本發(fa)明涉(she)及一種建模方法，尤(you)其涉(she)及一種對變電(dian)站進(jin)行建模的方法。

背景技術：

隨著三(san)維(wei)建模及虛擬(ni)現(xian)實(shi)等(deng)技(ji)術的(de)發展(zhan)，變(bian)電(dian)站(zhan)(zhan)信息(xi)化(hua)、數(shu)字(zi)化(hua)、智能化(hua)監管技(ji)術日(ri)漸成熟，變(bian)電(dian)站(zhan)(zhan)實(shi)景信息(xi)三(san)維(wei)可視化(hua)技(ji)術已成為(wei)研究熱點。變(bian)電(dian)站(zhan)(zhan)三(san)維(wei)實(shi)景建模作為(wei)變(bian)電(dian)站(zhan)(zhan)三(san)維(wei)可視化(hua)的(de)技(ji)術基礎，高質量模型重構是實(shi)現(xian)變(bian)電(dian)站(zhan)(zhan)可視化(hua)效(xiao)果更(geng)為(wei)直觀、真(zhen)實(shi)的(de)關(guan)鍵。目前可考(kao)慮用于變(bian)電(dian)站(zhan)(zhan)模型重構方面的(de)方法(fa)比較少，主要包括以(yi)下三(san)種：

(1)基于虛(xu)擬現實建(jian)(jian)模語言的(de)建(jian)(jian)模方法。

虛(xu)擬現實(shi)建(jian)(jian)模(mo)(mo)語(yu)言(virtualrealitymodelinglanguage，vrml)不僅是一種建(jian)(jian)模(mo)(mo)語(yu)言，也是一種描繪(hui)3d場(chang)景(jing)中對(dui)象行(xing)為的場(chang)景(jing)語(yu)言。vrml通過編程語(yu)言以立(li)方(fang)體、圓錐體、圓柱體、球體等(deng)(deng)為原(yuan)始(shi)對(dui)象構造均壓環、隔離(li)開關(guan)、斷路器、電(dian)(dian)壓與電(dian)(dian)流互感器等(deng)(deng)電(dian)(dian)氣(qi)設施及(ji)建(jian)(jian)筑模(mo)(mo)型，并給模(mo)(mo)型貼上(shang)特定材質(zhi)，然后拼接這些模(mo)(mo)型以完成(cheng)(cheng)整個變(bian)(bian)電(dian)(dian)站(zhan)(zhan)的三維場(chang)景(jing)建(jian)(jian)模(mo)(mo)。vrml腳(jiao)本節點(script)對(dui)應的java語(yu)言可以利用(yong)變(bian)(bian)電(dian)(dian)站(zhan)(zhan)模(mo)(mo)型進(jin)行(xing)人(ren)機(ji)交互，進(jin)而實(shi)現變(bian)(bian)電(dian)(dian)站(zhan)(zhan)虛(xu)擬現實(shi)系統。vrml建(jian)(jian)模(mo)(mo)法雖可方(fang)便地進(jin)行(xing)人(ren)機(ji)交互，但擬合的模(mo)(mo)型由(you)于采用(yong)立(li)方(fang)體、圓錐體、圓柱體、球體的組合構建(jian)(jian)，必然造成(cheng)(cheng)變(bian)(bian)電(dian)(dian)站(zhan)(zhan)模(mo)(mo)型缺乏真實(shi)感，模(mo)(mo)型精度差(cha)。

(2)基于幾何(he)造(zao)型的建模方法(fa)。

幾何造(zao)型建(jian)(jian)(jian)模(mo)(mo)(mo)(mo)方(fang)法(fa)依據變(bian)電站數(shu)碼(ma)圖(tu)片、設(she)(she)(she)計圖(tu)紙和廠家設(she)(she)(she)施(shi)圖(tu)紙，利用autocad、3dmax、maya等專業軟(ruan)件，按照一定(ding)比例采用立方(fang)體、圓(yuan)柱體、圓(yuan)錐(zhui)體、圓(yuan)環等建(jian)(jian)(jian)立變(bian)電站各種(zhong)電氣設(she)(she)(she)施(shi)的(de)三(san)維模(mo)(mo)(mo)(mo)型，然后設(she)(she)(she)置模(mo)(mo)(mo)(mo)型貼圖(tu)與(yu)材(cai)質(zhi)，拼(pin)接電氣設(she)(she)(she)施(shi)模(mo)(mo)(mo)(mo)型完成變(bian)電站三(san)維場景(jing)建(jian)(jian)(jian)模(mo)(mo)(mo)(mo)，該建(jian)(jian)(jian)模(mo)(mo)(mo)(mo)方(fang)法(fa)獲(huo)取的(de)模(mo)(mo)(mo)(mo)型主要(yao)有三(san)種(zhong)：線(xian)框模(mo)(mo)(mo)(mo)型、表(biao)面模(mo)(mo)(mo)(mo)型與(yu)實(shi)(shi)體模(mo)(mo)(mo)(mo)型。幾何造(zao)型建(jian)(jian)(jian)模(mo)(mo)(mo)(mo)法(fa)效率(lv)和直觀性較好，但難(nan)以實(shi)(shi)現真實(shi)(shi)場景(jing)建(jian)(jian)(jian)模(mo)(mo)(mo)(mo)。

以(yi)上(shang)兩種(zhong)建模(mo)方(fang)(fang)法作為目前可用(yong)于(yu)變(bian)電(dian)站模(mo)型三維重構的常規方(fang)(fang)法，均無法實(shi)現(xian)變(bian)電(dian)站模(mo)型真實(shi)、高精(jing)度的模(mo)型重構，只能適(shi)用(yong)于(yu)一些(xie)對模(mo)型精(jing)度要求低(di)、對真實(shi)性要求不高的場合中，無法滿(man)足(zu)(zu)變(bian)電(dian)站三維可視化運用(yong)的要求，這(zhe)些(xie)方(fang)(fang)法都存在著效率低(di)、精(jing)度不足(zu)(zu)、難以(yi)實(shi)現(xian)真實(shi)場景(jing)建模(mo)等問(wen)題(ti)，不足(zu)(zu)以(yi)滿(man)足(zu)(zu)主變(bian)電(dian)站實(shi)景(jing)、高效、高真實(shi)性的建模(mo)要求。因此，要實(shi)現(xian)變(bian)電(dian)站的實(shi)景(jing)三維重構，就必須對變(bian)電(dian)站的建模(mo)方(fang)(fang)法進行研(yan)究(jiu)。

(3)基于激光點(dian)云的建模方法。

近(jin)年來，隨著激(ji)(ji)光(guang)測(ce)量(liang)技(ji)術(shu)的(de)(de)(de)(de)發展(zhan)，利(li)用激(ji)(ji)光(guang)雷達(da)掃描儀獲取(qu)物(wu)體(ti)表(biao)面的(de)(de)(de)(de)激(ji)(ji)光(guang)點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)云(yun)(yun)(yun)(yun)具(ju)備高(gao)精度、高(gao)效(xiao)(xiao)率等(deng)(deng)(deng)優(you)(you)點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)。點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)云(yun)(yun)(yun)(yun)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)是指利(li)用激(ji)(ji)光(guang)、攝(she)影等(deng)(deng)(deng)測(ce)量(liang)手段獲取(qu)物(wu)體(ti)表(biao)面的(de)(de)(de)(de)特征點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)，這些(xie)特征點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)有(you)可能包含物(wu)體(ti)的(de)(de)(de)(de)空間三(san)維(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)坐(zuo)標、顏(yan)色信息(xi)或(huo)反(fan)射強(qiang)度信息(xi)等(deng)(deng)(deng)，由于(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)數(shu)(shu)(shu)量(liang)很大，因此稱(cheng)為(wei)(wei)點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)云(yun)(yun)(yun)(yun)。由于(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)地面三(san)維(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)激(ji)(ji)光(guang)雷達(da)采集到(dao)的(de)(de)(de)(de)被測(ce)對象(xiang)點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)云(yun)(yun)(yun)(yun)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)具(ju)有(you)高(gao)精度、全數(shu)(shu)(shu)字特征、圖像(xiang)化(hua)等(deng)(deng)(deng)優(you)(you)點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)，依據(ju)(ju)(ju)點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)云(yun)(yun)(yun)(yun)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)全數(shu)(shu)(shu)字特征與圖像(xiang)化(hua)相結合的(de)(de)(de)(de)優(you)(you)勢，可為(wei)(wei)三(san)維(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)重(zhong)構(gou)(gou)(gou)(gou)提供數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)支持，且利(li)用該方(fang)法構(gou)(gou)(gou)(gou)建(jian)模(mo)(mo)型具(ju)有(you)精度高(gao)、效(xiao)(xiao)率高(gao)、可調(diao)整(zheng)等(deng)(deng)(deng)優(you)(you)點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)，彌補(bu)了(le)傳統建(jian)模(mo)(mo)手段效(xiao)(xiao)率低(di)、精度差等(deng)(deng)(deng)不(bu)(bu)足。基于(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)云(yun)(yun)(yun)(yun)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)建(jian)模(mo)(mo)方(fang)法已在文物(wu)保護、建(jian)筑測(ce)量(liang)、船舶制造、交通運輸(shu)等(deng)(deng)(deng)領域得到(dao)廣泛應用，并取(qu)得了(le)豐富的(de)(de)(de)(de)研究(jiu)成(cheng)果(guo)。然而(er)在電(dian)力行業(ye)當中，特別(bie)是變(bian)(bian)(bian)電(dian)站(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)三(san)維(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)實(shi)(shi)(shi)景(jing)重(zhong)構(gou)(gou)(gou)(gou)方(fang)面的(de)(de)(de)(de)研究(jiu)尚處(chu)于(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)起步階(jie)段，模(mo)(mo)型構(gou)(gou)(gou)(gou)建(jian)不(bu)(bu)規(gui)范(fan)(fan)，限制了(le)三(san)維(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)實(shi)(shi)(shi)景(jing)重(zhong)構(gou)(gou)(gou)(gou)技(ji)術(shu)的(de)(de)(de)(de)應用。因此，為(wei)(wei)充分發揮基于(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)云(yun)(yun)(yun)(yun)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)(bian)電(dian)站(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)三(san)維(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)實(shi)(shi)(shi)景(jing)重(zhong)構(gou)(gou)(gou)(gou)的(de)(de)(de)(de)高(gao)效(xiao)(xiao)性及精確性優(you)(you)點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)，有(you)必要研究(jiu)基于(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)云(yun)(yun)(yun)(yun)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)構(gou)(gou)(gou)(gou)建(jian)變(bian)(bian)(bian)電(dian)站(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)三(san)維(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)實(shi)(shi)(shi)景(jing)模(mo)(mo)型的(de)(de)(de)(de)基本流程及方(fang)法，完善(shan)基于(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)云(yun)(yun)(yun)(yun)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)構(gou)(gou)(gou)(gou)建(jian)變(bian)(bian)(bian)電(dian)站(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)三(san)維(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)實(shi)(shi)(shi)景(jing)模(mo)(mo)型的(de)(de)(de)(de)理論體(ti)系(xi)，實(shi)(shi)(shi)現(xian)基于(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)云(yun)(yun)(yun)(yun)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)(bian)電(dian)站(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)三(san)維(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)實(shi)(shi)(shi)景(jing)重(zhong)構(gou)(gou)(gou)(gou)技(ji)術(shu)的(de)(de)(de)(de)標準化(hua)、規(gui)范(fan)(fan)化(hua)。因此，期望(wang)獲得一種(zhong)可用于(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)變(bian)(bian)(bian)電(dian)站(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)三(san)維(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)實(shi)(shi)(shi)景(jing)重(zhong)構(gou)(gou)(gou)(gou)的(de)(de)(de)(de)基于(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)云(yun)(yun)(yun)(yun)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)建(jian)模(mo)(mo)方(fang)法。

