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CN114046776A - 一种输电工程水土保持措施落实的核查系统 - Google Patents

一种输电工程水土保持措施落实的核查系统 Download PDF

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CN114046776A CN202111108019.4A CN202111108019A CN114046776A CN 114046776 A CN114046776 A CN 114046776A CN 202111108019 A CN202111108019 A CN 202111108019A CN 114046776 A CN114046776 A CN 114046776A
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Abstract

本发明涉及输电工程水土保持措施落实情况核查技术领域，且公开了一种输电工程水土保持措施落实的核查系统，包括：资料收集子系统，航空摄影子系统，数据处理子系统，落实情况核查子系统，核查成果子系统；在进行水土保持措施遥感核查前制作正射影像，对航空影像进行空间定位和地理匹配，解决了不能进行施工扰动面积计算的问题；在进行塔基航空影像制作时，结合原始航空影像的POS信息、姿态信息和杆塔的精确坐标，批量计算生成标准的塔基航空影像，大大提高塔基航空影像制作的效率；在进行水土保持措施遥感解译前，建立遥感解译标志库，减少不同作业人员之间因经验差异而导致的解译结果差异。

Description

一种输电工程水土保持措施落实的核查系统
技术领域
本发明涉及输电工程水土保持措施落实情况核查技术领域，具体为一种输电工程水土保持措施落实的核查系统。
背景技术
输电工程水土保持措施落实情况核查技术是评估输电工程建设现场环水保工作的实施情况和效果的一种技术，主要流程分为三部分：(1)工程建设现场状态信息获取；(2)塔基影像生成；(3)环水保工作实施情况评估；
(1)工程建设现场状态信息获取：
采用拍照或遥感技术记录工程建设现场环水保作业情况，获得工程建设现场的数码影像或遥感数据；拍照是人工现场调查的信息搜集方式，通过相机或移动APP记录工程建设现场环水保工作状态信息，时间周期长，难以宏观掌握工程环水保整体落实情况；
遥感技术分两种情况：第一种是通过人造地球卫星上的传感器，远距离获取工程建设现场的电磁波特性，通过对该信息的传输、贮存、处理、分析，实现对工程建设现场环水保工作信息的评估，该方式探测范围广，数据获取快捷，不受地形地貌条件限制，但易受天气、气象等条件影响和卫星资源调配影响；卫星影像的空间分辨率在2米～0.5米不等；第二种是通过载人飞机、无人机等航空飞机上的量测相机或非量测相机，获取工程建设现场的可见光信息，通过对该信息的存储、处理、分析，评估工程建设现场的环水保工作状态，该方式影像采集灵活，相比卫星受云影像小，成像质量和精度更高(优于0.1m)，具有高度的机动性和采集效率；
(2)塔基影像生成：
人工现场调查通过人工记录每张数码照片对应的杆塔编号，经挑选、整理后，发往后续流程处理；可以借助移动APP等手段优化该过程，但整体需要大量的人员参与；
卫星遥感通过对原始影像进行辐射定标、大气校正、正射校正等专业处理流程，获得可以定位、分析的标准卫星影像，结合输电工程杆塔的实际坐标，生成塔基影像，方便后续处理；
航空遥感通过无人机拍摄工程建设的影像，人工记录相应杆塔号，后续经人工挑选、整理，获得每基杆塔的无人机影像；
(3)环水保工作实施情况评估：
