生长在输电线路通道内的树或次生树,统称为树障。树障是影响电力线路安全运行的重要因素,也是引发电力线路跳闸的主要原因。
近年来在我国南方地区,电力线路防护区内频发因树线矛盾引发的线路故障。随着电网密度的逐年增加,树线矛盾日益突出,完成输电线路的树障清理、安全隐患治理与高峰期供电保障的工作要求也逐渐提高。
行业痛点
目前线路树障监测的痛点主要为:
1、人工勘察:地形复杂、地域辽阔,大部分区域监测人员难以到达,无法适应频繁监测与精细化调查;
2、可见光遥感:完全依赖点云精度,仅可大致评估清查区域,难以生成直观、信息丰富的清理结论。
3.激光雷达遥感:整体作业成本较高,对于树种区分、树木生长的隐患排查难以实现。
无人机载多光谱遥感以无人机平台为依托,具有机动性强、环境要求低、作业效率高的特点,多光谱成像较可见光能够获得目标更加丰富的光谱遥感信息,符合低成本、高分辨率、高频动态监测的任务模式,依托特定的光谱反演算法可及时进行树障清查与隐患排查。
项目简介
本次项目位于广东省韶关市,针对部分500KV线路进行线下树种分类,主要进行桉树位置提取。
项目作业采用大疆M210 四旋翼无人机,搭载长光禹辰MS600 Pro系列多光谱相机和大疆X5S可见光相机,具体如图1所示。
图1. 硬件系统照片(M210 + MS600 Pro + X5S)
长光禹辰MS600 Pro系列多光谱相机由中科院长春光机所团队研发,是国内首台可量产的6通道多光谱相机,17种波段任选6种自由搭配,具备高精度辐射定标,并搭配环境光辐射实时校正,使光谱数据更准确;同时深度兼容大疆 M200系列、M300 RTK系列无人机飞行平台,即插即用、实时图传,为不同行业的精细化监测提供有力支持。
作业流程
本次旨在通过无人机多光谱遥感平台获取目标区域多光谱数据,通过不同树种所反映的冠层光谱信息差异分析特征,并通过光谱、纹理等信息组合,综合反映树种类别,区分桉树。作业流程如图2所示。
图2. 线路树障提取工作流程
作业环境及飞行参数
数据采集时间为2020年09月26日上午9点-下午2点,风力2m/s,天气多云。
测区分为2个线路,总长度约为3.3km,为满足精细化的监测要求,同时考虑高差对建图影响,设计飞行高度200m,航向重叠率80%,旁向重叠率70%,飞行速度6m/s,地面分辨率14.4cm。共计飞行2个架次;总飞行时间约1小时;总数据量4G。
数据处理
本项目中无人机遥感平台获取的多光谱数据由长光禹辰自主研发的Yusense Map航空遥感软件进行预处理。Yusense Map可实现基于影像POS信息和特征相结合的无人机遥感影像快速拼接算法,多通道光谱影像的亚像素级配准、多景影像的实时拼接及辐射定标,生成具有地表真实反射率的冠层正射影像,部分处理过程如图3所示。
图3. Yusense Map软件图像拼接预处理
树种分类需要详细分析影像中不同地物的光谱特性,使用ENVI软件针对不同种地物提取光谱特征(如图4所示),并基于特征进行样本分析与模型建立。
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