技術實現要素：

本發明的(de)目(mu)的(de)是提供(gong)一種基于點云數據對(dui)變(bian)電(dian)(dian)站(zhan)(zhan)進行建(jian)模(mo)的(de)方(fang)法，該方(fang)法可(ke)用于高質(zhi)量、高精度(du)、高效率、規范化地(di)對(dui)變(bian)電(dian)(dian)站(zhan)(zhan)進行建(jian)模(mo)以實現(xian)變(bian)電(dian)(dian)站(zhan)(zhan)的(de)三(san)維(wei)實景重構，為變(bian)電(dian)(dian)站(zhan)(zhan)三(san)維(wei)可(ke)視化、智能(neng)化監管提供(gong)良好(hao)的(de)基礎(chu)。

根據(ju)(ju)上述發明目的(de)，本發明提出了一(yi)種基于點云數據(ju)(ju)對變電站進行建模的(de)方法，其包括步驟：

(1)將變電站劃分為若干區域(yu)，其中每個區域(yu)包含變電站在該(gai)區域(yu)內的(de)實(shi)體；

(2)對每個區(qu)域內的(de)實體均(jun)采用多次掃描的(de)方式采集點云(yun)數(shu)據(ju)，所述(shu)點云(yun)數(shu)據(ju)至少包含(han)三維(wei)坐標數(shu)據(ju)；

(3)對每(mei)個(ge)區域內(nei)的(de)實(shi)體的(de)點云數(shu)據進行(xing)拼接(jie)，以實(shi)現點云數(shu)據所包含的(de)三維坐(zuo)標數(shu)據的(de)歸(gui)一(yi)化；

(4)對點云數據進行消(xiao)噪處理；

(5)對(dui)消噪后的(de)點云(yun)數據進行抽稀；

(6)根據不同(tong)區域內的(de)實體的(de)點云數據的(de)基本(ben)特(te)征(zheng)選擇相應(ying)的(de)分(fen)(fen)割(ge)指標分(fen)(fen)別(bie)對每個區域內的(de)實體的(de)點云數據進行(xing)分(fen)(fen)割(ge)，所述(shu)分(fen)(fen)割(ge)指標包(bao)括：點云曲率、邊界特(te)征(zheng)、結構形式、點云密度、尺寸(cun)參數的(de)至(zhi)少(shao)其中之一；

(7)判(pan)斷分割后(hou)(hou)的(de)點云數據(ju)對(dui)(dui)應(ying)的(de)模(mo)型(xing)類(lei)別，根(gen)據(ju)該(gai)模(mo)型(xing)類(lei)別選擇相應(ying)的(de)重(zhong)構(gou)(gou)方法對(dui)(dui)分割后(hou)(hou)的(de)點云數據(ju)進(jin)行(xing)分類(lei)重(zhong)構(gou)(gou)以生(sheng)成分割后(hou)(hou)的(de)點云數據(ju)對(dui)(dui)應(ying)的(de)模(mo)型(xing)；

(8)將所述分割(ge)后的(de)點云(yun)數(shu)據對應(ying)的(de)模型進(jin)行拼接得到完(wan)整的(de)變電站模型。

本發明所述的(de)(de)基于點(dian)(dian)云(yun)數(shu)據對(dui)(dui)變電站進(jin)行建模(mo)(mo)的(de)(de)方法通過分(fen)(fen)區域采集變電站的(de)(de)點(dian)(dian)云(yun)數(shu)據并進(jin)行一(yi)系列的(de)(de)數(shu)據處理，然后(hou)(hou)對(dui)(dui)點(dian)(dian)云(yun)數(shu)據進(jin)行分(fen)(fen)割(ge)，再對(dui)(dui)分(fen)(fen)割(ge)的(de)(de)點(dian)(dian)云(yun)數(shu)據進(jin)行分(fen)(fen)類重(zhong)構得到(dao)分(fen)(fen)割(ge)的(de)(de)模(mo)(mo)型，最后(hou)(hou)對(dui)(dui)該分(fen)(fen)割(ge)的(de)(de)模(mo)(mo)型進(jin)行拼(pin)接(jie)得到(dao)完整的(de)(de)變電站模(mo)(mo)型。其中：

步(bu)驟(1)中(zhong)，由于變(bian)電(dian)站(zhan)作為輸(shu)變(bian)電(dian)的主要場所，通常內含變(bian)壓(ya)器(qi)、電(dian)抗(kang)器(qi)、避雷器(qi)等多種電(dian)器(qi)設(she)備，各(ge)設(she)備結構多樣、種類(lei)(lei)繁多，需通過(guo)合(he)理的區域劃(hua)分、掃(sao)描站(zhan)點(dian)選(xuan)取與記(ji)錄(lu)來保證點(dian)云數據提取作業過(guo)程有(you)序、有(you)效進行(xing)。區域劃(hua)分原則(ze)可(ke)以(yi)是以(yi)電(dian)壓(ya)等級(ji)為標(biao)準(zhun)，例(li)如(ru)(ru)按照500kv、220kv、35kv的電(dian)壓(ya)等級(ji)標(biao)準(zhun)劃(hua)分，還可(ke)以(yi)在此基礎上根據設(she)備種類(lei)(lei)作進一步(bu)劃(hua)分，例(li)如(ru)(ru)按照變(bian)壓(ya)器(qi)、避雷器(qi)、斷路器(qi)、電(dian)抗(kang)器(qi)以(yi)及刀閘(zha)的類(lei)(lei)別標(biao)準(zhun)劃(hua)分。

步驟(2)中，所(suo)述(shu)多次(ci)掃(sao)描(miao)(miao)(miao)(miao)通常是(shi)通過(guo)多個掃(sao)描(miao)(miao)(miao)(miao)站(zhan)點(dian)(dian)分別從(cong)不同的角度對所(suo)述(shu)變電(dian)站(zhan)進(jin)行掃(sao)描(miao)(miao)(miao)(miao)，其目的主(zhu)要是(shi)為(wei)了盡可能全方位地(di)采(cai)集變電(dian)站(zhan)的點(dian)(dian)云數(shu)據(ju)。所(suo)述(shu)多次(ci)掃(sao)描(miao)(miao)(miao)(miao)可以利用激光雷達掃(sao)描(miao)(miao)(miao)(miao)儀進(jin)行掃(sao)描(miao)(miao)(miao)(miao)，其獲取點(dian)(dian)云數(shu)據(ju)屬于現有技術，因(yin)此(ci)(ci)此(ci)(ci)處不作詳細描(miao)(miao)(miao)(miao)述(shu)。

步驟(zou)(3)中，所述三維坐標數據(ju)的歸一化(hua)的方(fang)法可(ke)以(yi)是通過布(bu)置球形標靶對三維坐標數據(ju)進行定位以(yi)實現(xian)歸一化(hua)。

步驟(4)中(zhong)，所(suo)述消(xiao)(xiao)噪(zao)(zao)(zao)處理包(bao)括(kuo)自(zi)動(dong)消(xiao)(xiao)噪(zao)(zao)(zao)，即(ji)采用自(zi)動(dong)消(xiao)(xiao)噪(zao)(zao)(zao)算法將大部分噪(zao)(zao)(zao)點(dian)(主要是空氣中(zhong)細(xi)小顆粒形成的噪(zao)(zao)(zao)點(dian))消(xiao)(xiao)除(chu)。適用于點(dian)云的自(zi)動(dong)消(xiao)(xiao)噪(zao)(zao)(zao)算法很多，其為(wei)現有技術，因此此處不作詳(xiang)細(xi)描述。