依靠作业人员的个人经验，通过对塔基影像进行水土保持措施实施情况判读，评估工程建设现场环水保作业效果。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供一种输电工程水土保持措施落实的核查系统，以解决下述问题：
1.目前不便于进行施工扰动面积计算的问题；
2.现有技术无法批量计算生成标准的塔基航空影像，导致塔基航空影像制作的效率低下，人力投入和成本增大的问题；
3.目前不同作业人员之间因经验差异而导致的解译结果差异问题。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种输电工程水土保持措施落实的核查系统，包括：资料收集子系统，航空摄影子系统，数据处理子系统，落实情况核查子系统，核查成果子系统；
该数据处理子系统用于对获取的航摄数据进行整理、以及制作塔基和线路通道的正射影像；
其中，上述正射影像的具体制作方法如下：
步骤S1，提取航摄数据中的相应离散点，该离散点组成点集mpa，并设置三角集mta、线集mla；
步骤S2，形成初始边，具体为：先遍历点集mpa，寻找坐标系中X值最小的空间点，记为F点；然后遍历点集mpa寻找与F点最近的一点，记为S点；基于上述所得F点和S点为两个端点建立边对象mlF-S，并将边对象mlF-S加入线集mla中；
步骤S3，形成第一个三角形，具体为：遍历点集mpa寻找一个点，使该点与边对象mlF-S的两端点F点和S点所形成的夹角α最大，其中，α的取值范围为0～180度，即寻找夹角α余弦值为最小的一点，记为T点；
由F点、S点和T点建立第一个三角形mt，将其加入三角集mta，将新生成的两条新边mlT-F和mlT-S作为扩展边加入线集mla中；
步骤S4，循环生成所有三角形，具体方法包括：遍历点集mpa，按照步骤S3中的最小余弦值方法选取合适的一点，使该点与上述已生成的任一条拓展边的两个端点组成一个新的三角形mt，并将其加入三角集mta中，且将新生成的两条拓展边加入线集mla中；
步骤S5，对航摄数据进行空间定位和地理匹配，添加定位定姿系统，基于摄影测量的后方交汇原理，批量计算生成标准的塔基和线路通道的正射影像。
进一步的，所述落实情况核查子系统是基于规范化数据，建立水土保持遥感解译标志，通过多人协同作业辅助水土保持验收并核查措施落实情况。
进一步的，所述落实情况核查子系统进行环保房屋拆迁、迹地恢复落实判定、环境敏感点变动情况识别分析和判定。
进一步的，所述落实情况核查子系统进行塔基区水土保持设计措施判别与落实到位遥感解译判别。
进一步的，所述核查成果子系统将水土保持遥感解译结果按落实到位与否、不同措施类型、分属标段进行多维度统计、分析展示。
进一步的，所述核查成果子系统结合输电工程水土保持验收业务流程，经过数据库建立，功能设计与实现，平台测试与版本发布，建立水土保持验收核查支撑平台。
进一步的，所述资料收集子系统用于水土保持验收数据收集与规范化处理。
(三)有益的技术效果
与现有技术相比，本发明具备以下有益的技术效果：
1.在进行水土保持措施遥感前制作正射影像，对航空影像进行空间定位和地理匹配，解决了不能进行施工扰动面积计算的问题；
2.在进行塔基航空影像制作时，结合原始航空影像的POS信息、姿态信息和杆塔的精确坐标信息，基于摄影测量的后方交汇原理，由计算机批量计算生成标准的塔基航空影像，大大提高塔基航空影像制作的效率，减少人力投入和成本；
3.在进行水土保持措施遥感解译前，建立遥感解译标志库，减少不同作业人员之间因经验差异而导致的解译结果差异，易于推广。
附图说明
图1为本发明一种输电工程水土保持措施落实的核查系统的核查方法步骤流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种输电工程水土保持措施落实的核查系统，如图1所示，包括：资料收集子系统，该资料收集子系统用于收集的数据涵盖：杆塔、路径、水土保持专项设计资料、航摄影像、房屋拆迁图等多个类型、多种格式；采用统一坐标体系，提取水土保持各对象位置信息及有相关属性信息；提出水保措施分类分级组织体系，按杆塔整理水保设计要求，按各级行政区域归类环境敏感点，按施工标段汇总房屋拆迁信息分类分级规范化处理；
