DL T 1346-2014 直升机激光扫描输电线路作业技术规程.pdf

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1、ICS 29.020 K01 备案号：47919-2015中华人民共和国电力行业标准DL/T 1346 - 2014 直升机激光扫描输电线路作业技术规程Operating code of helicopter laser scanning for transmission line 2014-10-15发布2015-03-01实施国家能源局发布., DL/ T 1346-2014 目次前言.II 1 范围2 规范性引用文件3 术语和定义4 作业要求.2 5 作业准备46 激光扫描数据的采集47激光雷达扫描数据的处理附录A（规范性附录）基站同步观测记录单.7 附录B（规范性附录）飞行记录单8附录

2、c（资料性附录）数据处理参考流程9附录D（资料性附录）数据质量检查表m附录E（资料性附录）激光点云分类11 DL/T 1346-2014 前言本标准依据GB厅1.1-2009给出的规则起草。请注意本标准的某些内容可能涉及专利。本标准的发布机构不承担识别这些专利的责任。本标准由中国电力企业联合会提出。本标准由全国电力架空线路标准化技术委员会线路运行分技术委员会归口。 本标准主要起草单位：国网通用航空有限公司。本标准参加起草单位：中国电力科学研究院。本标准主要起草人：尚大伟、易辉、沈建、刘伟东、汪骏、王和平、武艺、孔令宇、付晶、张丽华、杜黎明。本标准在执行过程中的意见或建议反馈至中国电力企业联合会

3、标准化中心北京市西城区白广路二条1号，100761)。II DL/ T 1346- 2014 直升机激光扫描输电线路作业技术规程1 范围本标准规定了直升机激光扫描架空输电线路的作业要求、作业准备、数据采集、数据处理等。本标准适用于交、直流架空输电线路的直升机激光扫描作业。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB厅18314全球定位系统（GPS）测量规范GB/T26859 电力支全工作规程电力线路部分GB厅27919囚机J/GPS辅助航空摄影技术规范DL/T2

4、88 架空输电线路直升机巡视技术导则DL/T741 架空输电线路运行规程CHIZ 3005 低空数宇航空摄影规范C町T8023机载激光雷达数据处理技术规范CHIT 8024机载激光雷达数据获取技术规范CHIT 9008.2-2010基础地理信息数字成果1:5001:1000 1:2000数字高程模型CHIT 9008.32010基础地理信息数字成果1:5001:1000 1:2000数字正射影像图3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1 激光扫描仪laser艇anner激光扫描仪是一个由多个部件组成的复合系统。它通过记录激光脉冲从发射经目标物反射到接收单元的时间延迟，可精确测定从发射点

5、到地面反射点之间的距离，进而获取地面反射点的三维坐标。3.2 全球导航卫星系统global navigatio量抽tellitesystem仅;NSS)泛指所有的卫星导航系统，包括全球的、区域的和增强的卫星导航系统，如美国的GPS、俄罗斯的Glon部队欧洲的Galileo、中国的北斗卫星导航系统，以及相关的增强系统。3.3 机载定位系统airborne global posi“on system 适用于飞行平台的GNSS接收机或接收模块，用于测定飞行器空间三维坐标。该设备应是高精度航空动态测量型GNSS接收机。3.4 惯性测量单元inertialmeasurement unit ( IMU)

6、用于测定传感器在空间的姿态变化，包括俯仰角、侧滚角和航偏角。3.5 定位定姿系统position orientation system ( POS) DL/ T 1346- 2014 由机载GNSS接收机与IMU装置组成，用来测量目标物体每个时刻的空间位置和姿态角。3.6 机载激光雷达系统airbornelight detection and ranging (LiDAR) 基于机载平台的激光雷达系统，其基本组成部分包括适用于机载环境的激光扫描仪、POS系统、航空数码相机等传感器。通过飞行作业，机载激光雷达系统可高效、高精度地获取测量覆盖区域的三维点云数据。3.7 激光点云LiDAR poin