步驟(5)中，抽稀是指在保證矢量(liang)曲(qu)線形(xing)狀(zhuang)基本不變的情況(kuang)下(xia)，最(zui)大限度地減少數據點個(ge)數，從而節約(yue)存儲空(kong)間(jian)和減少后續處(chu)理的計算量(liang)。

步(bu)驟(zou)(6)中，基于不同區(qu)域(yu)的點云(yun)數據(ju)(ju)特征(zheng)選(xuan)擇相應的分割指標對點云(yun)數據(ju)(ju)進(jin)行分割可以很好地解決目前建(jian)模不規范、不精確等問題，并提升構(gou)建(jian)模型的質量和效(xiao)率。

步驟(7)中(zhong)，所述模型(xing)類(lei)(lei)別可以包括(kuo)圓柱(zhu)及球狀類(lei)(lei)、棱柱(zhu)類(lei)(lei)、圓環類(lei)(lei)、不規則類(lei)(lei)、套(tao)管(guan)與(yu)絕緣子類(lei)(lei)、軟(ruan)導線類(lei)(lei)的(de)至(zhi)少其中(zhong)之一(yi)。

步驟(8)中，由(you)于點云數(shu)據(ju)(ju)包含著物體的(de)空(kong)間(jian)三(san)維(wei)坐(zuo)標，利用點云數(shu)據(ju)(ju)構(gou)建的(de)模型(xing)具有相(xiang)同的(de)空(kong)間(jian)坐(zuo)標系，可(ke)利用模型(xing)在空(kong)間(jian)坐(zuo)標系中的(de)空(kong)間(jian)位置關系進行(xing)不(bu)同模型(xing)坐(zuo)標的(de)統(tong)一(yi)化，從而實(shi)現(xian)對分割后的(de)點云數(shu)據(ju)(ju)對應(ying)的(de)模型(xing)的(de)拼接，得(de)到(dao)完(wan)整(zheng)變電站三(san)維(wei)模型(xing)。

綜上可(ke)(ke)以看出，本發明方法可(ke)(ke)高(gao)質(zhi)量、高(gao)精度、高(gao)效率、規范化地對變電站(zhan)進行建模以實現變電站(zhan)的(de)三(san)維(wei)實景重構，從而為變電站(zhan)三(san)維(wei)可(ke)(ke)視化、智能化監管提(ti)供良好的(de)基礎。

進(jin)一步地(di)，本發明(ming)所(suo)(suo)述的基(ji)于(yu)點(dian)云數據對變電站進(jin)行建模的方法中(zhong)，在(zai)所(suo)(suo)述步驟(2)中(zhong)，當以所(suo)(suo)述實體為中(zhong)心(xin)的區域半(ban)徑小(xiao)于(yu)某一閾值時，用于(yu)掃描(miao)的多個(ge)站點(dian)間布(bu)設(she)公共球形標靶；否(fou)則用于(yu)掃描(miao)的兩兩站點(dian)間布(bu)設(she)公共球形標靶。

上述(shu)方案中，通常所述(shu)閾值為15m。這(zhe)樣做的好處是可以提高掃描效率，同時又不降低(di)采集到的數據精度。

進(jin)一步(bu)地，本發(fa)明所(suo)述(shu)的(de)基于點(dian)云數(shu)據(ju)對(dui)變電站進(jin)行建模的(de)方法(fa)中(zhong)，在所(suo)述(shu)步(bu)驟(4)中(zhong)，采用(yong)“自(zi)(zi)動消噪-手動消噪-自(zi)(zi)動消噪”依次更(geng)替循環的(de)方式對(dui)點(dian)云數(shu)據(ju)進(jin)行消噪處理。

上述方案中，在自(zi)(zi)動(dong)消(xiao)(xiao)(xiao)噪(zao)(zao)(zao)的基礎(chu)上進行(xing)手(shou)(shou)動(dong)消(xiao)(xiao)(xiao)噪(zao)(zao)(zao)，手(shou)(shou)動(dong)消(xiao)(xiao)(xiao)噪(zao)(zao)(zao)對(dui)象可(ke)以(yi)包括地(di)面、圍(wei)墻、建筑、其他設(she)備、人物等一(yi)切無(wu)關變電站實(shi)體點(dian)(dian)云以(yi)及未消(xiao)(xiao)(xiao)除干凈(jing)的空氣(qi)噪(zao)(zao)(zao)點(dian)(dian)；然(ran)后對(dui)手(shou)(shou)動(dong)消(xiao)(xiao)(xiao)噪(zao)(zao)(zao)后的噪(zao)(zao)(zao)點(dian)(dian)進行(xing)再次(ci)自(zi)(zi)動(dong)消(xiao)(xiao)(xiao)噪(zao)(zao)(zao)，這是(shi)因為通(tong)常(chang)手(shou)(shou)動(dong)消(xiao)(xiao)(xiao)噪(zao)(zao)(zao)后會將大部分(fen)(fen)噪(zao)(zao)(zao)點(dian)(dian)消(xiao)(xiao)(xiao)除，但是(shi)仍會殘留部分(fen)(fen)細小孤立噪(zao)(zao)(zao)點(dian)(dian)，這部分(fen)(fen)噪(zao)(zao)(zao)點(dian)(dian)是(shi)由于初次(ci)自(zi)(zi)動(dong)消(xiao)(xiao)(xiao)噪(zao)(zao)(zao)殘留或(huo)者由于手(shou)(shou)動(dong)消(xiao)(xiao)(xiao)噪(zao)(zao)(zao)時(shi)對(dui)噪(zao)(zao)(zao)點(dian)(dian)簇進行(xing)消(xiao)(xiao)(xiao)除時(shi)殘留導致，通(tong)過再次(ci)自(zi)(zi)動(dong)消(xiao)(xiao)(xiao)噪(zao)(zao)(zao)可(ke)以(yi)極大地(di)減(jian)少這部分(fen)(fen)噪(zao)(zao)(zao)點(dian)(dian)，實(shi)現(xian)消(xiao)(xiao)(xiao)噪(zao)(zao)(zao)效果的進一(yi)步優化。

更進一(yi)步地，上(shang)述(shu)基(ji)于點(dian)云數(shu)據對(dui)變電(dian)站進行(xing)建模的方法中，循環的次(ci)數(shu)至少為一(yi)次(ci)。

進一步地，本發明所述的(de)基(ji)于點云數據對變電站進行建模的(de)方(fang)法中，所述點云數據還包含顏色(se)信息和反射強度(du)信息的(de)至少其中之一。

上述(shu)方案中，通過所述(shu)顏(yan)色信息和反射強度(du)信息可以確定相應的(de)表(biao)面顏(yan)色和材質。

進(jin)一步地(di)，本發明所述及上述任一基于點云數據(ju)對(dui)變電站進(jin)行建模的(de)方(fang)法(fa)中，所述步驟(5)包括：

對于任意一區域內的(de)點云數(shu)據，計(ji)算各(ge)個點的(de)法向量；

尋找臨(lin)近區(qu)域內與計(ji)算得到的法(fa)向(xiang)量相(xiang)似(si)的點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)以(yi)及法(fa)向(xiang)量突變的點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)，其中將(jiang)法(fa)向(xiang)量相(xiang)似(si)的點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)作為待刪(shan)減點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)，將(jiang)法(fa)向(xiang)量突變的點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)作為保(bao)留點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)；

然后(hou)根(gen)據選定的(de)比(bi)例對法向量相似的(de)點進行刪減。

上述方案中，通常對于任意(yi)一區域內點云(yun)中的任意(yi)一點pk，其法向(xiang)量nk計算公式為：

其中l為(wei)(wei)以(yi)pk為(wei)(wei)頂點的三角(jiao)(jiao)形個(ge)數，αi為(wei)(wei)第i個(ge)三角(jiao)(jiao)形在頂點pk處的相對角(jiao)(jiao)，vi為(wei)(wei)第i個(ge)三角(jiao)(jiao)形的法向量。所述比例可依據采(cai)集到(dao)的點云精(jing)度進行合理選擇。該方法可以(yi)很(hen)好(hao)地保持原有的輪廓特征，簡化效率(lv)較(jiao)高(gao)。

更(geng)進一步地(di)，上述(shu)基于(yu)(yu)點云數據對變電站進行建模的(de)方法(fa)(fa)中，判(pan)斷(duan)法(fa)(fa)向量(liang)(liang)相(xiang)似以及法(fa)(fa)向量(liang)(liang)突(tu)變的(de)方法(fa)(fa)為(wei)：計(ji)算兩個法(fa)(fa)向量(liang)(liang)間的(de)夾角，若(ruo)所述(shu)夾角小(xiao)于(yu)(yu)等(deng)于(yu)(yu)設定的(de)閾值，則(ze)判(pan)斷(duan)為(wei)法(fa)(fa)向量(liang)(liang)相(xiang)似；若(ruo)所述(shu)夾角大于(yu)(yu)所述(shu)閾值，則(ze)判(pan)斷(duan)為(wei)法(fa)(fa)向量(liang)(liang)突(tu)變。

