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【長(zhǎng)光禹辰】多光譜遙感解決方案—電力線(xiàn)路樹(shù)障分類(lèi)

2020-11-12 09:50 性質(zhì):轉(zhuǎn)載 作者:長(zhǎng)光禹辰 來(lái)源:長(zhǎng)光禹辰
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生長(zhǎng)在輸電線(xiàn)路通道內(nèi)的樹(shù)或次生樹(shù),統(tǒng)稱(chēng)為樹(shù)障。樹(shù)障是影響電力線(xiàn)路安全運(yùn)行的重要因素,也是引發(fā)電力線(xiàn)路跳閘的主要原因。近年來(lái)在我國(guó)南方地區(qū),電力線(xiàn)路防護(hù)...


生長(zhǎng)在輸電線(xiàn)路通道內(nèi)的樹(shù)或次生樹(shù),統(tǒng)稱(chēng)為樹(shù)障。樹(shù)障是影響電力線(xiàn)路安全運(yùn)行的重要因素,也是引發(fā)電力線(xiàn)路跳閘的主要原因。

近年來(lái)在我國(guó)南方地區(qū),電力線(xiàn)路防護(hù)區(qū)內(nèi)頻發(fā)因樹(shù)線(xiàn)矛盾引發(fā)的線(xiàn)路故障。隨著電網(wǎng)密度的逐年增加,樹(shù)線(xiàn)矛盾日益突出,完成輸電線(xiàn)路的樹(shù)障清理、安全隱患治理與高峰期供電保障的工作要求也逐漸提高。

行業(yè)痛點(diǎn)

目前線(xiàn)路樹(shù)障監(jiān)測(cè)的痛點(diǎn)主要為:

1、人工勘察:地形復(fù)雜、地域遼闊,大部分區(qū)域監(jiān)測(cè)人員難以到達(dá),無(wú)法適應(yīng)頻繁監(jiān)測(cè)與精細(xì)化調(diào)查;

2、可見(jiàn)光遙感:完全依賴(lài)點(diǎn)云精度,僅可大致評(píng)估清查區(qū)域,難以生成直觀、信息豐富的清理結(jié)論。

3.激光雷達(dá)遙感:整體作業(yè)成本較高,對(duì)于樹(shù)種區(qū)分、樹(shù)木生長(zhǎng)的隱患排查難以實(shí)現(xiàn)。

無(wú)人機(jī)載多光譜遙感以無(wú)人機(jī)平臺(tái)為依托,具有機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、環(huán)境要求低、作業(yè)效率高的特點(diǎn),多光譜成像較可見(jiàn)光能夠獲得目標(biāo)更加豐富的光譜遙感信息,符合低成本、高分辨率、高頻動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的任務(wù)模式,依托特定的光譜反演算法可及時(shí)進(jìn)行樹(shù)障清查與隱患排查。

項(xiàng)目簡(jiǎn)介

本次項(xiàng)目位于廣東省韶關(guān)市,針對(duì)部分500KV線(xiàn)路進(jìn)行線(xiàn)下樹(shù)種分類(lèi),主要進(jìn)行桉樹(shù)位置提取。

項(xiàng)目作業(yè)采用大疆M210 四旋翼無(wú)人機(jī),搭載長(zhǎng)光禹辰MS600 Pro系列多光譜相機(jī)和大疆X5S可見(jiàn)光相機(jī),具體如圖1所示。

圖1. 硬件系統(tǒng)照片(M210 + MS600 Pro + X5S)

長(zhǎng)光禹辰MS600 Pro系列多光譜相機(jī)由中科院長(zhǎng)春光機(jī)所團(tuán)隊(duì)研發(fā),是國(guó)內(nèi)首臺(tái)可量產(chǎn)的6通道多光譜相機(jī),17種波段任選6種自由搭配,具備高精度輻射定標(biāo),并搭配環(huán)境光輻射實(shí)時(shí)校正,使光譜數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確;同時(shí)深度兼容大疆 M200系列、M300 RTK系列無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái),即插即用、實(shí)時(shí)圖傳,為不同行業(yè)的精細(xì)化監(jiān)測(cè)提供有力支持。

作業(yè)流程

本次旨在通過(guò)無(wú)人機(jī)多光譜遙感平臺(tái)獲取目標(biāo)區(qū)域多光譜數(shù)據(jù),通過(guò)不同樹(shù)種所反映的冠層光譜信息差異分析特征,并通過(guò)光譜、紋理等信息組合,綜合反映樹(shù)種類(lèi)別,區(qū)分桉樹(shù)。作業(yè)流程如圖2所示。

圖2. 線(xiàn)路樹(shù)障提取工作流程

作業(yè)環(huán)境及飛行參數(shù)

數(shù)據(jù)采集時(shí)間為2020年09月26日上午9點(diǎn)-下午2點(diǎn),風(fēng)力2m/s,天氣多云。

測(cè)區(qū)分為2個(gè)線(xiàn)路,總長(zhǎng)度約為3.3km,為滿(mǎn)足精細(xì)化的監(jiān)測(cè)要求,同時(shí)考慮高差對(duì)建圖影響,設(shè)計(jì)飛行高度200m,航向重疊率80%,旁向重疊率70%,飛行速度6m/s,地面分辨率14.4cm。共計(jì)飛行2個(gè)架次;總飛行時(shí)間約1小時(shí);總數(shù)據(jù)量4G。

數(shù)據(jù)處理

本項(xiàng)目中無(wú)人機(jī)遙感平臺(tái)獲取的多光譜數(shù)據(jù)由長(zhǎng)光禹辰自主研發(fā)的Yusense Map航空遙感軟件進(jìn)行預(yù)處理。Yusense Map可實(shí)現(xiàn)基于影像POS信息和特征相結(jié)合的無(wú)人機(jī)遙感影像快速拼接算法,多通道光譜影像的亞像素級(jí)配準(zhǔn)、多景影像的實(shí)時(shí)拼接及輻射定標(biāo),生成具有地表真實(shí)反射率的冠層正射影像,部分處理過(guò)程如圖3所示。

圖3. Yusense Map軟件圖像拼接預(yù)處理

樹(shù)種分類(lèi)需要詳細(xì)分析影像中不同地物的光譜特性,使用ENVI軟件針對(duì)不同種地物提取光譜特征(如圖4所示),并基于特征進(jìn)行樣本分析與模型建立。

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