7、t cloud 是扫描点的集合。激光雷达系统对地面扫描获得地面反射点的三维坐标，每个地面反射点按三维坐华标以点的形式分布在三维空间中，称为扫描点。3.8 机载激光扫描airborne LiDAR scanning 机载激光雷达飞行生产作业方式的描述，即通过激光测量和激光扫描实现三维激光点云数据采集。3.9 安置参数mounting parameters 以IMU测量坐标中心作为直升机平台坐标系原点，激光扫描仪、GNSS在该坐标系中的位置、方位参数。4作业要求4.1 人员要求4.1. 1 机长机长应持有有效的中国民航总局颁发的任务机型商用飞行驾照，驾驶直升机总飞行时间不少于600h，同时己接受巡

8、线专业飞行培训II100h以上。机长应熟悉气象信息，能在数据采集过程中进行直升机的悬停、盘旋、低空飞行等操作，并具备在未清理区域紧急降落的能力。4.1.2 系统工程师系统工程师主要职责为系统维护、安装、调试，应熟悉直升机内部系统，了解机载激光扫描系统结构部件的知识，保证安装的部件满足直升机的安全要求，能完成机载系统的安装与调试。4.1.3 系统操作员系统操作员主要职责为空中数据采集，应掌握激光扫描系统的工作原理，熟悉激光雷达采集系统的各种操作，具备在直升机上完成激光扫描数据采集工作的能力。4.1.4 地勤人员地勤人员主要职责为GNSS基站架设，应掌握GNSS基站架设流程，可由其他人员兼任。4.

9、1.5 数据处理人员数据处理人员主要职责为飞行数据质量检查、数据处理及分析，应熟悉激光扫描系统的工作原理，掌握数据处理流程，具备对照激光扫描获取的数据正确判定输电线路设备是否存在隐患的能力。4.2 设备要求4.2.1 直升矶用于激光扫描作业的直升机应己取得民航局颁发的适航证，且各项性能指标良好，处于适航状态。4.2.2 机载激光扫描设备2 用于激光扫描输电线路作业的激光雷达设备应满足以下要求：a）搭载的激光扫描系统设备的重量、体积应在直升机的荷载范围内，抗振性强，可在直升机飞行环境下正常工作。 DL/T 1346-2014 b）激光扫描仪的有效测距应大于300m，在满足本规程4.3.5款飞行要

10、求情况下激光扫描设备采集的点云密度应大于50points/m2数据存储空间应满足连续工作他的要求。c）机载激光扫描仪的相关参数应满足表1中的要求。表1机载设备要求设备要求( 1)激光安全等级应为I级。机载激光扫描仪(2）激光发散角：；o.Smrad.(3）国波次数注4次。(4）脉冲频率注300k.Hzd) 机载激光扫描系统设备各部件之间的时间同步误差应小于10阳。4.2.3 机载POS系统用于激光扫描输电线路作业的机载POS应满足以下要求：a）机载GNSS信号接收机应为高精度动态双频测量航空型接收机，有稳定的相位中心，能在高空、高速的环境下正常工作，数据采样率应不小于2Hzob）机载IMU的测

11、量频率应不低于128Hz，侧滚角和俯仰角的中误差应不大于0.01，航偏角的中误差应不大于0.02。4.2.4 GNSS接收机用于激光扫描输电线路作业的GNSS接收机应满足以下要求：a）机载GNSS设备、地面GNSS设备、存储器、激光雷达等电子元件设备对环境的要求应满足以下规定z工作温度为040，存储温度为一1050。b）地面GNSS接收机应选择高精度实时静态双频接收机，接收机的数据采样率应不低于机载GNSS接收机的数据采样率。c）地面GNSS参考站应派专人看守，并实时监测GNSS接收机的工作状态，应做好防雨、防雷的准备措施。4.3 现场及飞行要求4.3.1 直升机激光扫描作业时气象条件除应满足

12、DL厅288的相关要求外，还应满足以下条件：水平能见度大于3阳，垂直能见度大于50恤，无雷闪。4.3.2 临时起降点场地应平坦坚硬、无砂石，且其直径不小于直升机总长的1.5倍，周围至少一面无飞行障碍物。4.3.3 明确线路作业区后，机长应提前和系统操作员沟通飞行计划，熟悉作业区内的地形、高差、气候环境，并根据作业区的环境特点提前做好飞行应急预案。4.3.4 数据来集过程中，直升机激光扫描输电线路作业时应始终保持沿着输电线路的方向飞行，且沿单一方向飞行时间不宣超过30min。如单一方向线路飞行时间超过30min，直升机可沿线路外侧飞出航线后重新进入航线。4.3.5激光扫描输电线路作业过程中，直升

