利用机载激光雷达技术进行电网建设的基本流程

1 电网单位要求

电网单位对技术的要求主要有精度、生产成本、人力物力、效率、安全等，在利用机载激光雷达技术之前要认真分析电网公司的要求。

目前机载激光雷达技术能满足电网建设的高精度要求，能够获取高精度的数字地形模型或数字高程模型，并能显示比较细的电线，能用于电力选线、电力巡线、电网维护等，并且效率高，保证人的安全。 2 前期准备

在利用机载激光雷达技术之前，需要搜集待测地带的粗略DEM或地形图（通常为1：50000）、当地天气情况统计结果、待测地带有无空中限飞区、待测区的局部坐标系、所用激光扫描仪的型号及参数、所用GPS的型号及精度等，以用于机载激光雷达技术所要求的飞行计划、GPS基准站的设置等。

根据电网单位要求以及所用扫描仪进行详细的飞行计划安排，包括飞行的航线、航带间的重叠度、飞行高度、飞行速度、飞行速度、扫描角的大小、扫描频率、飞行成本控制等。在飞行前安置全球定位系统、激光扫描仪、惯性测量及数码相机等，然后进行参数检测，以便减少系统误差。

进行GPS基准站的设置时，选择远离水面、远离高大植被、稳定的地面，以避免卫星信号被遮挡或降低精度。同时注意在采集数据之前先要将GPS接受设备同时打开约两个小时。 3 原始数据采集

搭载激光扫描仪的飞机按设定航线、速度、高度等飞行，进行数据的采集。要注意在飞机到达待测区之前就把扫描仪及相机打开使之处于工作状态，在飞行后立即进行参数检校，如有不满意的区域立即进行补飞。 4 内业数据处理

内业数据处理主要包括GPS数据质量检查、航迹计算、激光扫描交点三维坐标解算、激光点云生成、粗差剔除、坐标匹配、重叠区域裁剪、数据分类处理、影像数据的定向和镶嵌、三维地形模型的建立等。

各激光扫描仪生成厂家都配备有自己的专门软件用于GPS数据质量的检查、激光脚点坐标解算，这里详细说明对点云的数据处理。

坐标转换：利用激光扫描所测得的激光脚点坐标是以WGS-84坐标系为参考的，通过坐标转换将点云的WGS-84坐标转换为当地所采用的局部坐标系；

粗差的剔除：剔除打到鸟、汽车等上的激光点，主要通过高程数据及点云的可视化进行粗差的剔除；

坐标匹配：计算相机和IMU间的侧滚角、俯仰角和航向的差，并将计算结果加到激光点的坐标中。计算重叠区域不同航带间的高差，将差值改正，提高数据精度；

重叠区域裁剪：机载激光雷达所采集的数据航带与航带之间有一定的重叠度，通过专业数据处理软件将重叠区域的数据裁减掉；

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数据分类处理：采集的激光点数据中有地形数据、植被数据、建筑物数据和桥梁数据等，通过数据分类将地形数据和非地形数据分离，提取建立数字地形模型及数字地表模型所需的数据类型；

影像数据的定向和镶嵌：利用相机和IMU的侧滚角、俯仰角、航向角及其差值进行影像数据的定向和镶嵌，从而使激光点与所获取的光学影像完好得匹配，有利于参照光学影像进行激光点的分类。

数字地形模型及数字高程模型的建立：利用分好类的数据，根据实际精度要求，设定不同的网格大小，生成不同的数字地形模型（DTM）或数字高程模型（DEM），直接用于电网设计。 5 线路设计

通过以上数据处理，可以得到高精度的数字高程模型以及数字表面模型，结合数字正射影像，设计人员可了解整个线路设计区域内的地形和地物要素的情况，尤其是在树木密集处，可以估算出需要砍伐树木的面积和木材量；工作人员可参考激光雷达获取的三维模型进行平面地物以及风偏、危险点的采集，对于诸如房高、树高以及塔高等信息；运行线路绝缘子间距测量和制造，用于掌握树枝等对导线的危险距离判断和预警，及时进行树枝砍伐，并测定线路与线路间、线路与公路（铁路）之间、线路与建筑物间的最小交叉跨越距离，从而为线路优化设计服务。

6 电网线路维护

网力线路的覆盖区域广、穿越区域的地形复杂，往往是横山越岭、翻江过河。即使在建设时，有选择的对电力线路下相关区域内的高大目标进行处理，以保证在高度上与线路保持适当间距，但随着树木的生长，电力线缆使用年限的增长，尤其是电力线路因过热下垂等，都会造成与树木发生短接触，轻者造成电力中断，重者会同时导致林区大火。另外由于人为因素，也会对线路造成危害，如滥接线路等。

因此要定期对电网线路进行巡查和维修，常规的巡查方法费时费力，通过对机载激光雷达所获取的数据进行比相关处理，可测算出任意一处线路距离地面的高度，也能检查出线路周围是不是植被增高影响了电网的使用，可方便得为电网线路巡查维修服务。

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