基于機載點云數據的輸電線路自動分類方法研究

廣東電網有限責任公司 朱 凌 李國強 郭啟迪

在輸電線路點云數據分類過程中機載測量作為重要的測量方法，能夠對輸電線路的點云數據進行收集整理和分析。其中激光雷達測量技術作為重要的支撐技術，對整個點云數據的獲取分析和整理具有直接影響。在電源數據分析環節應根據機載點云數據的類型和機載電源數據的具體情況做好分析，同時圍繞激光雷達測量技術的應用要點做好技術的全民應用，使機載電源數據在具體應用環節能夠成為獲取點云數據的有效手段，為點云數據的應用提供有力支持，滿足測量要求，避免在測量中應采用的方法存在問題影響測量效果。

1 機載激光雷達組成和原理介紹

1.1 機載激光雷達組成

機載激光雷達的優勢在于可以獲得激光點的三維坐標，得到的遙感圖像十分清晰。在空間數據的獲取方面機載激光雷達具有一定的優勢，為了提高機載激光雷達的應用效果，在機載激光雷達系統的構建過程中應包含圖像處理系統數據收集系統和數據分析系統，同時包含誤差消除系統，使整個機載激光雷達獲得的數據能夠在誤差控制方面達標。機載激光雷達的應用不但要關注機載激光雷達的類型和機載激光雷達的應用情況，同時還要按照機載激光雷達的應用要求分析期系統組成。從目前機載激光雷達的構成來看，在系統的功能、完善性以及應用基礎方面具有較強的優勢，能夠按照機載激光雷達的應用實際做好應用。所以，在機載激光雷達的應用方面其自有的系統起到了良好的支持作用，對整個系統的構成和系統的全面應用產生了直接的影響，根據機載激光雷達的具體類型制定了合理的應用方案。所以，在機載激光雷達的組成方面應按照機載激光雷達的應用實際增加相應的功能模塊，使機載激光雷達在應用中能夠達到高精度測量和高效率測量的目的[1]。

1.2 機載激光雷達的原理

機載激光雷達在運行過程中主要利用動態差分GPS 對動態目標進行分析并得出動態目標的運行軌跡數據，同時利用飛機飛行對相位差分進行定位，在飛機上和地面上安裝GPS 接收機構成流動站和參考站，對整個系統的分析產生直接的影響，在系統運行過程中通過轉角測量的方式能夠提高測量精度，在測量中按照回撥點的數量以及回撥點的尺寸大小判斷回撥點的基本類型，通過雷達測距系統計算雷達的變化情況以及雷達的數據獲取情況為整個系統的運行分析提供有力支持。在系統運行分析環節能夠根據系統運行的要求和系統運行的實際情況采取有效的運行措施。在激光雷達數據的分布方面采取掃描的方式。具體可分為線掃描、圓錐掃描、纖維光學陣列掃描。在具體掃描類型的確認方面應結合機載激光雷達的類型和機載激光雷達的運行情況制定應用方案，保證機載激光雷達在應用效果方面能夠達到應用要求，解決應用問題。所以，在機載激光雷達的運行過程中了解其運行的原理和特征并掌握其運行要點，對提高運行效果日均滿足運行要求具有重要意義，在機載激光雷達的運行過程中需要圍繞雷達的運行要求和運行的具體情況做好數據的應用。

2 機載激光雷達誤差來源和應用領域

2.1 機載激光雷達誤差來源

從機載激光雷達的運行來看及誤差分為兩個方面，主要為系統誤差和后處理誤差。系統誤差主要是指機載激光雷達發射激光產生數據點，能夠通過設備收集到地面的數字坐標、點云圖像和強度值等數據，這些數據中既包含平面信息，同時也包含高程信息。由于數據量大導致數據的測量精度受到影響，一旦出現測量誤差會導致坐標系統的偏差增加，對整個系統的誤差產生極大的影響。基于機載激光雷達系統的應用實際如何消除坐標偏差。如何解決系統誤差問題，對機載激光雷達的應用產生了直接的影響。機載激光雷達的誤差來源主要包含定位方面的誤差，測距方面的誤差以及姿態測量的誤差。后處理誤差主要是指數據在后期處理方面出現的誤差，在數據分析過程中應當對點云數據進行三維建模，縱橫斷面提取等操作，在數據過程中采取的計算方法數據分類方法以及數據的應用方法都對數據的誤差產生了直接的影響，結合數據的類型以及數據的處理經驗，在數據處理方面采取的處理方式決定了數據的誤差[2]。所以，在數據處理過程中既要了解數據的類型，同時也要采取正確的處理方法避免數據的處理過程中出現后期無償。圓柱體分類擴展桿塔見圖1。