13、机宜在线路上方80m300m的高度以40km/hlOOkrr巾的速度飞行，并保持该高度与速度进行激光扫描数据和影像数据的采集。4.3.6 外部条件不符合直升机飞行最低要求时应禁止飞行。4.4 通信要求4.4.1 激光扫描采集作业时应保证现场通信畅通。4.4.2 通信频率的设定应确保机组人员与军民航管制人员、现场空管调度员之间建立有效沟通。4.4.3 不得使用干扰直升机飞行、通信导航系统的便携式电子设备。4.5 安全注意事项4.5.1 进行直升机激光输电线路作业的作业单位在飞行时应严格遵守运行手册的相关要求。3 DL/T 1346-2014 4.5.2 作业人员在飞行前应保证身体状态良好，符合飞

14、行作业的状态要求。4.5.3 数据采集作业所涉及电子设备的操作都应遵守设备使用手册。4.5.4 驾驶直升机的机长应始终能目视待扫描输电线路，并清楚线路的走向。4.5.5 直升机激光扫描输电线路作业应参照GB/T26859的相关规定。5作业准备5.1 立项分析应根据待扫描输电线路的情况，了解采集激光扫描数据的要求，明确飞行目的，制订作业方案。5.2 资料收集应收集待扫描输电线路的线路台账、线路走势图、线路巡检便道示意图及地区电网地理接线图等资料。5.3 航带、航段设计5.3.1 直升机激光扫描输电线路作业时，测区范围为输电线路走廊，在保证测量范围和精度的前提下，宜选用尽量少的航线。5.3.2 直

15、升机飞行范围应沿输电线路的起始点两端各向外延伸到Om，在保证飞行安全前提下可以飞跃变电站：平原及丘陵地区扫描带宽为作业线路两侧外边相（极导线外各延伸到m区域：山区扫描带宽为作业线路两侧外边相（极）导线外各延伸到m区域：具体飞行高度应根据扫描覆盖带宽确定。5.3.3 应根据已有的地图资料和航摄略图，考虑输电线路地形变化和激光扫描覆盖范围等因素，合理划分航段，宜将小角度转角处输电线路段涵盖在同一条直航线段内。5.3.4 对整条待扫描输电线路应连续布设若干个首尾相连的航摄分区，应注意各航摄分区有足够的重叠区域。5.4 技术准备应对待扫描输电线路进行现场勘查，并确定飞机备降场地及GNSS基站站址。5.

16、5 飞行空域申报5.5.1 激光扫描输电线路作业进行前应完成飞行空域申报和飞行计划编排工作。5.5.2 应确认直升机激光扫描数据采集作业使用的空域已取得相关空管部门（空军、民航）的批准。5.5.3 直升机在外作业需临时起落、停留、加油、维修时，应提前在与线路邻近的机场办理必要的于续。5.5.4 应完成与项目相关的一切飞行管制手续的办理。5.6 设备检校5.6.1 直升机检校执行任务前，应对直升机的性能进行检校，搭载设备后应进行适应性飞行，变换机型后应重新检校，确保飞行指标在安全范围内。5.6.2 定位定姿系统（POS）的检校POS的检校应满足GB厅27919的相关规定。5.6.3 激光扫描仪检

17、校激光扫描设备的检校应满足C町T8024的相关规定。5.6.4 相机检校系统安装调试前，应完成相机检校工作，检校获取数码相机的内方位元素，相机的检校应满足CHIZ3005的相关要求。6 激光扫描数据的采集6.1 地面GNSS参考站布设6.1.1 布设的地面GNSS参考站应选在卫星信号接收良好的开阔处，保证有效观测卫星数不少于6颗，4 DL/T 1346-2014 卫星高度截止角不大于15。，且测区内任意位置与最近地面GNSS参考站距离不宜超过30km。6.1.2 地面GNSS参考站的架设应符合GB/T18314的有关规定。6.1.3 相对于机载GNSS接收机的开机、关机时间，地面基站GNSS接