还包括：航空摄影子系统，该航空摄影子系统用于指导航摄获取目标区域、影像覆盖宽度及地面分辨率采集要求；
航空摄影子系统采用三角翼搭载摄影测量设备，进行影像采集；设备拥有5个相同的数码相机，同时搭载高精度IMU/BDS设备，采集所需信息；
根据测区实际状况获取控制点数据，航片曝光位置与控制点分布，每隔4～5条航带，每隔12～13条基线布设一个控制点；
航空摄影子系统利用BDS/IMU辅助空中三角测量；
还包括：数据处理子系统，该数据处理子系统用于对获取航摄数据进行必要整理及预处理工作、以及塔基和线路通道的正射影像制作；
其中，上述正射影像的具体制作方法描述如下：
步骤S1，提取航摄数据中的相应离散点，该离散点组成点集mpa(点指针数组)，并设置三角集mta(三角形指针数组)、线集mla(线指针数组)；
步骤S2，形成初始边，先遍历点集mpa，寻找可以在区域一侧的点，而本方案寻找X值最小的空间点，记为F点；
然后再次遍历点集mpa寻找与F点最近的一点，记为S点；
基于上述所得F点和S点为两个端点建立边对象mlF-S，并将边对象mlF-S加入线集mla中；
步骤S3，形成第一个三角形，遍历点集mpa寻找一个T点，此T点与边对象mlF-S的两端点F点和S点所形成的夹角α最大，选用夹角的余弦值来进行计算，由于夹角的变化范围在0～180度，而在此区间中余弦函数是减函数，所以即寻找夹角α余弦值为最小的一点，将该点记为T点；
由F点、S点和T点建立第一个三角形mt，并做相应的后期处理，将其加入三角集mta，将新生成的两条新边mlT-F和mlT-S作为扩展边加入边集mla中；
步骤S4，循环生成所有三角形；
①如果拓展边用完，转入步骤S5；
②取一条拓展边进行边的有效性判断，如不可用进入下次循环；
③遍历点集mpa，利用点的可用性条件判断，将不可用的点从点集mpa中删除，参照步骤S3中的最小余弦值方法选取合适的点，与拓展边的两个端点组成三角形，进行三角形有效性判断，建立三角形对象，加入三角集mta中，将新生成的两条拓展边加入线集mla中，进行相应的后期处理；
④循环变量处理，返回条件判断处继续循环；
步骤S5，对航摄数据数据进行空间定位和地理匹配，添加定位定姿系统，基于摄影测量的后方交汇原理，批量计算生成标准的塔基和线路通道的正射影像；
其中，在三角形的生长过程中，设置以下条件：待用点与拓展边两端点在同一个投影平面上不重合、不共线，待用点所邻接的边集中至少有一条边是可拓展的，在同一个投影平面上，待用点与拓展边所在三角形的第三顶点(三角形中除去拓展边的剩下的那个顶点)处于拓展边的两侧，不可用的点从可用点集中剔除出去；能够快速判断一个点是否可以参与新三角形的生成，从而起到了提高正射影像生成效率的技术效果；
并且，在进行水土保持措施遥感前制作正射影像，对航空影像进行空间定位和地理匹配，解决了不能进行施工扰动面积计算的问题；
而且，在进行塔基航空影像制作时，结合原始航空影像的POS信息、姿态信息和杆塔的精确坐标信息，基于摄影测量的后方交汇原理，由计算机批量计算生成标准的塔基航空影像，大大提高塔基航空影像制作的效率，减少人力投入和成本；
还包括：落实情况核查子系统，该落实情况核查子系统基于规范化数据，建立水土保持遥感解译标志，对水土保持验收核查开展遥感解译落实情况判定；进行环保房屋拆迁、迹地恢复落实判定，环境敏感点变动情况识别分析和判定；进行塔基区水土保持设计措施类型判别与落实到位遥感解译判别；
其中，在进行水土保持措施遥感解译前，建立遥感解译标志库，减少不同作业人员之间因经验差异而导致的解译结果差异，易于推广；
