基于机载LiDAR数据的输电铁塔建模方法研究

输电线路铁塔建模作为电力设备检测和管理的重要基础,具有巨大的实际应用价值。传统的量测与制作手段存在周期长、人力和财力耗费大的不足。机载LiDAR系统的出现使快速高效的铁塔建模成为可能。提出了一种基于机载LiDAR数据的铁塔建模方法,通过检测电力线对的连接点提取铁塔,建立三维空间格网,并利用二值图像轮廓跟踪的思想跟踪三维线结构,由此完成铁塔建模。实验结果证明,该方法基本达到建模需求,取得了较好效果,只需少量人工修饰便可得到高精度的三维模型。     

基于特征差异的机载LiDAR侵蚀沟点云分割方法

为克服数字高程模型(Digital Elevation Model, DEM)提取侵蚀沟特征的局限性,提出一种基于机载激光雷达(Light Detection and Ranging,LiDAR)点云的不同尺度下的表面特征差异侵蚀沟点云分割方法。该方法首先对侵蚀沟点云进行特征分析,在对点云预处理的基础上,基于不同尺度获取点云表面特征差异,再结合曲率阈值方法分割得到初始侵蚀沟,最后基于聚类分析得到侵蚀沟点云。试验结果表明,该方法能够精确地从机载LiDAR点云中分割得到侵蚀沟,为侵蚀沟的定量评价提供了一种新思路。     

低空机载LiDAR水面点云自适应分类算法研究

水陆点云分类是DTM生成、河流岸线提取等低空机载LiDAR应用领域面临的新问题,然而在岸滩等复杂扫描场景中,水陆点云的准确分类是一个公认的难题。在分析目前点云分类存在的缺陷基础上,提出了一种多元特征统计的自适应水陆LiDAR点云分类算法,该算法通过分析低空机载LiDAR水面点云的特点,针对性地设计了点云坡度、密度特征描述子;引入贝叶斯定理,建立了高程、坡度、密度隶属度函数;通过水、陆独立样本的t检验,确定隶属度函数的自适应权重;最终得到一个多元特征统计的分类模型,并基于训练样本的概率密度统计,确定了模型的自适应分类阈值。典型应用实例表明,在存在岸滩、内陆平地等复杂地形条件下,新算法都能达到99%以上的水陆点云分类精度。     

基于TIN的LiDAR地面点云数据简化方法研究

机载LiDAR点云数据的简化虽属数据辅助处理的范畴,但对提高庞大点云数据后处理效率起着重要作用.将TIN迭代加密方法引入机载LiDAR地面点云数据简化中；对平坦地形直接简化,对复杂地形则提取山谷线、山脊线,将获得的特征点作为种子点加入TIN加密迭代简化方法中.实验证明,该方法能够在保证数据精度的前提下,简化点云数据.     

激光点云中电力线的提取和建模方法研究

当利用LiDAR激光点云进行电力线路危险点检测时,需要对电力线进行建模。为此提出了一种在激光点云中提取电力线并建模的算法。该算法首先利用激光雷达回波信息和电力线在三维空间中的线性特征,过滤掉大部分非电力线的点,然后在点云的XY平面内利用霍夫变换提取最长且相互平行的线性地物作为电力线,连接因数据遮蔽而造成的段线,并利用线的交点和沿线小网格内高程变化特征找出杆塔位置,最后在电力线断面内对多根电力线进行分割,分别计算悬链线模型。基于云南某500 kV线路实际数据的实验表明,该方法自动化程度高,电力线提取和建模准确度高。针对进一步提高该算法的通用性和自动化程度,提出了下一步的研究方向。     

融合无人机LiDAR与摄影测量的河道地形测绘方法

针对无人机摄影测量过程中植被穿透率低、无人机LiDAR(激光雷达)点云地物提取困难等问题,研究了一种融合无人机摄影测量与LiDAR的高精度河道地形测绘方法。该方法利用TerraSolid软件对LiDAR点云数据进行去噪与地形滤波处理,提取测区高精度DEM(数字高程模型),并通过LiDAR点云与DOM(数字正射影像)融合建立真彩色三维点云、与数码影像融合重建测区实景三维模型,实现地物的精准测绘。典型应用结果表明：该方法能有效发挥两种技术的互补优势,解决长江下游河道岸滩区域植被高密度覆盖的地貌测绘与建筑物复杂多样的地物测绘难题,数据采集与处理高效,产品直观、精细、多样化,精度可满足1∶1 000比例尺地形图测绘的要求。     

LiDAR测量技术在高陂水利枢纽工程中的应用

水利枢纽工程通常具有范围大、地形复杂等特点,应用机载激光雷达(LiDAR)测量技术能快速获取大面积目标空间信息,提高测量效率。机载激光测量(LiDAR)技术是直接采集并获取数码影像数据和激光点云数据,在此基础上经过后期加工和处理,得到DSM、DEM、DOM等数据产品的测量技术,在一些相关专业软件的辅助下,还可以其制作其他数据产品,如三维电子沙盘,生成测区三维景观,可以大大提高水利设计的直观度。     

长大引水隧洞长期运行安全检测技术体系研究

针对长大引水隧洞长期运行安全检测难题,采用隧洞排水放空后三维激光扫描与水下机器人在水检测方法,开展综合应用研究.通过三维激光扫描获取隧洞高密度三维点云模型,融合高精度变形分析、缺陷提取及三维可视化技术,进行毫米级变形量色谱分析、表面细微裂缝自动提取,建立洞壁缺陷三维可视化数据库.为减少隧洞放空频次,利用适应隧洞狭小封闭...     

