电网设计的进度， 同时使 工程投资预算更加科学， 该技术在我国电力线建设 工程中将会得到越来越广泛的应用。
２ ㊀传统电力选线方法
传统电力选线一般包括图上选线和野外选线 ２ 个过程， 图上选线一般在比例为１ ʒ ５０ ０ ０ ， １ ʒ １ ００ ０ ０ 或 更大比例的地形图上进行， 先将线路的起始端标出， 然后将一切可能选线方案的转角点用不同颜色的线 连接起来， 即构成若干个路径的初步方案。根据收集 到的有关资料， 舍去明显不合理的方案， 对剩下的方 案进行比较和计算， 锁定 ２ ３个较优方案， 待野外踏 勘后决定取舍， 确定线路最佳方案。图上选线完成之 后进行野外选线， 将图上选定的路径进行现场落实，
第 １期
张晓东 等㊀机载激光雷达技术在电力选线工程中的应用
２ ７
２ ］ 性的制约 ［ ， 对于植被茂密的地区无法测量， 或直
３ ． １ ． ４ ㊀树高、 房高测量 应用激光雷达的点云数据， 可以方便快捷地测 量设计线路走廊内植被的高度、 房屋的高度等， 避免 了传统航测作业中由内业人员逐点进行立体量测的 繁琐过程。图 １所示为已完成分类的地面及不同高 度植被测量。
㊀ 第２ ７ 卷第１ 期 ㊀㊀２０１０年 １月
长㊀江㊀科㊀学㊀院㊀院㊀报 Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｙ ａ ｎ ｇ ｔ ｚ ｅＲ ｉ ｖ ｅ ｒＳ ｃ ｉ ｅ ｎ ｔ ｉ ｆ ｉ ｃＲ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈＩ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ
Ｖ ｏ ｌ ． ２ ７ ㊀Ｎ ｏ ． １ ㊀㊀ Ｊ ａ ｎ ．２０ １ ０ ㊀㊀
㊀㊀文章编号： １ ０ ０ １－ ５ ４ ８ ５ （ ２ ０ １ ０ ） ０ １－ ０ ０ ２ ６－ ０ ３
机载激光雷达技术在电力选线工程中的应用
， ２ 张晓东１ ，窦延娟２，刘㊀平２，张㊀煜３
（ １ ． 国家海洋局第二海洋研究所 卫星海洋环境动力学国家重点实验室， 杭州㊀３ １ ０ ０ １ ２ ； ２ ． 武汉大学 测绘遥感信息工程国家重点实验室， 武汉㊀４ ３ ０ ０ ７ ９ ； ３ ． 长江科学院 空间信息技术应用研究所， 武汉㊀４ ３ ０ ０ １ ０ ） 摘要： 介绍了机载激光雷达技术及传统电力选线的方法， 阐述了机载激光雷达技术在电力选线工程中的具体应用 优势， 主要体现在线路及立杆点的优化设计、 需要砍伐树木的面积估算、 房屋拆迁数量估算、 树木及房屋高度测量、 实时断面量测等方面。介绍了机载激光雷达技术在安徽省电力线路设计项目中的应用， 相关的数据处理， 以及基 于Ａ ｒ ｃ Ｇ Ｉ Ｓ 用Ｖ Ｂ语言开发的真三维电力选线测图系统。野外测量表明， 应用该系统选线能够满足电力选线的精度 要求。最后客观总结了该技术的优缺点， 同时指出该技术在未来具有的应用前景。 关㊀键㊀词： 机载激光雷达； Ｄ Ｅ Ｍ； Ｄ Ｏ Ｍ； 电力选线 中图分类号： Ｐ ４ ０ ７ ． ８ ㊀㊀㊀文献标识码： Ａ
１ ］ 确定最终线路并埋设标石， 用于后期勘测［ 。
进行传统的图上选线时， 设计人员使用的地形 图资料由测量专业组提供或从测绘局购买。传统地 形图是二维的， 三维信息只能通过等高线和高程注 记获取， 产品单一且不直观； 而测量专业组进行实地 地形图测绘时， 速度慢、 工期长， 而且受到视野局限