上述方案(an)中，通常任意兩個法向量間(jian)的(de)夾(jia)角計算(suan)方法如下：

進一步地，本發明(ming)所述的(de)(de)基于(yu)點云數據對變電(dian)站進行(xing)建模(mo)的(de)(de)方(fang)(fang)法(fa)中(zhong)，所述步驟(7)中(zhong)，所述模(mo)型(xing)類(lei)(lei)(lei)別包括圓(yuan)柱(zhu)(zhu)及(ji)球(qiu)狀(zhuang)類(lei)(lei)(lei)、棱(leng)柱(zhu)(zhu)類(lei)(lei)(lei)、圓(yuan)環類(lei)(lei)(lei)、不(bu)規則(ze)類(lei)(lei)(lei)、套管(guan)與絕(jue)緣子(zi)(zi)類(lei)(lei)(lei)、軟導(dao)線類(lei)(lei)(lei)的(de)(de)至(zhi)少其中(zhong)之一，其中(zhong)，圓(yuan)柱(zhu)(zhu)及(ji)球(qiu)狀(zhuang)類(lei)(lei)(lei)的(de)(de)重(zhong)(zhong)構(gou)(gou)方(fang)(fang)法(fa)采(cai)(cai)用幾何參(can)數法(fa)，棱(leng)柱(zhu)(zhu)類(lei)(lei)(lei)的(de)(de)重(zhong)(zhong)構(gou)(gou)方(fang)(fang)法(fa)采(cai)(cai)用二三維(wei)模(mo)型(xing)轉(zhuan)換法(fa)，圓(yuan)環類(lei)(lei)(lei)的(de)(de)重(zhong)(zhong)構(gou)(gou)方(fang)(fang)法(fa)采(cai)(cai)用數字特征(zheng)法(fa)，不(bu)規則(ze)類(lei)(lei)(lei)的(de)(de)重(zhong)(zhong)構(gou)(gou)方(fang)(fang)法(fa)采(cai)(cai)用布爾運算法(fa)，套管(guan)與絕(jue)緣子(zi)(zi)類(lei)(lei)(lei)的(de)(de)重(zhong)(zhong)構(gou)(gou)方(fang)(fang)法(fa)采(cai)(cai)用三維(wei)旋(xuan)轉(zhuan)法(fa)，軟導(dao)線類(lei)(lei)(lei)的(de)(de)重(zhong)(zhong)構(gou)(gou)方(fang)(fang)法(fa)采(cai)(cai)用平面掃掠法(fa)。

上述方案中：

圓(yuan)(yuan)(yuan)柱(zhu)(zhu)(zhu)類采用的幾何參數法可以(yi)(yi)包(bao)括：首先，依據圓(yuan)(yuan)(yuan)柱(zhu)(zhu)(zhu)點(dian)云，提(ti)取(qu)兩端(duan)截面(mian)圓(yuan)(yuan)(yuan)，分(fen)別提(ti)取(qu)兩圓(yuan)(yuan)(yuan)圓(yuan)(yuan)(yuan)心(xin)、以(yi)(yi)及半(ban)徑、；然后計(ji)算連接(jie)長度，公式為(wei)：，同時，計(ji)算圓(yuan)(yuan)(yuan)柱(zhu)(zhu)(zhu)平均半(ban)徑r:；最后，以(yi)(yi)為(wei)圓(yuan)(yuan)(yuan)心(xin)，r為(wei)半(ban)徑創建圓(yuan)(yuan)(yuan)特(te)征(zheng)，并以(yi)(yi)為(wei)方向，為(wei)長度構建圓(yuan)(yuan)(yuan)柱(zhu)(zhu)(zhu)特(te)征(zheng)，得到圓(yuan)(yuan)(yuan)柱(zhu)(zhu)(zhu)類模型。

球(qiu)狀類采(cai)用的幾何參數法可(ke)以(yi)(yi)包括：首先，依據球(qiu)狀結構點云，提(ti)取球(qiu)心(xin)以(yi)(yi)及半(ban)徑r；然后以(yi)(yi)為(wei)圓心(xin)，r為(wei)半(ban)徑創建球(qiu)特征，得到(dao)球(qiu)狀類模型。

棱(leng)(leng)柱類采(cai)用的(de)(de)二三維模(mo)型轉換法可以(yi)包括：首先，以(yi)棱(leng)(leng)柱點云的(de)(de)底(di)部一角作(zuo)為(wei)坐標(biao)(biao)(biao)原點，規則底(di)邊(bian)作(zuo)為(wei)坐標(biao)(biao)(biao)軸(zhou)建(jian)立(li)用戶坐標(biao)(biao)(biao)系；然后(hou)提取底(di)面若干(gan)頂點的(de)(de)坐標(biao)(biao)(biao)以(yi)及棱(leng)(leng)柱的(de)(de)高h；最后(hou)以(yi)底(di)面若干(gan)頂點建(jian)立(li)多(duo)邊(bian)形(xing)特(te)征，通過豎(shu)直拉伸該(gai)多(duo)邊(bian)形(xing)特(te)征h長度得到棱(leng)(leng)柱特(te)征，從而(er)得到棱(leng)(leng)柱類模(mo)型。

圓(yuan)環(huan)(huan)(huan)類采用的(de)數(shu)字特(te)征(zheng)法可以包括(kuo)：首先，以點云數(shu)據為(wei)(wei)參考，繪制圓(yuan)環(huan)(huan)(huan)外圓(yuan)及(ji)截(jie)面圓(yuan)，從而(er)提取外圓(yuan)半(ban)(ban)徑r，圓(yuan)心o以及(ji)截(jie)面圓(yuan)半(ban)(ban)徑r；然后，由于r、o、r三個參數(shu)具備構(gou)建該圓(yuan)環(huan)(huan)(huan)的(de)全部數(shu)字特(te)征(zheng)，以外圓(yuan)圓(yuan)心o為(wei)(wei)中心，r為(wei)(wei)半(ban)(ban)徑構(gou)建截(jie)面半(ban)(ban)徑為(wei)(wei)r的(de)圓(yuan)環(huan)(huan)(huan)，從而(er)得到圓(yuan)環(huan)(huan)(huan)類模型(xing)。

不規(gui)則(ze)類(lei)采用的(de)布爾運算法可以(yi)包(bao)括：首先，利用圓柱(zhu)及球狀類(lei)、棱(leng)柱(zhu)類(lei)、圓環類(lei)模型構建方法構建基本(ben)特征結構；然后(hou)，經(jing)過布爾運算進行差、并、交集等變換(huan)，從而得到不規(gui)則(ze)類(lei)模型。

套管與絕緣子是變電站中最為常見的電氣設備，兩者均為具有旋轉中心對稱結構的模型，構建方法相似，因此歸為一類。套管與絕緣子類采用的三維旋轉法可以包括：首先，利用建模對象的點云數據，以豎直方向為z軸建立用戶坐標系；其次，以xoz平面為切片平面，y軸為切片延伸方向進行切片，得到套管/絕緣子點云薄切片；然后，利用二維多義線勾勒套管/絕緣子二維輪廓，并經套管/絕緣子中心對稱線形成閉合曲線框圖；最后，以二維輪廓上的點為旋轉對象，套管/絕緣子中心線為旋轉軸進行三維旋轉，對于輪廓線上任意一點(xi,yi,zi)，旋轉后對應的曲線方程為x²+y²+(z-zi)²＝xi²+yi²，通過對輪廓線上任(ren)意一(yi)點進行三維旋轉操作(zuo)，從而得(de)到套(tao)管/絕緣(yuan)子類模型。

軟(ruan)(ruan)導線類采用的平面(mian)掃(sao)(sao)掠(lve)法可(ke)以包(bao)括：首先，獲取軟(ruan)(ruan)導線類結構的點云(yun)數(shu)據(ju)，并建立用戶(hu)坐(zuo)標系；然后，對(dui)該類模型橫截(jie)面(mian)進(jin)行(xing)切片(pian)，提取切片(pian)點云(yun)，并依據(ju)該點云(yun)切片(pian)得到(dao)截(jie)面(mian)圓(yuan)特征(zheng)；同時(shi)，以截(jie)面(mian)圓(yuan)圓(yuan)心為(wei)起點，以軟(ruan)(ruan)導線類點云(yun)數(shu)據(ju)為(wei)參考(kao)，利用三維(wei)多義線繪制延(yan)伸軌跡(ji)；最后，以截(jie)面(mian)圓(yuan)為(wei)掃(sao)(sao)掠(lve)對(dui)象，三維(wei)延(yan)伸軌跡(ji)曲線為(wei)掃(sao)(sao)掠(lve)路徑進(jin)行(xing)掃(sao)(sao)掠(lve)，從而(er)得到(dao)軟(ruan)(ruan)導線類模型。

進(jin)一(yi)步地，本發明所述的(de)基于點云數據對變電站進(jin)行(xing)建(jian)模的(de)方(fang)法(fa)中，在所述步驟(zou)(7)中，還判斷分(fen)割后的(de)點云數據對應的(de)模型是(shi)否已經(jing)存在，是(shi)則(ze)不對該(gai)分(fen)割后的(de)點云數據進(jin)行(xing)重構。

上(shang)述(shu)方案中，所述(shu)步驟(7)具體可以是：判(pan)斷需(xu)要構(gou)建的模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)型(xing)(xing)是否為模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)型(xing)(xing)庫(ku)(ku)(ku)中已有模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)型(xing)(xing)，如果(guo)模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)型(xing)(xing)已有，則(ze)直接(jie)從模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)型(xing)(xing)庫(ku)(ku)(ku)中調用，無需(xu)重(zhong)復構(gou)建，提高(gao)建模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)效率(lv)；若無同類(lei)模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)型(xing)(xing)，則(ze)對分割后的點云(yun)數(shu)(shu)據進行重(zhong)構(gou)。所述(shu)模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)型(xing)(xing)庫(ku)(ku)(ku)可以是經(jing)過前人的重(zhong)構(gou)工作所積累下來(lai)的三維(wei)模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)型(xing)(xing)構(gou)成的模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)型(xing)(xing)數(shu)(shu)據庫(ku)(ku)(ku)。這樣做的好處是實現變(bian)電站設備的高(gao)效建模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)及高(gao)質量模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)型(xing)(xing)庫(ku)(ku)(ku)搭建。

