[发明专利]一种基于DEM获取电力线路断面图的方法

说明书

一种基于DEM获取电力线路断面图的方法，包括如下步骤：生成数字高程模型DEM；基于DEM剖切获取初始断面数据；电力线路设计人员依据线路电压等级、气象工况等参数在道亨软件中预排位，获得排位数据文件（*.TA），简称塔文件；基于塔文件变长步距分档获取新断面数据；分档自动搜索风偏，获得风偏数据；分档获得的中线新断面点数据，绘制新断面图，结合每档距中的风偏数据，将每档距中的风偏数据绘制到新断面图中。本发明能够兼顾设计排位情况，减少设计排位不考虑的断面，自动减少冗余数据，根据判断坡度阈值和排塔文件，分档自动搜素风偏。

技术领域

本发明属于电力线路勘测设计领域，特别是涉及一种基于DEM获取电力线路断面图的方法。

背景技术

机载激光雷达技术是一种新兴的主动式三维对地观测技术，集成了激光测距技术、航空摄影测量技术、高动态载体姿态IMU测定技术和高精度动态GNSS差分定位技术，能够快速获取大面积、高精度的地面点云数据和高分辨率数码影像，利用该技术能够实现快速获取高时空分辨率三维空间信息。

在如今的输电线路勘测设计中，线路经常穿越高差大、植被茂密、地形复杂的地域，由于激光雷达技术能够一定程度穿透树木到达地面，因此在输电线路勘测设计中逐渐被广泛地应用。机载激光点云获取数字高程模型DEM是用含有末次回波信息确定初始的地面点，根据初始的地面点，按照坡度信息寻找其他回波层上的地面点，再过滤掉地表高于地面的物体(如树木、房屋等)后生成的数字高程模型，可以高精度地表现地形信息。

数字高程模型(Digital Elevation Model)，简称DEM，是通过有限的地形高程数据实现对地面地形的数字化模拟(即地形表面形态的数字化表达)，它是用一组有序数值阵列形式表示地面高程的一种实体地面模型，格网间距代表地形精度，是表达地面起伏的数据集，获取任何一点高程数据，常采用双线性内插发内插高程。DEM是描述包括高程在内的各种地貌因子，如坡度、坡向、坡度变化率等因子在内的线性和非线性组合的空间分布。

在输电线路的勘测设计中，电力线路路径是指线路中心线路径，边线距离(边线距离中心线的垂直距离)依据电压等级设计需求而定，一般是10-20米，电压等级500kV(包括)以下的平面图范围是50米，500kV以上是75米，风偏(线路断面是纵断面，线路某处的横断面为风偏，范围即是横断面的长度)，依设计而定，其范围一般为20-75米；断面数据主要包括中线断面点、边线断面点、风偏断面点、危险点等。断面数据的获取采集是基于机载激光雷达技术获取的高精度DEM数据，以固定步距自动剖切采集，步距一般设置为DEM的单元格网大小，也可以任意设置步距。

发明专利《基于机载激光雷达的三维优化选线方法》(专利号为2012101537310)所论述的自动剖切DEM获取电力线路断面数据方法，存在部分不完善的地方。因为自动提取的中心断面和左右边线断面，无论多长步距都会存在大量冗余点；步距太长，塔位所在山体地形前后断面失真，地形越陡峭越失真，弧垂紧张处失真，影响设计精度；步距太小，设计人员不需要参考的冗余数据太多，造成平断面图文件过大，设计软件很难打开，后期人工编辑费时费力。

电力线路风偏是一种由风引起的导线摆动现象，如线路设计不当，就存在安全隐患，与所在地形的横断面高低坡度存在密切关系。上述发明提到的获取线路断面的方法缺乏横断面风偏数据，存在影响线路设计摇摆角等问题，存在设计风险。需要采用新方法，能够减少断面冗余点，兼顾设计排位重点区域，且塔位所在地方地形不失真，自动对不排塔地形数据进行取舍，并断面数据量大幅压缩，具备智能搜索风偏的功能。根据坡度阈值结合预排位塔位排位情况，自动搜索电力线路横断面数据作为风偏数据输出到断面图中，便于设计人员合理调整塔位位置、杆塔高度和风偏角(导线和绝缘子串)。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，基于激光点云数据获取的DEM剖切电力线路断面，提供一种基于变长步距减少冗余数据和自动搜索风偏数据的方法，提升工程设计质量。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：