0前言
随着激光雷达技术的发展，激光雷达扫描作业逐渐成为电力巡线的新手段。以LiAir无人机激光雷达扫描系统为例进行阐述，以整体作业流程，包含外业数据采集，内业的数据处理、到安全距离快速检测报告生成来具体说明。传统调查数据采集困难，能够获取的结构信息有限，而且人为主观因素对测量结果的影响大。无人机三维激光扫描通过高精度的数据扫描，及高效的核心数据处理系统，应用电脑软件，可以提取一系列基于激光雷达点云数据的森林参数和统计变量，包括树线距离、树冠高度变量、密度变量。快速推演不同风速、温度、覆冰等情况下，树木对线路的影响情况；了解通道林木疏密程度以及不同树龄树木的情况、推算不同树木的生长情况；获取通道及地面DEM，实现森林结构参数自动提取以及三维场景重建，用于线路的的监控与管理。通过获取到的激光雷达扫描数据成果，实现对数字化电网建设。
1 关键技术
1.1激光雷达（LDS）技术
激光雷达是一种雷达系统，是一种主动传感器，所形成的数据是点云形式。其工作光谱段在红外到紫外之间，主要发射机、接收机、测量控制和电源组成。工作原理为：首先向被测目标发射一束激光，然后测量反射或散射信号到达发射机的时间、信号强弱程度和频率变化等参数，从而确定被测目标的距离、运动速度以及方位。除此之外，还可以测出大气中肉眼看不到的微粒的动态等情况。激光雷达的作用就是精确测量目标的位置（距离与角度）、形状（大小）及状态（速度、姿态），从而达到探测、识别、跟踪目标的目的。
1.2 LiAcquire机载激光雷达地面站软件系统
为更好的控制及实时检测激光雷达运行状况，而开发的与LiAir系列适配LiAcquire机载激光雷达地面站软件，具有以下功能：a、开启和关闭扫描仪、相机、惯导；b、实时显示设备状态、行进轨迹、扫描点云；c、支持航带裁切，真彩色点云解算，点云量测，数据回放；
1.3 LiPowerline激光雷达电力巡线软件系统
LiPowerline是自主研发的激光雷达电力巡线软件，通过海量点云数据的处理分析，快速精准提取电力通道内的危险目标信息，并为综合模拟工况下的电力安全运行提供分析预测。
2激光雷达扫描数据的获取
针对各类涉及线路林木通道，如树障隐患、交叉跨越、特殊地形、对地紧张等内容，进行深入分析，建立三维立体模型，并自动对各危险点距离进行计算，自动对问题的严重程度进行分类，了解问题出现的根本原因，为线路的正常运维提供重要的数据支持。同时，针对当时的气候条件，对于各类极端天气情况进行工况模拟，给出各种情况下的详细数据，反馈jdbvcuyrgn给普洱供电局输电管理所，依据线路安全运行的需求，确保各类监测数据准确，了解当前线路通道的的运行状况，为线路巡检人员提供数据支撑，提高线路巡检效率，并方便后期运维方案的制定。通过后期对无人机的软件系统和硬件设备进行维护和升级，提升设备的处理速度、续航能力、数据进度，确保设备安全正常运行，将进一步保证输电线路通道林木的准确性，实现线路通道的三维立体管理。激光雷达扫数据成果对数字化电网建设的过程具体如下：
2.1建立三维立体模型
通过对线路通道的激光雷达扫描，并在电脑软件上对数据进行分析、处理，可以在电脑上建立三维立体模型，不仅有输变电设备的坐标、高程信息，还应具有各设备的空间形状、影像数据和各种属性信息。由于影像数据直观而详细地记录了地表的自然现象，对于线路通道、设备可视化管理起到很大的帮助。
2.2树障、对地紧张及特殊交跨自动分析
树线矛盾一直以来都是电力部门巡检关注的重点对象，当树与线的安全距离不足时，很容易引发跳闸、放电等事故线路树障隐患是对于影响线路的主要隐患之一，估算树木到导线的距离，传统的作业方式有人工目测并心算弧垂到树顶距离，这需要班组成员从多种角度观察，由人的观察角度和错觉引起的误差难以避免。如果要较准确计算导线弧垂与树木之间的距离，避免乱砍乱伐，破坏植被，则需要携带专业测高杆、经纬仪等笨重仪器，线路巡护人员因此工作负担巨大。现在只要通过软件分析，变可以实现线路树障隐患、交叉跨越的自动判断、定级，并直观的显示出树障的位置，树线距离、树种等信息，方便人员的运行维护管理。树障、对地紧张及特殊交跨自动分析
2.3树木生长分析