18、收机开机时间宜提前30min，关机时间宜推迟到min。6.1.4 直升机激光扫描系统开始采集数据时，地面GNSS参考站应进行同步数据采集，地面操作人员应记录设备操作，填写基站同步观测记录单，见附录A。6.2 机载激光设备系统调试6.2.1 直升机激光扫描输电线路作业时，应在直升机上安装数据采集系统吊舱、系统控制数据记录支架、操作员控制台、显示器、天线支架。6.2.2 在直升机起飞前，应对所有机载设备进行加电检测，检查系统中存储设备容量是否足够，核实激光扫描系统中各项参数设置是否正确，完成激光数据采集系统初始化，确保设备运行正常。6.3 激光扫描数据采集6.3.1 直升机起飞前，应避免附近有高大

19、树木或建筑物遮挡，以免遮挡GNS8信号。6.3.2 待直升机上的电漉电压稳定后，方可打开机载激光扫描系统的电源开关。6.3.3 机载激光扫描系统扫描输电线路，进行各类数据（包括激光点云数据、影像数据、GNSS/IMU数据、气象数据）采集时，系统操作员应及时填写飞行记录单，见附录Bo6.3.4 直升机降落并停稳后，应等候至少5min再关闭直升机电源。6.4 作业质量检查6.4.1 激光扫描数据来集结束后，可通过检查飞行记录单，整理飞行作业过程中出现的特殊情况，确认任务完成情况。6.4.2 检查各类数据文件的数量、数值是否正常、完整，若POS记录有局部缺失，或影像存在质量缺陷时，应重新进行激光扫描

20、作业。7 激光雷达扫描数据的处理7.1 一般规定7.1.1 直升机激光扫描采集数据后，首先应解算POS数据，确定航迹，解算激光点云数据，然后进行数据拼接，制作数字正射影像和数字高程模型。7.1.2 中间成果数据坐标系宜采用WGS84坐标系。7.1.3 直升机激光扫描输电线路的数据处理流程可参考附录C。7.2 数据预处理7.2.1 激光扫描数据预处理阶段应把直升机获取的机载POS数据与地面GNSS参考站数据联合处理，解算飞行轨迹文件。7.2.2 数据预处理应包括以下内容：导出GNSS与IMU数据、差分ONSS数据的解算、GNSS数据和IMU数据的联合处理、计算激光点云的三维空间坐标。7.2.3

21、POS数据解算可参考附录C。7.2.4 预处理的结果应包括激光点云数据、飞行航迹、数码相机航迹、GNSS时间列表等文件。7.2.5 激光点云数据宜为lasl.1及以上标准格式。7.3 数据检查7.3.1 为了确定采集的数据是否符合要求，应对数据进行质量检查，井填写数据质量检查表，见附录D。7.3.2 数据检查重点有以下内容za) 应检查原始数据的完整性、完好性、精确性，确保激光扫描数据、相片数据无漏洞地覆盖了线路走廊带，且没有文件损坏。5 DL/T 1346-2014 b) 应检查激光扫描仪、数码相机相对于POS系统的偏心分量。c) 应检查影像质量，是否有云雾遮挡等。d) 应检查线路走廊激光扫

22、描覆盖带宽不小于90m，原始激光点云数据点密度不小于50points/m2。7.3.3 激光点云密度应满足地物分类、三维建模及电力线路运维安全分析的要求。7.4 数据分析7.4.1 激光点云分类a) 对已在三维坐标的激光点云，应先剔除激光点云的噪点，对地物进行粗分类。b) 应参考数据采集过程中获取的同步影像，对三维激光点云数据进行多方向检查。c) 根据点云形态，利用影像资料进行地物识别详细分类时，可参考附录E的类别进行详细分类。7.4.2 数据筛选数据筛选宜裁剪影像数据，对点云数据进行裁剪抽稀，生成线路走廊，提高处理效率。7.4.3 数字高程模型用分类后的激光点云数据生成数字高程模型，格网大小

