用于输电工程的多源勘察数据处理方法、融合建模方法及装置与流程 专利技术说明

计算;推算;计数设备的制造及其应用技术1.本发明涉及输电工程技术领域，具体的说是用于输电工程的多源勘察数据处理方法、融合建模方法及装置。背景技术：2.输电工程即输电线路工程，指的是对输电线路进行建设的工程。输电工程中，需要根据设计数据勘察大量的地质数据，以保证能够顺利安装施工。在得到勘察数据之后，当勘察数据与设计数据冲突时，需要对设计数据进行修正。现有技术中，在采集到勘察数据之后，需要人工筛选并且与设计数据进行比对，然后确定是否需要对设计数据进行修正，工作量大，耗时长，并且容易出错。技术实现要素：3.为了解决现有技术中的不足，本发明提供用于输电工程的多源勘察数据处理方法、融合建模方法及装置。4.为了实现上述目的，本发明采用的具体方案为：用于输电工程的多源勘察数据处理方法，包括如下步骤：s1、获取工程基础数据，工程基础数据包括多个约束条件；s2、基于约束条件生成勘察指导数据，并且基于勘察指导数据进行地况勘察得到工程勘察数据，工程勘察数据包括多种类型不同的勘察源数据；s3、基于勘察指导数据确定工程基础数据与勘察源数据的关联关系，并且计算相关联的工程基础数据与勘察源数据的拟合度；s4、根据约束条件和工程基础数据与勘察源数据的拟合度对勘察源数据进行归类，得到若干个勘察数据集合。5.作为上述用于输电工程的多源勘察数据处理方法的进一步优化：s1中，工程基础数据包括工程设计数据和工程地质数据，工程设计数据包括多个输电塔数据，约束条件基于输电塔数据生成，工程地质数据包括多个地质元数据，约束条件用于关联一个输电塔数据与多个地质元数据以及用于限制地质元数据之间的相对位置。6.作为上述用于输电工程的多源勘察数据处理方法的进一步优化：s2中，勘察指导数据包括多个与地质元数据相对应的基准测点数据，每个测点数据对应有多个辅助测点数据，地质元数据与基准测点数据或者辅助测点数据相对应。7.作为上述用于输电工程的多源勘察数据处理方法的进一步优化：s3中，工程基础数据与勘察源数据的关联关系为勘察源数据与地质元数据的关联关系。8.作为上述用于输电工程的多源勘察数据处理方法的进一步优化：s4的具体方法包括：s41、将所有勘察元数据与地质元数据的拟合度按从高到低的顺序排列；s42、选取最高的一个拟合度对应的勘察源数据，并且根据约束条件从余下的勘察源数据中选择出多个组成一个勘察数据集合；s43、计算勘察数据集合中所有勘察源数据对应的拟合度的均值记为置信度，然后在所有勘察源数据中忽略已有的勘察数据集合然后返回s42。9.作为上述用于输电工程的多源勘察数据处理方法的进一步优化：s2中，勘察源数据还包括环境干涉数据。10.用于输电工程的多源勘察数据融合建模方法，包括如下步骤：t1、通过上述的用于输电工程的多源勘察数据处理方法确定工程基础数据和勘察数据集合；t2、基于工程基础数据生成三维地质模型、输电塔模型和输电线路模型；t3、将勘察数据集合投射到三维地质模型中；t4、基于三维地质模型中的勘察数据集合将输电塔模型融合到三维地质模型中；t5、根据输电塔模型与输电线路模型的匹配关系将输电线路模型融合到三维地质模型中得到工程模型；t6、将环境干涉数据投射到三维地质模型中，并且判断环境干涉数据与输电塔模型和输电线路模型的冲突度；t7、根据冲突度者生成环境修正数据。11.用于输电工程的多源勘察数据融合建模装置，包括：多个数据采集终端，用于采集工程基础数据和勘察源数据；数据服务器，用于存储工程基础数据和勘察源数据，并且生成勘察数据集合和工程模型。12.有益效果：本发明首先基于工程设计数据确定约束条件，然后利用约束条件将工程设计数据中的输电塔数据与工程地质数据中的地质元数据关联起来，并且生成勘察指导数据，以提升勘察效率，避免勘察过多无用的数据，还能够减少勘察数据的数量；在得到勘察源数据后，将约束条件从勘察源数据提取出勘察数据集合，进而将勘察数据集合与地质元数据相比较判断地质元数据的精确度，并且根据地质元数据的精确度判断是否需要对工程设计数据进行修正，无需人工筛选和比对，大幅提升了效率，并且降低了错误率；基于多源勘察数据处理方法，本发明还提供一种融合建模方法，能够生成包括三维地质模型、输电塔模型和输电线路模型的工程模型，便于直观地查看各种数据，并且能够根据采集到的环境干涉数据判断如何对环境干扰因素进行处理，保证输电工程能够顺利施工。