对于树木成长较好的地方，也因此造成线路通道林木复杂，速生植被种类多、覆盖面广、生长迅速。激光雷达分析软件通过设置树生长参数，根据危险点检测参数，可以提前判断树木生长情况下的净空距离，分析可能出现的净空危险点，做到早知道、早预防、早处理。
2.4倒树分析
由于线路运维过程中经常出现具有一定水平距离的树障隐患，运维人员难以判断倒树对于线路的影响。通过三维立体激光扫描后进行软件分析，可以判断树木倒伏情况下的净空距离，分析可能出现的净空危险点。
2.5工况模拟
通过三维立体激光软件设置实时工况参数（导线温度、覆冰厚度、风速）以及模拟工况参数后，可以分析线路在模拟不同工况下的各种参数。
2.6生成分析报告
通过危险点检测、倒树分析、树木生长分析以及工况模拟数据后，可以自动生成分析报告。
（1）无人机缺陷查找
无人机巡检以后的照片需要经过人工判定确认缺陷。开发图像自主命名归档模块，提供后期数据处理的整套流程，根据巡检方式和数据信息，快速对照片进行规范化命名和匹配分类，搭建输电线路隐患和缺陷数据库，提供人性化的操作方式用于缺陷分析、缺陷信息录入和生成缺陷报告等操作，提高数据处理效率，如图1所示。主要实现原始巡检照片进行初步聚类、复核检查、重命名、缺陷隐患标识等功能，辅助实现缺陷数据的快速标绘，定位相应缺陷，生成规范报告。
具体需具备如下功能：原始巡检照片进行聚类、复核检查功能，可创建结构化的目录，并将照片文件转移至对应的目录文件夹中。对模板进行管理、杆塔组照片进行批量重命名的功能。照片缺陷查找功能，可进行线路级别照片浏览，便于识别、记录照片内缺陷。巡检报告生成功能，包括缺陷报告、杆塔概况报告、巡检汇总报告等导出。
图1 缺陷查找流程图
（2）主要功能及参数
主要功能模块及技术参数如表1所示。
表1 主要模块功能及技术参数
3 获取的成果对数字化电网的建设
3.1 构建数字化立体作业平台
通过激光扫描系统获得数据信息，恢复测区立体模型，对线路进行优化处理。通过对其进行系统观察分析，构建立体模型，将其作为选线平台，进而提升选线结果的精准度。
3.2 制作DEM、DSM以及DOM
将激光点信息数据进行导入专业的软件中，在设置合理的信息参数，对其进行自动的分类对比，有效的区分地面、房屋以及植被等物体，对其进行分析。在通过人工干预以及影像处理方式对其进行精准分类，获得较为精准的数字高程模型以及数字表面模型等信息内容。通过数码影像以及高精度的激光数据信息，对其进行处理，就可以获得较为精准的正射影像图。
3.3 平断面图的制作
平断面图是输电线路测量的重要成果。通过立体作业平台就会获得平面图。在对其进行绘制过程中，可以在DEM中自动提取中线以及边线断面等信息内容。因为激光扫描测量系统中采集点的密度相对较大，其精准度也相对较高，其含有较为丰富的信息，进而可以同时获得DEM以及DSM两种信息数据，且其与真实的地表更为贴近，这样才可以实现计算机的自动优化排位。然后基于平断面图进行塔基地形图的绘制。
3.4绘制塔基地形图
从环境保护的角度考虑，在超高压、特高压输电线路勘测设计中杆塔位全方位高低腿已成普遍设计方式，因此结构专业对于塔基地形图测量的要求越来越高。目前条件下线路终勘的塔基地形图大都采用工测方法测量，占用了大量的人力和时间（50%～70%），不仅费时费力，而且点不容易测到位，内业处理工作量也较大。随着激光扫描测量技术的发展和成熟，精度越来越高，必将促进塔基地形图的数据采集和处理真正实现自动化。
3.5 土方计算
对于激光点精度较高，点间距约2m，在特定区域进行土方量自动平衡计算，可得准确的土方量值。
4 结语
激光雷达扫数据成果对数字化电网建设的研究与应用，有利于输电线路通道管理、输电线路选线等工作，能够缩短工作周期，减少人力物力的投入。同时，由于获取的都是三维数据，将来也有利于实现数字电网管理，提高电网设计管理的先进性，在我国电力行业中必将有很大的应用前景。
参考文献：
[1]杨振伟,易伟,金玉,等. 输电线路智能巡检系统的实用化研究[J]. 吉林电力,2015
[2]何健,李婷,张涛 .输电线路无人机巡检技术[J].中国电力出版社,2016.
[3]罗仁及.输电线路无人机激光雷达巡检技术的应用[J].名城绘,2018(03):506.