圖1 圓柱體分類擴展桿塔

2.2 機載激光雷達的應用領域

機載激光雷達在應用過程中具有測量數據準確，測量速度快以及測量精度高的特點，在測量過程中能夠根據數據的變化情況以及數據的測量要求采取有針對性的測量方式，機載激光雷達作為重要的測量設備，在具體應用環節能夠根據數據測量的具體情況以及數據測量的相關要求做好測量工作，保證數據在測量方面能夠解決測量問題。結合數據測量的要點以及數據在測量過程中的具體情況，數據的測量需要找到可靠的測量方式以及測量技術，在具體應用環節需要根據數據測量的具體內容和數據測量的實施情況做好數據測量的方法優化，使數據在測量方面能夠針對數據的類型和數據的應用情況做好數據測量應用。所以，激光雷達測量設備和技術以及獨有的優勢和應用特點在實際應用中取得了積極效果，根據數據應用的具體情況以及數據測量的相關要求進行的數據的分類測量，避免在測量中因采取的方法和技術出現問題影響測量結果，當前數據測量需要分析測量難度以及數據測量對精度方面的要求，通過有針對性的措施是數據在測量中取得積極效果。

3 點云數據構成及特點

3.1 點云數據的構成

對于點云數據而言，點云數據構成包含多種數據量大，在測量中需要明確測量的目標點并根據目標點的具體情況分析目標點的數據組成和數據的基本類型，為點云數據的應用提供有力支持。點云數據主要包括三維幾何數據、回波數據、回波強度數據掃描、角數據、光譜數據等，在點云數據的測量中數據的類型對數據的測量方式和數據的測量情況產生了直接的影響。不同的數據對測量精度要求不同，在測量過程中既要了解測量數據的類型和特征，同時也要圍繞測量數據的具體情況做好數據的分類應用，使典型數據在測量方面能夠依據數據的類型和要求，特別是點云數據的應用情況進行有針對性測量，保證點云數據在具體應用方面達到測量目標[3]。所以，掌握點云數據的構成內容并按照數據的具體形式采取有效的分析措施，對提高數據處理效果以及解決數據處理問題具有重要影響，在具體數據分析方面需要根據點云數據的應用情況做好數據的分類及應用，為點云數據的分析奠定良好的基礎，推動點云數據分析方法的創新，為點云數據的分類分析及應用提供方法支持。

3.2 點云數據的特點

點云數據在組織形式方面需要對數據進行分析處理，在前期的分析處理中應對數據的來源數據的準確度情況以及數據的具體類型進行分析，保證數據能夠做到按類別分析，提高數據分析的效果。在點云數據的后期分析中應掌握電源數據的組成情況以及點云數據的來源及類型，做好數據應用方面的分析，在點云數據的組織形式方面主要包含規則，格外不規則三角忘剖面和三維激光點等數據，對于這部分數據需要根據數據的類型和數據的應用情況進行數據的分類分析，掌握數據的類型及特點為數據的有效性分析奠定良好的基礎。所以，在數據分析方面需根據數據分析的具體類型及要求做好數據分析工作，避免在數據分析中應采取的分析方法存在問題影響數據分析準確性，在點云數據的分析方面應根據數據的類型和特征以及數據的分析要求做好點云數據的分類工作，使數據在分析中能夠包含數據的基本信息和數據的類型特點，避免點云數據在分析中應采取的分析方法存在問題，影響點云數據的分析應用效果。