進一(yi)步地，本發明所述或上述基于點云(yun)(yun)數據對(dui)(dui)變電(dian)站(zhan)(zhan)進行建模的(de)方法中，所述步驟(8)的(de)具體步驟包括：首先分(fen)別將(jiang)每個區域(yu)內的(de)分(fen)割后的(de)點云(yun)(yun)數據對(dui)(dui)應的(de)模型進行拼接(jie)得(de)到區域(yu)模型，然后將(jiang)所有區域(yu)模型進行拼接(jie)得(de)到完整的(de)變電(dian)站(zhan)(zhan)模型。

上(shang)(shang)述方案中，由(you)于點云數據包含著物體(ti)的(de)空間(jian)三(san)維坐標，利(li)用點云數據構(gou)建的(de)模型(xing)(xing)具有相同(tong)的(de)空間(jian)坐標，可利(li)用空間(jian)位置(zhi)關(guan)系(xi)進(jin)行不同(tong)模型(xing)(xing)坐標的(de)統一化，實現上(shang)(shang)述區域模型(xing)(xing)和變(bian)電站模型(xing)(xing)的(de)拼接，得到完整變(bian)電站三(san)維實景模型(xing)(xing)。

本發明所述的基(ji)于點云數據對變電站(zhan)進行建模(mo)的方法的優點和(he)有益效果(guo)包括(kuo)：

(1)高質量、高精度、高效率、規范化(hua)(hua)地對(dui)變(bian)電站(zhan)進行建模以實現變(bian)電站(zhan)的實景三維重構，為變(bian)電站(zhan)三維可視化(hua)(hua)、智能(neng)化(hua)(hua)監管提供(gong)良(liang)好的基(ji)礎(chu)。

(2)解決了傳統建模(mo)方法精度低、真(zhen)實性差的問題，并實現了利用激光點云(yun)實現變電站的高質量、高精度的建模(mo)。

(3)可以參(can)考實際(ji)物體(ti)的(de)規格(ge)尺寸對所(suo)建模型進行參(can)數調整，具有可更改的(de)優勢。

(4)可將模(mo)型(xing)存(cun)入變(bian)電站三維模(mo)型(xing)庫(ku)中，實現模(mo)型(xing)的(de)重復利用與修改，節省相(xiang)同模(mo)型(xing)再(zai)次(ci)重構的(de)時間，達到“構建模(mo)型(xing)越多(duo)，建模(mo)效(xiao)率(lv)越高”的(de)良(liang)性發展。

附圖說明

圖1為本發(fa)明所(suo)述的(de)基于點云(yun)數據對變電站進行建模(mo)的(de)方法在一種實施方式下的(de)流(liu)程圖。

圖(tu)2為(wei)本發明所述的(de)(de)(de)基于點云數據對變電站進(jin)行建模的(de)(de)(de)方法在(zai)一種(zhong)實施方式下的(de)(de)(de)點云數據中各(ge)點法向量的(de)(de)(de)計算原理示意圖(tu)。

圖(tu)3為(wei)從(cong)變電站的點云(yun)數(shu)(shu)據圖(tu)分割出來的某個(ge)圓柱類(lei)點云(yun)數(shu)(shu)據圖(tu)。

圖4為基于圖3的圓(yuan)柱類點云數據得到的圓(yuan)柱類三(san)維模型圖。

圖5為從變電站的點云(yun)(yun)數(shu)據(ju)圖分割出來的某個棱柱類點云(yun)(yun)數(shu)據(ju)圖。

圖(tu)6為基于圖(tu)5的棱(leng)柱類點云(yun)數據得(de)到的棱(leng)柱類三維模型圖(tu)。

圖(tu)7為從變電(dian)站(zhan)的點云數據圖(tu)分割出來的某個圓環類點云數據以(yi)及繪制的外圓和截面圓綜合(he)圖(tu)。

圖8為基于圖7的(de)圓環(huan)類(lei)點云數(shu)據(ju)得到的(de)圓環(huan)類(lei)三維模(mo)型(xing)圖。

圖(tu)(tu)9為(wei)從(cong)變電站的點(dian)(dian)云(yun)數據(ju)圖(tu)(tu)分割出(chu)來(lai)的某個gis支架點(dian)(dian)云(yun)數據(ju)圖(tu)(tu)。

圖(tu)10為基于圖(tu)9的(de)gis支架點(dian)云數(shu)據創建的(de)長(chang)方體(ti)特征圖(tu)。

圖11為基于圖10的(de)(de)長方體特(te)征得到(dao)的(de)(de)gis支(zhi)架的(de)(de)三維(wei)模型圖。

圖12為從變(bian)電站的點(dian)云數據圖分割出來(lai)的某個套管點(dian)云數據圖。

圖13為基于圖12的套管點(dian)云(yun)數據(ju)得到的套管點(dian)云(yun)薄切片圖。

圖14為基(ji)于圖12的套管點云數(shu)據和圖13的套管點云薄切片得(de)到的閉合曲線(xian)框(kuang)圖。

圖(tu)15為基于(yu)圖(tu)14的(de)(de)閉(bi)合曲線得到的(de)(de)套管三維模(mo)型圖(tu)。

圖(tu)16為從變電(dian)站(zhan)的(de)點云(yun)(yun)數據圖(tu)分(fen)割出(chu)來的(de)某(mou)個(ge)軟導線點云(yun)(yun)數據圖(tu)。

圖17為基于圖16的軟導線(xian)點云數據得到的軟導線(xian)延伸(shen)軌跡圖。

圖(tu)18為(wei)基(ji)于圖(tu)16的(de)軟(ruan)導(dao)(dao)線(xian)(xian)點(dian)云數據和圖(tu)17的(de)軟(ruan)導(dao)(dao)線(xian)(xian)延伸軌跡得到(dao)的(de)軟(ruan)導(dao)(dao)線(xian)(xian)的(de)三維(wei)模型圖(tu)。

圖19為本發明(ming)所述的基于點云數(shu)據對變(bian)電(dian)站(zhan)進行建模(mo)(mo)的方法(fa)在一(yi)種(zhong)實施方式下得到的變(bian)電(dian)站(zhan)三(san)維實景(jing)模(mo)(mo)型圖。

具體實施方式

下面將(jiang)結合說明(ming)書附圖(tu)和(he)具體的實(shi)施(shi)例對本發明(ming)所述的基(ji)于點云(yun)數據對變電(dian)站(zhan)進行建(jian)模的方(fang)法(fa)做(zuo)進一步(bu)的詳(xiang)細說明(ming)。