附图说明13.图1是本发明多源勘察数据处理方法的流程图。具体实施方式14.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。15.请参阅图1，用于输电工程的多源勘察数据处理方法，包括s1至s4。16.s1、获取工程基础数据，工程基础数据包括多个约束条件。s1中，工程基础数据包括工程设计数据和工程地质数据，工程设计数据包括多个输电塔数据，约束条件基于输电塔数据生成，工程地质数据包括多个地质元数据，约束条件用于关联一个输电塔数据与多个地质元数据以及用于限制地质元数据之间的相对位置。17.工程设计数据用于表征输电工程的核心设计要素，在本发明中，将工程设计数据分成两类，分别是输电塔数据和输电线路数据，其中输电塔数据用于表征输电塔的安装位置、型号和塔基尺寸等与输电塔安装施工密切相关的数据，输电线路数据用于表征输电线路的类型以及与输电塔的配合关系等与输电线路安装施工密切相关的数据，输电塔数据和输电线路数据按照输电工程的实际工程需求确定，在此不再赘述。因为输电工程的勘察过程主要用来确定安装施工细节和方式，因此本发明中，工程设计数据主要是与安装施工密切相关的数据。18.工程地质数据用于表征与输电工程安装施工相关的地质信息，对于通过三维地质模型等数字化数据存储的地质信息，可以直接调用，对于仍采用平面地形图等纸质媒介存储的地质信息，可以先通过ocr(光学字符识别)的方式转化为数字化数据，然后进行调用，两种方式均是成熟的现有技术，在此不再赘述。在获取到工程地质数据后，基于三维坐标将工程地质数据转换为多个离散地质数据，以便于后续使用，这些离散地质数据即是地质元数据。19.因为工程地质数据的数据量很大，而实际施工中不需要全部都考虑，仅需要考虑与输电塔安装施工的部分即可，因此在工程基础数据中设置了约束条件，通过约束条件将输电塔数据和多个地质元数据关联起来，能够减小需要处理的数据量，并且便于勘察，又因为地质元数据是基于三维坐标转换出来的，因此可以直接利用三维坐标确定地质元数据的相对位置。20.例如输电工程需要一个输电塔ti，根据其输电塔数据中的安装位置确定一个基准点o，基准点的三维坐标与一个地质元数据的三维坐标重合，约束条件首先用于将输电塔ti的输电塔数据和基准点o关联起来，然后将输电塔ti的塔基简化为一个立方体，并且长度为l、宽度为w、高度为h，约束条件进一步用于利用塔基的长度l、宽度w和高度h将多个地质元数据约束起来，即将一个以基准点o为几何中心点、尺寸为l×w×h的覆盖空间内的所有地质元数据约束起来，或者将一个以基准点o为任意一个顶点、尺寸为l×w×h的覆盖空间内的所有地质元数据约束起来，可以将这部分地质元数据称为第一组地质元数据。通过约束条件约束起来的第一组地质元数据均与塔基的安装密切相关，即与输电塔ti的安装密切相关，因此需要关注和通过勘察验证第一组地质元数据。因为工程基础数据是在工程设计阶段确定的，因此只有当第一组地质元数据满足输电塔安装施工需求时才会采用，因此当通过勘察验证第一组地质元数据的准确性后，即可证明该输电塔ti可以安装。这两种对地质元数据的约束方式中，以基准点o为几何中心点的约束方式更加直观，以基准点o为任意一个顶点的约束方式更加容易确定各地质元数据对应的三维坐标，可以根据实际需求选择约束方式。21.s2、基于约束条件生成勘察指导数据，并且基于勘察指导数据进行地况勘察得到工程勘察数据，工程勘察数据包括多种类型不同的勘察源数据。因为工程地质数据的精确度有限，不可能保证每一个地质元数据都是准确的，这就导致在勘察过程中可能发现第一组地质元数据存在错误，进而导致输电塔无法按照预先设计的安装位置进行安装的情况，需要对具体的安装位置进行调整，当进行小幅度调整即可满足输电塔安装施工需求时，可以不对工程设计数据进行修改，反之当进行大幅度调整才能够满足输电塔安装施工需求时，可能需要修改工程设计数据。