收稿日期： ２ ０ ０ ９ ０ ７ ０ ６ 基金项目： 中国 博 士 后 科 学 基 金 （ ２ ０ ０ ７ ０ ４ １ １ １ ７ ２ ） ； 湖北省自然科学基金（ ２ ０ ０ ７ Ａ Ｂ Ａ ０ ４ ２ ） ； 中央级公益性科研院所基本科研业务专项 Ｙ ＷＦ ２ ０ ０ ８ ０ ７ ） ； 长江科学院科研基金项目（ Ｙ Ｊ Ｊ ０ ８ ０ ４ ） （ 作者简介： 张晓东（ １ ９ ７ ４ ） ， 男， 湖北黄陂人， 副教授， 主要从事遥感图像、 Ｌ Ｉ Ｄ Ａ Ｒ数据处理与应用研究， 以及相关的软件开发工作， （ 电话） １ ３ ８ ７ １ ２ ２ ５ ０ ３ ７ （ 电子信箱） ｄ ｏ ｎ ｇ ＿ ｗ ｉ ｎ ｄ ｙ ＠ｈ ｏ ｔ ｍ ａ ｉ ｌ ． ｃ ｏ ｍ 。
覆盖的山区时， 电力线路设计和建设的技术难度大，
１ ㊀概㊀述
机载激光雷达（ Ａ ｉ ｒ ｂ ｏ ｒ ｎ ｅＬ ｉ ｇ ｈ ｔ Ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎａ ｎ ｄＲ ａ ｎ ， 简称机载 Ｌ Ｉ Ｄ Ａ Ｒ ） 源于 １ ９ ８ ８ １ ９ ９ ３年间德国斯 ｇ ｉ ｎ ｇ Ｓ ｔ ｕ ｔ ｔ ｇ ａ ｒ ｔ ） 大学研制的空载激光雷达测量系统 图加特（ （ Ａ ｃ ｋ ｅ ｒ ｍ ａ ｎ ｎ － １ ９ ） ， 该系统成功地将激光雷达技术与 即时定位定姿系统结合。机载激光雷达集激光、 全球 定位系统和惯性导航系统 ３ 种技术于一身， 它将激光 扫描仪、 Ｇ Ｐ Ｓ 接受机、 惯性导航系统、 数码相机及控制 元件等搭载在载体飞机上， 通过主动向目标地表发射 激光脉冲获取地表的三维信息， 突破了传统航空摄影 测量被动成像的局限性， 从系统研制开发成功后即得 到迅速发展， 现已成为 ２ １世纪具有极大应用前景的 空间信息获取技术。由于激光波长短（ 一般在 ８ ０ ０ １６ ０ ０ｎ ｍ ） ， 能够穿透植被叶冠到达地表， 可同时获取 地表和植被的信息， 此外还能够探测细小目标， 如电 力线， 这些都是传统测量技术无法做到的。 目前我国正在加快电网建设， 国家电网公司和 南方电网公司的“ 十一五” 电网发展规划显示， 今后 这表明 五年， 我国电网建设总投资将超过 １万亿元， 我国将迎来一轮大规模电网建设高潮。此次“ 十一 五” 电网建设范围大、 线路长， 尤其当线路穿越植被
接采取将视野范围内植被砍伐掉再进行测量的手 段， 造成许多不必要的植被砍伐， 破坏了周围环境。 航空摄影测量技术虽然可实现三维图的重建， 但是 无法穿透植被获取植被下的地形信息。
Hale Waihona Puke ３ ㊀在电力选线工程中的应用
３ ． １ ㊀技术应用优势 激光雷达可穿透植被， 快速获取地表的三维信 息， 在电力选线工程中有着越来越广泛的应用趋势。 通过对机载激光雷达数据及其同时拍摄的影像数据 进行一系 列 处 理， 可以得到高精度的 Ｄ Ｅ Ｍ、 Ｄ Ｓ Ｍ、 Ｄ Ｏ Ｍ， 等高线以及植被分类图等丰富的地表信息， 结合 Ｄ Ｓ Ｍ和 Ｄ Ｏ Ｍ 可得到真实的三维场景图， 参考 三维场景图进行电力选线， 可从不同视角观看线路 周围的地物、 地貌信息， 使设计人员在室内即可高效