圖(tu)(tu)(tu)1示(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)意(yi)了(le)(le)(le)(le)本發(fa)(fa)明(ming)所(suo)(suo)述(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)于(yu)(yu)(yu)(yu)點(dian)(dian)云(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)對(dui)變(bian)(bian)電(dian)站進行(xing)(xing)建(jian)(jian)模(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)法在一種實施方(fang)式(shi)下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)流程。圖(tu)(tu)(tu)2示(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)意(yi)了(le)(le)(le)(le)本發(fa)(fa)明(ming)所(suo)(suo)述(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)于(yu)(yu)(yu)(yu)點(dian)(dian)云(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)對(dui)變(bian)(bian)電(dian)站進行(xing)(xing)建(jian)(jian)模(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)法在一種實施方(fang)式(shi)下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)點(dian)(dian)云(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)中各點(dian)(dian)法向(xiang)量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)計算原理(li)。圖(tu)(tu)(tu)3顯(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)示(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)了(le)(le)(le)(le)從變(bian)(bian)電(dian)站的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)點(dian)(dian)云(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)圖(tu)(tu)(tu)分(fen)(fen)(fen)割出來(lai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)某(mou)個(ge)圓(yuan)柱(zhu)類點(dian)(dian)云(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)。圖(tu)(tu)(tu)4顯(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)示(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)了(le)(le)(le)(le)基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)于(yu)(yu)(yu)(yu)圖(tu)(tu)(tu)3的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)圓(yuan)柱(zhu)類點(dian)(dian)云(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)得(de)(de)到(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)圓(yuan)柱(zhu)類三(san)維模(mo)型。圖(tu)(tu)(tu)5顯(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)示(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)了(le)(le)(le)(le)從變(bian)(bian)電(dian)站的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)點(dian)(dian)云(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)圖(tu)(tu)(tu)分(fen)(fen)(fen)割出來(lai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)某(mou)個(ge)棱(leng)柱(zhu)類點(dian)(dian)云(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)。圖(tu)(tu)(tu)6顯(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)示(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)了(le)(le)(le)(le)基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)于(yu)(yu)(yu)(yu)圖(tu)(tu)(tu)5的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)棱(leng)柱(zhu)類點(dian)(dian)云(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)得(de)(de)到(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)棱(leng)柱(zhu)類三(san)維模(mo)型。圖(tu)(tu)(tu)7顯(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)示(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)了(le)(le)(le)(le)從變(bian)(bian)電(dian)站的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)點(dian)(dian)云(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)圖(tu)(tu)(tu)分(fen)(fen)(fen)割出來(lai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)某(mou)個(ge)圓(yuan)環(huan)類點(dian)(dian)云(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)以及(ji)繪制的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)外圓(yuan)和(he)截(jie)面(mian)圓(yuan)。圖(tu)(tu)(tu)8顯(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)示(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)了(le)(le)(le)(le)基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)于(yu)(yu)(yu)(yu)圖(tu)(tu)(tu)7的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)圓(yuan)環(huan)類點(dian)(dian)云(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)得(de)(de)到(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)圓(yuan)環(huan)類三(san)維模(mo)型。圖(tu)(tu)(tu)9顯(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)示(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)了(le)(le)(le)(le)從變(bian)(bian)電(dian)站的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)點(dian)(dian)云(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)圖(tu)(tu)(tu)分(fen)(fen)(fen)割出來(lai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)某(mou)個(ge)gis支(zhi)(zhi)架點(dian)(dian)云(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)。圖(tu)(tu)(tu)10顯(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)示(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)了(le)(le)(le)(le)基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)于(yu)(yu)(yu)(yu)圖(tu)(tu)(tu)9的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)gis支(zhi)(zhi)架點(dian)(dian)云(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)創建(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)長方(fang)體特征。圖(tu)(tu)(tu)11顯(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)示(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)了(le)(le)(le)(le)基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)于(yu)(yu)(yu)(yu)圖(tu)(tu)(tu)10的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)長方(fang)體特征得(de)(de)到(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)gis支(zhi)(zhi)架的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)三(san)維模(mo)型。圖(tu)(tu)(tu)12顯(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)示(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)了(le)(le)(le)(le)從變(bian)(bian)電(dian)站的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)點(dian)(dian)云(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)圖(tu)(tu)(tu)分(fen)(fen)(fen)割出來(lai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)某(mou)個(ge)套管(guan)(guan)點(dian)(dian)云(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)。圖(tu)(tu)(tu)13顯(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)示(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)了(le)(le)(le)(le)基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)于(yu)(yu)(yu)(yu)圖(tu)(tu)(tu)12的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)套管(guan)(guan)點(dian)(dian)云(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)得(de)(de)到(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)套管(guan)(guan)點(dian)(dian)云(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)薄(bo)切片。圖(tu)(tu)(tu)14顯(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)示(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)了(le)(le)(le)(le)基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)于(yu)(yu)(yu)(yu)圖(tu)(tu)(tu)12的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)套管(guan)(guan)點(dian)(dian)云(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)和(he)圖(tu)(tu)(tu)13的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)套管(guan)(guan)點(dian)(dian)云(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)薄(bo)切片得(de)(de)到(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)閉合(he)曲線(xian)。圖(tu)(tu)(tu)15顯(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)示(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)了(le)(le)(le)(le)基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)于(yu)(yu)(yu)(yu)圖(tu)(tu)(tu)14的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)閉合(he)曲線(xian)得(de)(de)到(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)套管(guan)(guan)三(san)維模(mo)型。圖(tu)(tu)(tu)16顯(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)示(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)了(le)(le)(le)(le)從變(bian)(bian)電(dian)站的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)點(dian)(dian)云(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)圖(tu)(tu)(tu)分(fen)(fen)(fen)割出來(lai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)某(mou)個(ge)軟(ruan)導線(xian)點(dian)(dian)云(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)。圖(tu)(tu)(tu)17顯(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)示(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)了(le)(le)(le)(le)基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)于(yu)(yu)(yu)(yu)圖(tu)(tu)(tu)16的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)軟(ruan)導線(xian)點(dian)(dian)云(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)得(de)(de)到(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)軟(ruan)導線(xian)延伸軌跡(ji)。圖(tu)(tu)(tu)18顯(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)示(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)了(le)(le)(le)(le)基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)于(yu)(yu)(yu)(yu)圖(tu)(tu)(tu)16的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)軟(ruan)導線(xian)點(dian)(dian)云(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)和(he)圖(tu)(tu)(tu)17的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)軟(ruan)導線(xian)延伸軌跡(ji)得(de)(de)到(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)軟(ruan)導線(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)三(san)維模(mo)型。圖(tu)(tu)(tu)19顯(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)示(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)了(le)(le)(le)(le)本發(fa)(fa)明(ming)所(suo)(suo)述(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)于(yu)(yu)(yu)(yu)點(dian)(dian)云(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)(yun)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)對(dui)變(bian)(bian)電(dian)站進行(xing)(xing)建(jian)(jian)模(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)法在一種實施方(fang)式(shi)下(xia)得(de)(de)到(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)電(dian)站三(san)維實景模(mo)型。

如圖1所示，該實施方式(shi)下的(de)(de)基于點云數據對變電站進行(xing)建模的(de)(de)方法可以通過激光三維掃描儀(yi)、計算機及(ji)其上運行(xing)的(de)(de)軟件實現，包括(kuo)步驟：

步(bu)驟110：將(jiang)變電(dian)站(zhan)劃分為若干(gan)區(qu)域(yu)，其中每(mei)個區(qu)域(yu)包含(han)變電(dian)站(zhan)在該區(qu)域(yu)內的(de)實體。

本(ben)實施例中(zhong)，勘察現場，結合變(bian)電(dian)(dian)站設(she)計(ji)圖紙，對變(bian)電(dian)(dian)站進行區(qu)域劃(hua)分(fen)。劃(hua)分(fen)原(yuan)則為：按照500kv、220kv、35kv的電(dian)(dian)壓(ya)等級標準劃(hua)分(fen)，并在此基礎上根(gen)據設(she)備種類作進一步劃(hua)分(fen)，包括按照變(bian)壓(ya)器、避雷器、斷路器、電(dian)(dian)抗器以及(ji)刀(dao)閘(zha)的類別標準劃(hua)分(fen)。

步驟120：對每個區域內的實(shi)體均采用多(duo)次掃(sao)描的方式采集點云(yun)數(shu)(shu)據，所述(shu)點云(yun)數(shu)(shu)據至少(shao)包含(han)三(san)維坐標數(shu)(shu)據。其中(zhong)，點云(yun)數(shu)(shu)據還可(ke)以包含(han)顏色信息和/或(huo)反(fan)射強度(du)信息。

本實施例(li)中(zhong)，變(bian)電站(zhan)設(she)備結構普遍復雜，為采集到各(ge)個方(fang)位的(de)(de)高精(jing)度數(shu)據(ju)，需分(fen)站(zhan)點(dian)(dian)(dian)掃(sao)(sao)(sao)(sao)描(miao)。首先，結合變(bian)電站(zhan)相關(guan)安(an)全運行規(gui)程，在保證(zheng)掃(sao)(sao)(sao)(sao)描(miao)人員(yuan)安(an)全的(de)(de)前提下，確定(ding)每個區域的(de)(de)掃(sao)(sao)(sao)(sao)描(miao)路徑(jing)；然后，利用激(ji)光雷(lei)達(da)掃(sao)(sao)(sao)(sao)描(miao)儀分(fen)掃(sao)(sao)(sao)(sao)描(miao)站(zhan)點(dian)(dian)(dian)采集變(bian)電站(zhan)點(dian)(dian)(dian)云(yun)數(shu)據(ju)，同時通過布置(zhi)球形標(biao)(biao)靶對各(ge)掃(sao)(sao)(sao)(sao)描(miao)站(zhan)點(dian)(dian)(dian)數(shu)據(ju)進行定(ding)位。其中(zhong)，當以所述實體為中(zhong)心的(de)(de)區域半徑(jing)小于15m時，用于掃(sao)(sao)(sao)(sao)描(miao)的(de)(de)多(duo)個站(zhan)點(dian)(dian)(dian)間布設(she)公共球形標(biao)(biao)靶；否則用于掃(sao)(sao)(sao)(sao)描(miao)的(de)(de)兩兩站(zhan)點(dian)(dian)(dian)間布設(she)公共球形標(biao)(biao)靶。

步驟(zou)130：對每個(ge)區域內的(de)實(shi)體的(de)點云數據進(jin)行拼接，以實(shi)現點云數據所包含的(de)三(san)維坐標數據的(de)歸一化(hua)。

本實(shi)施例中，主要依據掃描時布設的(de)球形標(biao)靶，利用球形標(biao)靶的(de)空間(jian)三維坐標(biao)實(shi)現不同掃描站點(dian)的(de)空間(jian)坐標(biao)對齊，達到不同掃描站點(dian)的(de)點(dian)云數據坐標(biao)歸一化的(de)目(mu)的(de)，從而實(shi)現點(dian)云數據的(de)拼(pin)接，得到各(ge)個區域完整的(de)點(dian)云數據。