基于PTD和改进曲面拟合的高山区水电工程机载激光雷达点云滤波方法

针对高山区水电工程区域地形起伏大、植被茂密且存在部分建筑物,在提取这些区域地形时机载LiDAR点云滤波方法存在精度不高的问题,提出了一种综合点云回波特性、渐进三角网加密(PTD)算法、改进的曲面拟合算法和地面点精细化处理的山地点云滤波方法.该方法在对机载激光雷达(LiDAR)点云数据去噪的基础上,先利用植被点云的回波特...     

荆江典型河弯河势变化三维数值模拟研究

分别建立了三维水沙数学模型及考虑纵向坍塌范围的二元结构河岸崩塌力学模型，并将两者结合，构建立了荆江典型河弯河势研究的三维数值模型。基于非正交网格采用局部网格可动技术处理由崩岸引起的河道摆动过程。模型采用有限体积法对方程进行离散，采用与动量插值技术相结合的SIMPLEC算法进行模型求解。对石首河弯进行了模拟研究，模拟结果表明：模型能够较好地模拟出蜿蜒河道的水沙运动规律，成功地复演了石首河弯1996年10月至1998年10月期间剧烈的河势变化（主、支汊易位及河道摆动等）过程，实测结果与模拟结果吻合较好；其中河岸坍塌是该河段河势变化剧烈的主要原因之一。     

大规模水电站群短期优化调度方法Ⅲ:多电网调峰问题

随着我国电网和水电规模的扩大,水电系统多电网调峰的问题越来越突出。以南方电网的水电系统为背景,构建了跨流域巨型水电站群多电网调峰优化调度模型。结合凝聚函数法和多目标模糊优选法建立替代优化目标,提出逐次逼近的关联搜索算法来满足求解过程中大量的时间耦合型约束。实际运行过程表明,本文提出的模型和求解方法能够得到高效的、满足实际工程中需求的应用结果,是一种切实可行的水电多电网调峰优化调度方法。     

输电线路覆冰对电力网的影响及危害分析

输电线覆冰将严重影响电网安全运行,会导致杆塔荷载增大、输电线垂度增大。覆冰严重时还会引起倒塔。行对于此,分析了输电线覆冰对输电线安全的影响,即输电线覆冰对输电线负载的影响、覆冰厚度增加时对输电线强度的影响,为输电线路设计和安全提供了参考。     

无网格法河流数值模拟平面区域自动布点技术

 无网格法数值模拟基于变分原理,采用权函数来拟 合真实解,因此,权函数的构造形式至关重要。无网格法不需要网格单元,只需具体的节点 信息,是一种很有前途的数值模拟方法。在已有研究工作的基础上提出一种复杂河道平面区 域布点算法,利用该方法生成的离散节点可直接用于无网格法数值模拟计算,也可以进一步 利用各种网格化方法,由散点生成无结构网格。为了控制散点分布密度,引入了密度控制函 数。区域布点算法的一个关键技术是点包含算法,给出了一种既简便又易于实现的算法。应 用实例检验了所提出的方法的可行性,并编制了FORTRAN语言环境下的自动生成程序。     

基于MATLAB-UG的混流式水轮机叶片三维建模

针对冷却塔专用混流式水轮机流道狭长、叶片空间几何形状复杂,三维建模难度较大的问题,结合某冷却塔专用超低比转速水轮机设计工程案例,以转轮二元设计理论(ωu=0)为基础,利用MATLAB软件计算出转轮叶片的骨线,并对翼型骨线进行展开加厚,最后借助于UG软件的三维建模功能,生成光滑的三维叶片模型。结果表明,采用该方法进行转轮叶片的三维建模,所生成的叶片光顺、无褶皱,能够精确地反映出叶片的空间流性,提高了转轮叶片的生成效率和精度,可为后续开展水轮机的CFD分析和性能优化提供有力的支撑。     

多目标微网环保经济调度模型研究

微网运行特别是在孤岛情况下,由于太阳能光伏发电、风力发电的随机性较大,使得其电能的调度成为一个重要且困难的问题。针对不同分布式电源的特性以及成本,对传统意义下的微网经济调度模型进行了修正,将环境成本、发电成本和旋转备用成本作为多目标,建立了环保经济的微网多目标模型。针对3个不同的目标函数,采用NSGA-II多目标优化方法,求解多目标协调的最优解。算例结果表明,该算法和模型的收敛更快、更全面。     

多目标微网环保经济调度模型研究

微网运行特别是在孤岛情况下,由于太阳能光伏发电、风力发电的随机性较大,使得其电能的调度成为一个重要且困难的问题。针对不同分布式电源的特性以及成本,对传统意义下的微网经济调度模型进行了修正,将环境成本、发电成本和旋转备用成本作为多目标,建立了环保经济的微网多目标模型。针对3个不同的目标函数,采用NSGA-II多目标优化方法,求解多目标协调的最优解。算例结果表明,该算法和模型的收敛更快、更全面。     

福建中小水电站信息采集系统试验研究

通过分析福建省电网中一个小水电站信息远程采集的实例系统的成功运行经验，对中小水电站信息采集系统中的通信技术难点，提出了一套行之有效的基于通用分组无线电业务（GPRS）和配电线载波通信的混合通信解决方案。运行结果分析显示，中小水电站信息远程采集的能量数据满足实时、准确、可靠的要求。