因此，在生成勘察指导数据时，除了需要考虑第一组地质元数据，还需要考虑小幅度调整时需要覆盖的新的地质元数据，以通过勘察确定这些新覆盖的地质元数据能否满足输电塔的安装施工需求，进而判断是否需要对工程设计数据进行修改，这些新覆盖的地质元数据可以称为第二组地质元数据。第二组地质元数据可以基于第一组地质元数据确定，即基于尺寸为l×w×h的空间内的所有地质元数据确定，可以以基准点o为基础通过平移或者旋转的方式来改变覆盖空间，从而得到一个新的覆盖空间，之后确定新的覆盖空间中所覆盖的第二组地质元数据，并且与已经确定的第一组地质元数据进行组合，即可得到勘察指导数据，即勘察指导数据通过多个地质元数据表示。需要说明的是，对于将基准点o作为几何中心点的约束方式确定的覆盖空间，可以采用平移或者旋转的方式进行改变，对于将基准点o作为任意顶点的方式确定的覆盖空间，只能通过平移的方式进行改变，在平移或者旋转的过程中，均应当设置步进量和步进次数，例如对于平移过程，可以将步进量设置为距离值，可以表征为k，单位为毫米，对于旋转过程，可以将步进量设置为角度值，例如m，单位为度，此外，还需要设置步进次数，通过步进次数和步进量，可以确定覆盖空间的改变幅度。s2中，勘察指导数据包括多个与地质元数据相对应的基准测点数据，每个测点数据对应有多个辅助测点数据，地质元数据与基准测点数据或者辅助测点数据相对应，具体地说，基准测点数据与第一组地质元数据相对应，辅助测点数据与第二组地质元数据相对应。22.s3、基于勘察指导数据确定工程基础数据与勘察源数据的关联关系，并且计算相关联的工程基础数据与勘察源数据的拟合度。s3中，工程基础数据与勘察源数据的关联关系为勘察源数据与地质元数据的关联关系，即第一组地质元数据与基准测点数据的对应关系以及第二组地质元数据与辅助测点数据的对应关系。因为地质元数据是现有的，其所包含的地质数据种类的数量可能较多，而勘察源数据种类的数量可能较少，因此在计算拟合度时，只计算地质元数据和勘察源数据中相同类型的数据，具体地说，以地质元数据中的数据为基础计算地质元数据和勘察源数据中同类型数据的数值相似度。例如针对某一类型的数据，地质元数据中的数值为a1，勘察源数据中的数值为a2，则相似度s＝(a2-a1)/a1。23.s4、根据约束条件和工程基础数据与勘察源数据的拟合度对勘察源数据进行归类，得到若干个勘察数据集合。24.s4的具体方法包括s41至s44。25.s41、将所有勘察元数据与地质元数据的拟合度按从高到低的顺序排列。26.s42、选取最高的一个拟合度对应的勘察源数据，并且根据约束条件从余下的勘察源数据中选择出多个组成一个勘察数据集合。因为第二组地质元数据也是基于覆盖空间确定的，而覆盖空间是基于约束条件确定的，因此s42中，在选取到最高的一个拟合度对应的勘察源数据后，以该勘察院数据对应的地质元数据的三维坐标为新的基准点，然后构建尺寸为l×w×h的长方体空间，接着从余下的所有勘察源数据中提取出该长方体空间中所有地质元数据对应的勘察源数据，最后将选取出的所有勘察源数据组成一个勘察数据集合。27.s43、计算勘察数据集合中所有勘察源数据对应的拟合度的均值记为置信度，然后在所有勘察源数据中忽略已有的勘察数据集合然后返回s42。需要说明的是，在忽略已有的勘察数据集合中所有的勘察源数据后，剩下的所有勘察源数据的数量大于或者等于一个勘察数据集合中勘察源数据的数量时，才返回s42，否则执行s44。28.s44、将所有勘察数据集合按照置信度从高到低的顺序排列。因为置信度是通过计算拟合度的均值得到的，因此置信度表征了勘察数据集合中勘察源数据与地质元数据的拟合程度，置信度越高说明勘察源数据与地质元数据的拟合度越高，也就说明地质元数据的准确度越高，能够满足输电塔的安装施工需求。还需要说明的是，利用拟合度的均值作为置信度存在一定的不足，即可能存在部分勘察源数据对应的拟合度过低的情况，这可能导致勘察数据集合整体的置信度很高但是对应的地质元数据无法满足输电塔的安装施工需求，因此在s44中，最好先对勘察数据集合进行筛选，将其中存在部分勘察源数据对应的拟合度过低的勘察数据集合清洗掉，然后对余下的勘察数据集合进行排序，此时所有勘察数据集合对应的地质元数据的组合都能够满足输电塔的安装施工需求。29.以上部分考虑了输电塔安装施工对地质的要求，s2中，勘察源数据还包括环境干涉数据。