23、直为l.Om1.0m，数字高程模型的精度应符合C町T9008.2-2010的相关要求。7.4.4 数字正射影像应通过分类后的激光点云对航摄影像进行正射纠正，创建数字正射影像。数字正射影像应色调均匀、反差适中，地面采样间隔宜为O.lm，数字正射影像的精度应符合CH厅9008.3-2010的相关要求。7.4.5 输电线路三维模型应基于数字高程模型、数字正射影像生成输电线路三维地形、地貌，对杆塔和导线建模，利用激光扫描数据精确匹配模型实际坐标，建立输电线路三维模型。7.4.6 线路安全分析对输电走廊的关键区域进行分析，检测线路对树木、建筑和交叉跨越线路等周围物体的距离，应对线路运行进行安全评估分析，

24、输电线路安全分析应符合DL/T741的相关要求。7.5 成果资料整理7.5.1 成果资料应包括分类激光点云数据、数字高程模型、数字正射影像、输电线路三维模型、危险点分析报表、技术报告以及其他相关资料。7.5.2 对原始数据、中间数据、预处理成果数据进行分类保在与备份，原始数据应歪少保存式两份。7.6 数据安全7.6.1 对相关的电子文档及激光扫描采集的原始数据，应设立专门的存储设备，选择性能好、稳定性高的介质作为存储设备。注意数据的备份与保存，防止设备损坏或人为误删导致的数据丢失。数据一式两份，原始数据应保存完好，不得在存储原始数据的移动硬盘上处理数据。7.6.2 激光雷达数据及POS数据应妥

25、善保管。6 DL/T 1346-2014 附录A（规范性附录基站同步观测记录单基站同步观测记录单的格式见表A.lo表A.1基站同步观测记录单摄区代号任务代号观测日期天气a情况接收机型号接收机编号天线型号天线编号基站编号卫层高度截止角。采样间隔（s)基站开机时间天线高（m)斜高z基站关机时间天线高（m)数据目录名数据文件名数据量（MB)GNSS观测时异常记录记录员g检查员z年月日年月日7 DL/T 1346一2014附录B（规范性附录飞行记录单激光扫描作业项目基本情况记录和数据采集情况记录见表B.l。表B.1项目基本情况记录单项目名称航飞日期操作员测区名称记录员天气开设备时间关设备时间起飞时间降

26、落时间2 3 4 5 备注8 附录C资料性附录数据处理参考流程数据处理参考流程见图C.1,POS数据解算参考流程见图C.2DOM-Digital Elevation Model，数字高程模型：DEM一DigitalOrthophoto Map，数字正射影像图图C.1直升机激光扫描输电线路的数据处理参考流程圈IMU数据机载GPS数据OPS参考站数据OOPS数据处理GPS、IMU联合解算图C.2POS数据解算参考流程图DL/T 1346-2014 9 DL/T 1346-2014 数据质量检查表的格式见表D.lo工程名称测区情况介绍航向重叠原始影像旁向重叠质量航偏角检查意见激光数据影像数据激光需补

27、飞的部分影像需补飞的部分备注10 附录D（资料性附录数据质量检查表表D.1数据质量检查表检查员2日期g激光点云分类见表E.l。序号2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 附录E（资料性附录激先点云分类表E.1激光点云分类中文名称桥梁建筑运坷交叉塔交叉线土堆沟渠地面湖泊其他塔停车场铁轨河流公路土路屏蔽线变电站导钱铁塔地下建筑物其他地上物体植被omIm)植被Om5m)植被C5m+)DL/T 1346-2014 英文名称Bridges Buildings Canals Crossing S位uctureCrossing

28、 Wire Dirt Piles Ditch Ground Lakes/Ponds Other Wire Structures Parking Lots Rail Row River Roads-Paved Roads-UnPaved Shield Wire Substations TL Conductor TL S位uctureUnderbuilt Undetermined Obstruction VegetationOm to Im Vegetation 1 m 5m Vegetation 5m+ 11 守FONymFH、国白华人民共和国电力行业标准直升机激光扫描输电线路作业技术规程中DL IT 1346 - 2014 * 中国电力出版社出版、发行http/www.c叩)北京九天众诚印刷有限公司印刷100005 （北京市东城区北京站西街19号* 2015年6月北京第一次印刷16开本l印张24千字2015年6月第一版880毫米1230毫米印数0001-3000册* 1 明定价9.00元敬告读者本书封底贴有防伪标签，刮开涂层可查询真伪本书如有印装质量问题，我社发行部负责退换版权专有翻印必究统一书号155123 2548 155123.2548 偷阳时