步(bu)驟140：分別對每個(ge)區域的點云數據進行消噪(zao)處理。

本實施(shi)例中(zhong)，采(cai)用(yong)“自(zi)動(dong)(dong)(dong)消(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)噪(zao)-手(shou)(shou)(shou)動(dong)(dong)(dong)消(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)噪(zao)-自(zi)動(dong)(dong)(dong)消(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)噪(zao)”依次(ci)更替循環的(de)(de)方(fang)式對點(dian)(dian)(dian)(dian)云(yun)數據進(jin)(jin)行(xing)(xing)消(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)噪(zao)處理。其(qi)中(zhong)，循環的(de)(de)次(ci)數至少(shao)為一次(ci)。具體來說(shuo)，首(shou)先，采(cai)用(yong)自(zi)動(dong)(dong)(dong)消(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)噪(zao)算法將大部(bu)分(fen)噪(zao)點(dian)(dian)(dian)(dian)(主要(yao)是(shi)空氣中(zhong)細小(xiao)顆(ke)粒形(xing)成的(de)(de)噪(zao)點(dian)(dian)(dian)(dian))消(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)除(chu)；其(qi)次(ci)，在自(zi)動(dong)(dong)(dong)消(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)噪(zao)的(de)(de)基礎(chu)上進(jin)(jin)行(xing)(xing)手(shou)(shou)(shou)動(dong)(dong)(dong)消(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)噪(zao)，手(shou)(shou)(shou)動(dong)(dong)(dong)消(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)噪(zao)對象包含(han)地面、圍墻、建筑、其(qi)他(ta)設備(bei)、人物等一切(qie)無關(guan)變電站(zhan)實體點(dian)(dian)(dian)(dian)云(yun)以及未消(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)除(chu)干凈的(de)(de)空氣噪(zao)點(dian)(dian)(dian)(dian)；最后，對手(shou)(shou)(shou)動(dong)(dong)(dong)消(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)噪(zao)后的(de)(de)噪(zao)點(dian)(dian)(dian)(dian)進(jin)(jin)行(xing)(xing)再(zai)次(ci)自(zi)動(dong)(dong)(dong)消(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)噪(zao)，通(tong)常來說(shuo)手(shou)(shou)(shou)動(dong)(dong)(dong)消(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)噪(zao)后會將大部(bu)分(fen)噪(zao)點(dian)(dian)(dian)(dian)消(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)除(chu)，但是(shi)仍會殘(can)留部(bu)分(fen)細小(xiao)孤立噪(zao)點(dian)(dian)(dian)(dian)，這部(bu)分(fen)噪(zao)點(dian)(dian)(dian)(dian)是(shi)由于(yu)初次(ci)自(zi)動(dong)(dong)(dong)消(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)噪(zao)殘(can)留或者由于(yu)手(shou)(shou)(shou)動(dong)(dong)(dong)消(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)噪(zao)時對噪(zao)點(dian)(dian)(dian)(dian)簇進(jin)(jin)行(xing)(xing)消(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)除(chu)時殘(can)留導(dao)致，通(tong)過再(zai)次(ci)自(zi)動(dong)(dong)(dong)消(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)噪(zao)可以極(ji)大地減少(shao)這部(bu)分(fen)噪(zao)點(dian)(dian)(dian)(dian)，實現消(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)噪(zao)效果的(de)(de)最優。

步驟150：對消噪后的(de)點云數(shu)據進行(xing)抽稀。

本實施例中(zhong)(zhong)，該步驟具(ju)體(ti)包括：對于(yu)任(ren)意一(yi)區域(yu)內的點(dian)(dian)云(yun)數據，計算(suan)各個點(dian)(dian)的法(fa)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)量(liang)；尋找臨近(jin)區域(yu)內與(yu)計算(suan)得到的法(fa)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)量(liang)相(xiang)(xiang)似(si)的點(dian)(dian)以及法(fa)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)量(liang)突變的點(dian)(dian)，其中(zhong)(zhong)將法(fa)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)量(liang)相(xiang)(xiang)似(si)的點(dian)(dian)作(zuo)為待刪(shan)減點(dian)(dian)，將法(fa)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)量(liang)突變的點(dian)(dian)作(zuo)為保留(liu)點(dian)(dian)；然(ran)后根(gen)據選(xuan)定的比例對法(fa)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)量(liang)相(xiang)(xiang)似(si)的點(dian)(dian)進行刪(shan)減。其中(zhong)(zhong)，對于(yu)任(ren)意一(yi)區域(yu)內點(dian)(dian)云(yun)中(zhong)(zhong)的任(ren)意一(yi)點(dian)(dian)pk，其法(fa)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)量(liang)nk計算(suan)公式(shi)為：

其(qi)中(zhong)l為(wei)以pk為(wei)頂(ding)點(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)(de)三(san)(san)角(jiao)(jiao)(jiao)形(xing)個數，αi為(wei)第(di)i個三(san)(san)角(jiao)(jiao)(jiao)形(xing)在頂(ding)點(dian)(dian)pk處的(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)對(dui)角(jiao)(jiao)(jiao)，vi為(wei)第(di)i個三(san)(san)角(jiao)(jiao)(jiao)形(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)法向量。圖(tu)2顯(xian)示了頂(ding)點(dian)(dian)pk和(he)其(qi)周圍的(de)(de)(de)(de)(de)五個點(dian)(dian)a1-a5形(xing)成的(de)(de)(de)(de)(de)五個三(san)(san)角(jiao)(jiao)(jiao)形(xing)，該五個三(san)(san)角(jiao)(jiao)(jiao)形(xing)分別對(dui)應的(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)對(dui)角(jiao)(jiao)(jiao)為(wei)α1-α5，相(xiang)應的(de)(de)(de)(de)(de)法向量為(wei)v1-v5，頂(ding)點(dian)(dian)pk的(de)(de)(de)(de)(de)法向量為(wei)nk。上述比例依據采集到的(de)(de)(de)(de)(de)點(dian)(dian)云精度進行合理選擇(ze)。上述判(pan)(pan)斷(duan)法向量相(xiang)似以及法向量突(tu)變的(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)法為(wei)：計算(suan)兩個法向量間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)夾角(jiao)(jiao)(jiao)，若該夾角(jiao)(jiao)(jiao)小于等于設定的(de)(de)(de)(de)(de)閾值，則判(pan)(pan)斷(duan)為(wei)法向量相(xiang)似；若該夾角(jiao)(jiao)(jiao)大于設定的(de)(de)(de)(de)(de)閾值，則判(pan)(pan)斷(duan)為(wei)法向量突(tu)變。其(qi)中(zhong)，任意(yi)兩個法向量間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)夾角(jiao)(jiao)(jiao)計算(suan)方(fang)法如下：

通(tong)過上述步驟(zou)110～步驟(zou)140，實現了對各區域的變電站實體(ti)的點云數據提取。

步驟160：根據(ju)不同區域(yu)內的(de)實(shi)體(ti)的(de)點云數據(ju)的(de)基(ji)本特征選(xuan)擇相應(ying)的(de)分割指標(biao)(biao)分別對(dui)每(mei)個區域(yu)內的(de)實(shi)體(ti)的(de)點云數據(ju)進行分割，上述分割指標(biao)(biao)包括：點云曲率、邊界特征、結構形式(shi)、點云密度、尺寸參數。

步驟170：判斷分割(ge)后(hou)的(de)(de)(de)點(dian)云數(shu)(shu)據(ju)(ju)對應的(de)(de)(de)模(mo)型(xing)類別，根據(ju)(ju)該(gai)模(mo)型(xing)類別選(xuan)擇相應的(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)構方法(fa)對分割(ge)后(hou)的(de)(de)(de)點(dian)云數(shu)(shu)據(ju)(ju)進(jin)行分類重(zhong)(zhong)構以(yi)生(sheng)成分割(ge)后(hou)的(de)(de)(de)點(dian)云數(shu)(shu)據(ju)(ju)對應的(de)(de)(de)模(mo)型(xing)。此(ci)外，還判斷分割(ge)后(hou)的(de)(de)(de)點(dian)云數(shu)(shu)據(ju)(ju)對應的(de)(de)(de)模(mo)型(xing)是否已(yi)經存(cun)在，是則不對該(gai)分割(ge)后(hou)的(de)(de)(de)點(dian)云數(shu)(shu)據(ju)(ju)進(jin)行重(zhong)(zhong)構。

本實(shi)施例(li)中，該(gai)步驟(zou)具體包括：判斷需要構建的模(mo)型(xing)是(shi)否為模(mo)型(xing)庫中已(yi)有模(mo)型(xing)，如(ru)果模(mo)型(xing)已(yi)有，則(ze)直接從模(mo)型(xing)庫中調用，無需重復構建，提高(gao)建模(mo)效率；若無同類模(mo)型(xing)，則(ze)對分割后的點云數據進行重構。所述模(mo)型(xing)庫可以是(shi)經(jing)過前人的重構工作所積累下來的三維模(mo)型(xing)構成(cheng)的模(mo)型(xing)數據庫。

本實施例中，上述模型類(lei)(lei)別(bie)包括圓柱(zhu)(zhu)及(ji)球狀類(lei)(lei)、棱柱(zhu)(zhu)類(lei)(lei)、圓環(huan)類(lei)(lei)、不規(gui)則類(lei)(lei)、套管與(yu)絕緣子類(lei)(lei)、軟導線(xian)類(lei)(lei)，其中，圓柱(zhu)(zhu)及(ji)球狀類(lei)(lei)的(de)(de)(de)重(zhong)構(gou)(gou)方法(fa)采(cai)用(yong)(yong)幾何(he)參數法(fa)，棱柱(zhu)(zhu)類(lei)(lei)的(de)(de)(de)重(zhong)構(gou)(gou)方法(fa)采(cai)用(yong)(yong)二三維(wei)模型轉(zhuan)換法(fa)，圓環(huan)類(lei)(lei)的(de)(de)(de)重(zhong)構(gou)(gou)方法(fa)采(cai)用(yong)(yong)數字特征(zheng)法(fa)，不規(gui)則類(lei)(lei)的(de)(de)(de)重(zhong)構(gou)(gou)方法(fa)采(cai)用(yong)(yong)布爾運算(suan)法(fa)，套管與(yu)絕緣子類(lei)(lei)的(de)(de)(de)重(zhong)構(gou)(gou)方法(fa)采(cai)用(yong)(yong)三維(wei)旋轉(zhuan)法(fa)，軟導線(xian)類(lei)(lei)的(de)(de)(de)重(zhong)構(gou)(gou)方法(fa)采(cai)用(yong)(yong)平面掃掠法(fa)。其中：