4 激光點云分類的精度評定

4.1 激光點云分類

激光點云在分類過程中按照激光點的類型分為平面數據和高程數據，這兩部分點云數據在測量方式、測量精度、測量難度以及數據的具體類型方面存在一定的區別，在分析過程中既要根據點云數據的類型和特征制定合理的分析方案，同時也要在點云數據的分類處理中了解點云數據的具體類型和情況，保證點云數據在分析過程中能夠達到準確性要求，避免點云數據的分析因分類不準確或分析方法存在問題影響分析的效果。參考點云數據的分類要求以及典型數據的組成情況，點云數據的分析既要關注數據本身的特征，同時也要在數據的分類和數據的綜合應用方面按照點云數據的基本特征進行分類及應用[4]。所以，掌握激光點云數據的分類情況并圍繞激光電源設備的分析要求做好數據應用，對當前數據的分類數據的應用以及數據的有效分析具有重要影響。在激光點云數據的分類方面需要按照電源設備的構成方式以及電源設備的應用情況做好數據分類，做到在數據應用方面提高應用效率，圍繞數據應用的具體情況做好數據分類工作，保證數據在應用過程中能夠按照數據應用的具體情況做好數據應用分類。

4.2 激光點云的精度評定

激光點云在精度評定方面需要掌握算法誤差的基本情況，提高點云數據的分類效果，在濾波算法誤差的指標方面按照激光點的錯誤分類率可以分為非地面點的誤差以及地面點的誤差，這兩種誤差在誤差的形成種類以及具體內容方面存在區別，在分析過程中需要關注地面誤差的基本情況以及非地面點誤差的組成形式，保證激光點云數據分析在誤差和精度的掌控方面能夠達到分析要求。在誤差的分類過程中，誤差本身的特點、誤差的類型、誤差的分類情況以及誤差的精度都會對數據分析帶來直接的影響，按照數據分析的特征、具體要求以及分類特點在誤差精度的控制以及誤差類別的分析中，掌握正確的分析方法，圍繞誤差分析的具體情況做好精度的分析，掌握經度變化情況以及誤差的分類情況。

5 濾波的難點和關鍵

5.1 濾波的難點

在實際測量過程中測量地形復雜對濾波數據產生直接影響，使濾波點的數據失真，對數據分析十分不利。在濾波過程中對于大型地面物體，小型和低矮地面物體，復雜地形以及地形的斷裂處需要分析地形的變化情況以及濾波數據的變化情況，這部分地區在濾波過程中容易出現數據誤差，在數據分析過程中應當對重點地區的濾波操作進行反復核對，并通過多種數據交叉比對的方式掌握數據的變化情況以及數據的基本類型，按照數據的應用要求和數據的來源情況判斷數據的準確度是否達標。如果在濾波過程中出現困難，應采取數據復核和數據優化的方式掌握數據的來源，通過高頻次的數據分析，避免在數據分析中因濾波方法不對影響濾波效果[5]。

5.2 濾波的關鍵

在濾波過程中對于地面的植被和斜坡上的植被應當重點分析平面建筑物和植被以及斜面建筑物和植被，在濾波過程中的數據表現，在數據具體應用和濾波數據的處理過程中采取正確的處理方式，并圍繞數據處理的目標采取有力的濾波手段，對做好數據預播具有重要影響。在數據濾波過程中既要判斷數據濾波的具體形式，同時也要根據數據濾波的基本情況和數據濾波的要求做好數據濾波的應用，使濾波技術在具體應用過程中能夠按照地面建筑物和地面植被的具體形式以及地面采樣點的具體要求進行分析應用，保證地面采樣點在數據應用方面能夠達到準確性要求，避免在數據應用過程中因采取的濾波方式不當或者濾波技術存在問題影響濾波效果。所以，對于濾波技術的應用而言，在濾波過程中應圍繞濾波的特征和具體情況做好濾波技術的應用，滿足測量要求，使機載激光雷達點云數據在處理過程中能夠達到精度要求。

綜上，通過對機載激光雷達點云數據的分析，在數據分析過程中既要掌握數據的類型和特征，同時也要根據數據的具體情況和數據的應用要求分析數據的類型和特征，圍繞數據的應用要求做好細化。本文通過對數據分類方法的研究掌握了數據的變化類型以及數據的變化情況，使數據在分類過程中能夠做到按要求分類，解決數據分類過程中的分析手段問題，為數據的分類應用提供必要支持，解決數據分類應用問題，使數據在分類的準確性和數據的應用效果方面達到應用目標，為數據的系統性分析提供有力支持。