环境干涉数据用于表征除地质因素外的其他环境干涉因素对安装施工过程的干扰情况，其它环境干涉因素可以是现场植被因素等，这部分因素有可能可以清除掉，因此将其单独列出，在后续建模过程中应用，无需参与到勘察数据的处理过程中。30.基于上述多源勘察数据处理方法，本发明还提供一种用于输电工程的多源勘察数据融合建模方法，包括t1至t7。31.t1、通过上述的用于输电工程的多源勘察数据处理方法确定工程基础数据和勘察数据集合，具体的过程如上所述。32.t2、基于工程基础数据生成三维地质模型、输电塔模型和输电线路模型。其中三维地质模型基于工程地质数据生成，输电塔模型和输电线路模型基于工程设计数据生成，具体的生成过程均是本领域的现有技术，可以用现有的地理信息系统和架空输电线路设计系统实现，在此不再赘述。33.t3、将勘察数据集合投射到三维地质模型中。因为三维地质模型中包括了多个地质点，而勘察数据集合中包括了多个与地质元数据相对应的勘察源数据，并且地质元数据与地质点是对应的，所以可以直接将勘察源数据整合到地质点的地质数据中，即将勘察数据集合投射到三维地质模型中。34.t4、基于三维地质模型中的勘察数据集合将输电塔模型融合到三维地质模型中。因为最终的勘察数据集合对应的都是能够满足输电塔安装施工需求的地质元数据，因此可以基于地质点的三维坐标将输电塔模型融合到三维地质模型中。35.t5、根据输电塔模型与输电线路模型的匹配关系将输电线路模型融合到三维地质模型中得到工程模型。因为输电塔模型和输电线路模型均是基于工程设计数据生成的，而且输电线路数据用于表征输电线路的类型以及与输电塔的配合关系等与输电线路安装施工密切相关的数据，因此可以直接将输电线路模型和输电塔模型融合到一起。工程模型中包含了三维地质模型、输电塔模型和输电线路模型，可以直观地查阅对输电工程的各种数据进行以及对输电工程的施工过程进行指导。36.t6、将环境干涉数据投射到三维地质模型中，并且判断环境干涉数据与输电塔模型和输电线路模型的冲突度。因为环境干涉数据用于表征除地质因素外的其他因素对安装施工过程的干扰，即这些因素可能会对输电塔或者输电线路的安装施工造成干扰，因此在生成工程模型后，需要将环境干涉数据投射到工程模型中，具体地说是投射到三维地质模型中，投射方式可以与勘察数据集合的投射方式相同，即基于三维坐标进行投射，环境干涉数据投射完成后可以确定是否与输电塔模型或者输电线路模型重合，若出现重合则说明该环境干涉数据可能会对工程施工造成干扰，需要进一步处理。冲突度可以基于环境干涉数据与输电塔模型或者输电线路模型的重合程度确定，具体地说，当环境干涉数据为离散点数据时，首先构建一个球状体，使环境干涉数据全部落入球状体中，并且至少有一个环境干涉数据位于球状体的表面，然后计算球状体与输电塔模型或者输电线路模型的重合部分的体积与输电塔模型或者输电线路模型总体积的比值，当环境干涉数据为三维模型数据时，直接计算环境干涉数据的三维模型与输电塔模型或者输电线路模型的重合部分的体积与输电塔模型或者输电线路模型总体积的比值，计算得到的比值即可作为冲突度。37.t7、根据冲突度生成环境修正数据。在得到冲突度后，即可确定如何清除环境干涉因素，进而生成环境修正数据，指导现场施工人员将环境干涉因素清除，以保证能够顺利安装施工。环境修正数据可以直接调用t6中生成的球状体或者环境干涉数据的三维模型。38.用于输电工程的多源勘察数据融合建模装置，包括数据服务器和多个数据采集终端。39.多个数据采集终端，用于采集工程基础数据和勘察源数据。数据采集终端可以采用手机、平板电脑或者笔记本电脑，并且通过手动录入数据或者通过线缆从勘察设备中直接读取数据的方式完成数据采集。40.数据服务器，用于存储工程基础数据和勘察源数据，并且生成勘察数据集合和工程模型。数据服务器可以采用基于x86处理器或者arm处理器的通用服务器，属于成熟的现有技术。41.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。









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