圓(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)柱(zhu)(zhu)類(lei)采用的(de)幾何(he)參數法包括：首(shou)先，依據例如(ru)圖3所示的(de)圓(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)柱(zhu)(zhu)點云(yun)，提(ti)取(qu)兩端(duan)截面圓(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)，分別提(ti)取(qu)兩圓(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)圓(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)心、以(yi)及(ji)半徑、；然后計算連接(jie)長度，公式為(wei)：，同時，計算圓(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)柱(zhu)(zhu)平均半徑r:；最后，以(yi)為(wei)圓(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)心，r為(wei)半徑創建(jian)圓(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)特征(zheng)，并以(yi)為(wei)方(fang)向，為(wei)長度構建(jian)圓(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)柱(zhu)(zhu)特征(zheng)，得到如(ru)圖4所示圓(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)柱(zhu)(zhu)類(lei)模(mo)型。

球(qiu)(qiu)(qiu)狀(zhuang)(zhuang)類采用的幾(ji)何參數(shu)法包括(kuo)：首先，依(yi)據(ju)球(qiu)(qiu)(qiu)狀(zhuang)(zhuang)結構點云，提取(qu)球(qiu)(qiu)(qiu)心以及半(ban)徑(jing)r；然后以為(wei)圓心，r為(wei)半(ban)徑(jing)創(chuang)建(jian)球(qiu)(qiu)(qiu)特征(zheng)，得(de)到球(qiu)(qiu)(qiu)狀(zhuang)(zhuang)類模(mo)型。

棱(leng)(leng)柱(zhu)類采用的二三維模型(xing)轉換(huan)法(fa)包括：以(yi)四(si)棱(leng)(leng)柱(zhu)為(wei)例，首先，以(yi)例如圖(tu)5所示棱(leng)(leng)柱(zhu)點(dian)云的底部一角(jiao)作為(wei)坐(zuo)(zuo)標(biao)原(yuan)點(dian)，規則底邊作為(wei)坐(zuo)(zuo)標(biao)軸建立用戶坐(zuo)(zuo)標(biao)系；然后提取底面四(si)個(ge)頂(ding)點(dian)的坐(zuo)(zuo)標(biao)(x1,y1,o)、(x2,y2,o)、(x3,y3,o)，(x4,y4,o)以(yi)及棱(leng)(leng)柱(zhu)的高h；最后以(yi)底面四(si)個(ge)頂(ding)點(dian)建立矩(ju)形特(te)征，通過豎直拉伸該矩(ju)形特(te)征h長度得到棱(leng)(leng)柱(zhu)特(te)征，該棱(leng)(leng)柱(zhu)特(te)征對應的頂(ding)點(dian)坐(zuo)(zuo)標(biao)為(wei)(x1,y1,h)、(x2,y2,h)、(x3,y3,h)，(x4,y4,h)，從而得到如圖(tu)6所示棱(leng)(leng)柱(zhu)類模型(xing)。

圓(yuan)(yuan)環類采(cai)用的(de)(de)數(shu)(shu)字特征法(fa)包括：首先，例如(ru)圖7所示(shi)，以(yi)點(dian)云數(shu)(shu)據為(wei)參(can)考，繪(hui)制圓(yuan)(yuan)環外圓(yuan)(yuan)及截(jie)面(mian)圓(yuan)(yuan)，從而提取外圓(yuan)(yuan)半(ban)徑(jing)r，圓(yuan)(yuan)心o以(yi)及截(jie)面(mian)圓(yuan)(yuan)半(ban)徑(jing)r；然后，由于r、o、r三(san)個參(can)數(shu)(shu)具備構建該圓(yuan)(yuan)環的(de)(de)全部數(shu)(shu)字特征，以(yi)外圓(yuan)(yuan)圓(yuan)(yuan)心o為(wei)中心，r為(wei)半(ban)徑(jing)構建截(jie)面(mian)半(ban)徑(jing)為(wei)r的(de)(de)圓(yuan)(yuan)環，從而得到如(ru)圖8所示(shi)圓(yuan)(yuan)環類模(mo)型。

不規(gui)(gui)則類(lei)采用的布爾(er)運(yun)(yun)算法(fa)(fa)(fa)包括(kuo)：首(shou)先，利(li)用圓柱(zhu)及球狀類(lei)、棱(leng)柱(zhu)類(lei)、圓環(huan)類(lei)模型(xing)構(gou)建(jian)(jian)方(fang)法(fa)(fa)(fa)構(gou)建(jian)(jian)基本(ben)特征(zheng)結構(gou)；然(ran)后(hou)，經過(guo)布爾(er)運(yun)(yun)算進行差(cha)、并、交(jiao)集等變(bian)換，從而得(de)到(dao)不規(gui)(gui)則類(lei)模型(xing)。以gis支架(jia)為(wei)例，首(shou)先，利(li)用二三維模型(xing)轉換方(fang)法(fa)(fa)(fa)，依據例如(ru)圖(tu)(tu)9所示點云創建(jian)(jian)如(ru)圖(tu)(tu)10所示長方(fang)體特征(zheng)；然(ran)后(hou)，通過(guo)建(jian)(jian)立不同(tong)大小(xiao)的長方(fang)體特征(zheng)，經布爾(er)運(yun)(yun)算在(zai)長方(fang)體特征(zheng)間進行差(cha)、并、交(jiao)集等變(bian)換，得(de)到(dao)如(ru)圖(tu)(tu)11所示的gis支架(jia)的三維模型(xing)。

套管與絕緣子類采用的三維旋轉法包括：首先，利用建模對象的例如圖12所示點云數據，以豎直方向為z軸建立用戶坐標系；其次，以xoz平面為切片平面，y軸為切片延伸方向進行切片，得到如圖13所示套管/絕緣子點云薄切片；然后，利用二維多義線勾勒套管/絕緣子二維輪廓，并經套管/絕緣子中心對稱線形成如圖14所示閉合曲線框圖；最后，以二維輪廓上的點為旋轉對象，套管/絕緣子中心線為旋轉軸進行三維旋轉，對于輪廓線上任意一點(xi,yi,zi)，旋轉后對應的曲線方程為x²+y²+(z-zi)²＝xi²+yi²，通過對(dui)輪廓(kuo)線上任意(yi)一點進行三維(wei)旋轉(zhuan)操作，從而得(de)到(dao)如圖15所示套(tao)管/絕緣子類(lei)模型。

軟導(dao)(dao)線(xian)類(lei)采(cai)用(yong)的(de)平面掃(sao)(sao)掠(lve)法包括：首先，獲(huo)取例如(ru)圖(tu)(tu)16所示(shi)軟導(dao)(dao)線(xian)類(lei)結構的(de)點(dian)云數據(ju)，并建立用(yong)戶(hu)坐標系；然后，對(dui)該類(lei)模型橫截面進行(xing)切片，提取切片點(dian)云，并依據(ju)該點(dian)云切片得到如(ru)圖(tu)(tu)17中(zhong)所示(shi)截面圓(yuan)(yuan)(yuan)特征；同時，以(yi)截面圓(yuan)(yuan)(yuan)圓(yuan)(yuan)(yuan)心為(wei)(wei)起點(dian)，以(yi)軟導(dao)(dao)線(xian)類(lei)點(dian)云數據(ju)為(wei)(wei)參考，利用(yong)三維(wei)多義(yi)線(xian)繪(hui)制如(ru)圖(tu)(tu)17中(zhong)所示(shi)延伸軌跡；最后，以(yi)截面圓(yuan)(yuan)(yuan)為(wei)(wei)掃(sao)(sao)掠(lve)對(dui)象，三維(wei)延伸軌跡曲線(xian)為(wei)(wei)掃(sao)(sao)掠(lve)路徑進行(xing)掃(sao)(sao)掠(lve)，從而得到如(ru)圖(tu)(tu)18所示(shi)軟導(dao)(dao)線(xian)類(lei)模型。

步(bu)驟180：將所(suo)述分割后(hou)的點(dian)云(yun)數據(ju)對應(ying)的模(mo)型(xing)進行拼接得到完整的變電(dian)站模(mo)型(xing)。

本實施例中，該步驟具體(ti)包括：首先分(fen)別將每(mei)個區(qu)域內的(de)(de)分(fen)割后的(de)(de)點云數據對應的(de)(de)模(mo)(mo)(mo)型(xing)(xing)進(jin)行(xing)拼接得(de)到(dao)(dao)區(qu)域模(mo)(mo)(mo)型(xing)(xing)，然后將所有區(qu)域模(mo)(mo)(mo)型(xing)(xing)進(jin)行(xing)拼接得(de)到(dao)(dao)完整的(de)(de)變電站(zhan)模(mo)(mo)(mo)型(xing)(xing)。其(qi)中，利(li)用點云數據構建(jian)的(de)(de)模(mo)(mo)(mo)型(xing)(xing)具有相同(tong)的(de)(de)空間(jian)(jian)坐標，可利(li)用空間(jian)(jian)位置(zhi)關系進(jin)行(xing)不同(tong)模(mo)(mo)(mo)型(xing)(xing)坐標的(de)(de)統一化，實現(xian)上(shang)述(shu)區(qu)域模(mo)(mo)(mo)型(xing)(xing)和變電站(zhan)模(mo)(mo)(mo)型(xing)(xing)的(de)(de)拼接，得(de)到(dao)(dao)如圖(tu)19所示(shi)的(de)(de)完整變電站(zhan)三維實景模(mo)(mo)(mo)型(xing)(xing)。

利用上(shang)述方法構建(jian)變電站(zhan)(zhan)三維實景模(mo)型具(ju)有(you)建(jian)模(mo)效率高、模(mo)型精度高等(deng)優點，而(er)且可(ke)以(yi)參(can)考實際物體(ti)的規(gui)格尺寸對所建(jian)模(mo)型進行(xing)參(can)數調(diao)整，具(ju)有(you)可(ke)更改等(deng)優勢，是一項值得推廣應用的變電站(zhan)(zhan)高效率建(jian)模(mo)方法。