机载LIDAR在电网工程中的应用.pdf

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机机载载LLIIDDAARR在在电电网网工工程程中中的的应应用用

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目录

一、机载LIDAR技术介绍及特点.............................3

1、机载LIDAR系统简介.................................3

2、机载LIDAR系统的原理及结构.........................4

3、机载LIDAR系统的特点...............................6

二、机载LIDAR系统在电网工程中的总体应用思路.............8

三、基于机载LIDAR测量技术在输电线路优化设计中的应用....10

四、典型应用案例........................................14

五、机载LIDAR系统在输电线路巡线中的应用................22

六、机载LIDAR系统在输电线路三维可视化管理中的应用......24

七、机载LIDAR系统在输电线路增容分析中的应用............27

八、工程服务联系方式

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一、机载LIDAR技术介绍及特点

1、机载LIDAR系统简介

机载激光雷达（LiDAR）技术，是一种通过位置、距离、角度等

观测数据直接获取对象表面点的三维坐标，实现地表信息提取和三维

场景重建的对地观测技术。机载激光雷达系统集成了GPS、IMU、激

光扫描仪、数码相机等光谱成像设备。其中主动传感系统(激光扫描

仪)利用返回的脉冲和获取探测目标高分辨率的距离、坡度、粗糙度

和反射率等信息，而被动光电成像技术(数码相机)可获取探测目标的

数字成像信息，经过地面的信息处理而生成逐个地面采样点的三维坐

标，最后经过综合处理而得到沿一定条带的地面区域三维定位与成像

结果，如高密度点云数据、高分辨率数字正射影像DOM、各种数字地

形模型DTM、表面模型DSM、大比例尺地形图DLG等，并且利用激光

LIDAR的高密度点云所形成的数字地表模型经过一定的加工可以制作

真正在国土、规划和城市建设管理、以及数字城市建设中可以应用的

3D电子沙盘。

传统的航空摄影测量制作技术主要依靠空中三角立体测量技术,

依赖航空摄影、摄影处理、地面测量(空中三角测量)、立体测量、制

图过程的生产模式,周期明显太长,已经无法适应当前信息社会的需

要。激光雷达(LightDetectionAndRanging,LiDAR)技术是现代对

地观测的最新技术之一,通过位置、距离、角度等观测数据直接获取

对象表面点三维坐标,对地面的探测能力有着强大的优势,具有空间

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与时间分辨率高、动态探测范围大、地面基站布设少、能够部分穿越

树林遮挡、直接获取真实地表的高精度三维信息等特点,是快速获取

高精度地形信息的全新手段。

2、机载LIDAR系统的原理及结构

2.1机载LIDAR系统的原理

机载LIDAR系统是一种集激光测距、GPS\DGPS和惯性导航系统三种

技术于一体的系统，这三种技术的结合，可以高度精确地定位激光束

打在物体上的光斑。激光本身具有非常精确的测距能力，其测距精度

可达毫米级。机载激光雷达系统包括一个单束窄带激光器和一个接受

系统。激光器产生并发射一束光脉冲，打在物体上并反射回来，最终

被接受器所接受。从空中的飞行载体上对地面进行测量的原理是“双

路”时间测量方法。即只需要记录激光信号从激光器发射到返回的时

间，结合其他数据就可以准确的计算出地面光斑的准确的X、Y、Z坐

标。

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机载LIDAR航测模拟图

2.2机载LIDAR的结构

系统控制器
激光雷达

无人机平数据实时记录
台供电或

自带锂电IMU/GPS高分辨率无人机飞
（自动存储照相机控系统触
记录数据）发装置

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2.3机载LIDAR的外观

3、机载LIDAR系统的特点

1)主动的测量方式：主动发射激光脉冲，不依赖于太阳光照，通

过接收其回波信号进行三维数据的获取；

2)高便捷：与传统航测相比较，地面控制工作大大减少，基本可

以不需要实现埋设控制点进行控制测量，只需在测区附近地面

已知点上安置一个或几个G