还包括：核查成果子系统，该核查成果子系统将水土保持遥感解译结果按落实到位与否、不同措施类型、分属标段等进行多维度统计、分析展示，并编制水土保持落实情况核查工作报告，并且结合输电工程水土保持验收业务流程，经过数据库建立，功能设计与实现，平台测试与版本发布等，建立水土保持验收核查支撑平台，平台具备以下功能：
(1)可在室内对敏感点进行管理，水保落实情况分类型、分标段统计；
(2)快速筛选水保措施落实不到位杆塔，查看其设计要求及三维模型、对比设计与验收阶段影像综合分析得出落实结论；
(3)具备预警功能，实现整改闭环，记录管控过程；
(4)实现转序前环水保落实情况审批功能；
(5)集成设计阶段环水保措施量及费用信息，实现与竣工阶段措施量对比分析功能；
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种输电工程水土保持措施落实的核查系统，其特征在于，包括：资料收集子系统，航空摄影子系统，数据处理子系统，落实情况核查子系统，核查成果子系统；
该数据处理子系统用于对获取的航摄数据进行整理、以及制作塔基和线路通道的正射影像；
其中，上述正射影像的具体制作方法如下：
步骤S1，提取航摄数据中的相应离散点，该离散点组成点集mpa，并设置三角集mta、线集mla；
步骤S2，形成初始边，具体为：先遍历点集mpa，寻找坐标系中X值最小的空间点，记为F点；然后遍历点集mpa寻找与F点最近的一点，记为S点；基于上述所得F点和S点为两个端点建立边对象mlF-S，并将边对象mlF-S加入线集mla中；
步骤S3，形成第一个三角形，具体为：遍历点集mpa寻找一个点，使该点与边对象mlF-S的两端点F点和S点所形成的夹角α最大，其中，α的取值范围为0～180度，即寻找夹角α余弦值为最小的一点，记为T点；
由F点、S点和T点建立第一个三角形mt，将其加入三角集mta，将新生成的两条新边mlT-F和mlT-S作为扩展边加入线集mla中；
步骤S4，循环生成所有三角形，具体方法包括：遍历点集mpa，按照步骤S3中的最小余弦值方法选取合适的一点，使该点与上述已生成的任一条拓展边的两个端点组成一个新的三角形mt，并将其加入三角集mta中，且将新生成的两条拓展边加入线集mla中；
步骤S5，对航摄数据进行空间定位和地理匹配，添加定位定姿系统，基于摄影测量的后方交汇原理，批量计算生成标准的塔基和线路通道的正射影像。
2.根据权利要求1所述的输电工程水土保持措施落实的核查系统，其特征在于，所述落实情况核查子系统是基于规范化数据，建立水土保持遥感解译标志，通过多人协同作业辅助水土保持验收并核查措施落实情况。
3.根据权利要求1所述的输电工程水土保持措施落实的核查系统，其特征在于，所述落实情况核查子系统进行环保房屋拆迁、迹地恢复落实判定、环境敏感点变动情况识别分析和判定。
4.根据权利要求1所述的输电工程水土保持措施落实的核查系统，其特征在于，所述落实情况核查子系统进行塔基区水土保持设计措施判别与落实到位遥感解译判别。
5.根据权利要求1所述的输电工程水土保持措施落实的核查系统，其特征在于，所述核查成果子系统将水土保持遥感解译结果按落实到位与否、不同措施类型、分属标段进行多维度统计、分析展示。
6.根据权利要求5所述的输电工程水土保持措施落实的核查系统，其特征在于，所述核查成果子系统结合输电工程水土保持验收业务流程，经过数据库建立，功能设计与实现，平台测试与版本发布，建立水土保持验收核查支撑平台。
7.根据权利要求1所述的输电工程水土保持措施落实的核查系统，其特征在于，所述资料收集子系统用于水土保持验收数据收集与规范化处理。
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