基于布料算法提取山区输电走廊的DTM数据的方法及系统与流程

本发明涉及提取山区输电走廊的dtm数据，尤其涉及基于布料算法提取山区输电走廊的dtm数据的方法及系统。

背景技术：

1、目前的技术现状通常依赖于遥感数据的处理和数字高程模型(dem)生成，使用传统的数学和地理信息处理技术。这些方法虽然有效，但它们可能会受到遥感数据质量和分辨率的限制，尤其是在山区和复杂地形中。传统方法可能受到数据质量的局限，不适用于山区输电走廊等复杂地形，对于高精度的dtm数据提取，可能需要大量人工干预和复杂的数据处理流程。

2、近年来，虽然机器学习技术在地形数据处理中得到了广泛应用。它们可以自动从遥感数据中学习地形特征并生成dtm。机器学习方法通常需要大量标记的训练数据，而且在复杂地形中的性能可能不稳定。对于某些地形特征，机器学习模型的可解释性有限，难以理解具体的数据提取过程。

技术实现思路

1、本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

2、鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。

3、因此，本发明提供了基于布料算法提取山区输电走廊的dtm数据的方法及系统，能够解决背景技术中提到的问题。

4、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案，基于布料算法提取山区输电走廊的dtm数据的方法，包括：

5、获取山区输电走廊的全部区域的图像数据，并对所述图像数据进行预处理，所述图像数据包括不同时间点与季节的图像数据；

6、根据预处理后的图像数据，结合布料算法识别输电走廊内目标物特征，并获取目标物的三维数据；

7、根据识别出的输电走廊内目标物的特征以及三维数据进行特征点匹配，并根据特征匹配结果完成山区输电走廊的dtm数据的提取。

8、作为本发明所述的基于布料算法提取山区输电走廊的dtm数据的方法的一种优选方案，其中：所述获取山区输电走廊的全部区域的图像数据，并对所述图像数据进行预处理包括：

9、建立空间直角坐标系，将所述山区输电走廊的全部区域放置于第一卦限中；

10、任意使用图像获取工具在不同位置、相同距离、固定角度拍摄十张不同山区输电走廊图像数据，并计算所得到的山区输电走廊图像上、下、左、右四个顶点的三维空间坐标，计算出图像获取工具的平均山区输电走廊图像拍摄大小；

11、以所述平均山区输电走廊图像拍摄大小的80％，结合空间直角坐标系，对山区输电走廊的全部区域进行拍摄线路预设；

12、根据预设后的拍摄线路进行获取山区输电走廊的全部区域的图像数据。

13、作为本发明所述的基于布料算法提取山区输电走廊的dtm数据的方法的一种优选方案，其中：所述获取山区输电走廊的全部区域的图像数据，并对所述图像数据进行预处理还包括：

14、对所述山区输电走廊的全部区域的图像数据进行几何校正与辐射校正；

15、所述几何校正包括，使用多项式纠正模型确定山区输电走廊原始输入图像上的对应点和几何校正后的图像上的对应点之间的变换公式，并根据控制点数据确定多项式纠正模型中的未知数，判断多项式纠正模型的正确性，当判断为不正确时，重新设计新的多项式纠正模型；

16、所述辐射校正包括根据所述几何校正后输出的山区输电走廊图像数据，结合对应山区输电走廊图像对应山区位置平均倾斜面角度，对所述几何校正后输出的山区输电走廊图像数据进行辐射校正，所述平均倾斜面角度表示图像上下左右四个顶点处位置的倾斜面角度的均值；

17、所述辐射校正包括，

18、

19、其中，f(i,j,l)为对应山区输电走廊图像对应山区位置倾斜面角度为a的倾斜面上的地物图像，g(i,j,l)为校正后的图像，i、j、l表示对应图像中心位置的坐标。

20、作为本发明所述的基于布料算法提取山区输电走廊的dtm数据的方法的一种优选方案，其中：所述根据预处理后的图像数据，结合布料算法识别输电走廊内目标物特征，并获取目标物的三维数据包括：

21、对于预处理后的图像上的某个像素点(x，y)，设计一个窗口w检测像素值的变化，定义两个方向上的梯度ix和iy，以及一个窗口内的像素值差异矩阵m，则：

22、

23、其中，w(x，y)是窗口内的权重函数，通过计算矩阵m的特征值和响应函数来确定角点：

24、所述响应函数表示为：

25、r＝det(m)-k·(trace(m))2

26、其中，k表示一个常数，用于调整响应函数r值的大小。

27、作为本发明所述的基于布料算法提取山区输电走廊的dtm数据的方法的一种优选方案，其中：所述根据预处理后的图像数据，结合布料算法识别输电走廊内目标物特征，并获取目标物的三维数据还包括：

28、当响应函数值r小于第一阈值时，重新对图像数据进行预处理，重新计算响应函数值r；

29、若重新计算响应函数值r仍小于第一阈值时，则使用如下响应函数计算公式替代原响应函数；

30、

31、其中，ix和iy表示两个方向上的梯度，k表示一个常数，用于调整响应函数r值的大小，所述低于阈值由平均梯度值和方差的值决定。

32、作为本发明所述的基于布料算法提取山区输电走廊的dtm数据的方法的一种优选方案，其中：所述根据预处理后的图像数据，结合布料算法识别输电走廊内目标物特征，并获取目标物的三维数据还包括：

33、当响应函数值r大于第一阈值时，将r值大于阈值的像素点视为角点；

34、在提取角点后，将所述角点在多个预处理后的图像数据之间进行特征匹配，以确定不同预处理后的图像之间的对应关系；

35、根据特征匹配结果，将角点信息转化为三维空间中的坐标和姿态信息，进而重建出目标物的三维模型。

36、作为本发明所述的基于布料算法提取山区输电走廊的dtm数据的方法的一种优选方案，其中：所述根据识别出的输电走廊内目标物的特征以及三维数据进行特征点匹配，并根据特征匹配结果完成山区输电走廊的dtm数据的提取包括：

37、从匹配的特征点中提取输电线路的形状信息以及提取地形特征，将提取后的数据转化为数字地形模型，将输电线路的高程数据与地形数据整合到数字地形模型中，并进行数据平滑和滤波处理；

38、输出生成的数字地形模型，完成山区输电走廊的dtm数据的提取，其中数字地形模型由三角网格生成算法和高程数据整合生成。

39、基于布料算法提取山区输电走廊的dtm数据的系统，其特征在于，包括：数据获取与预处理模块、算法结合模块以及数据提取模块，

40、数据获取与预处理模块，所述数据获取与预处理模块用于获取山区输电走廊的全部区域的图像数据，并对所述图像数据进行预处理，所述图像数据包括不同时间点与季节的图像数据；

41、算法结合模块，所述算法结合模块用于根据预处理后的图像数据，结合布料算法识别输电走廊内目标物特征，并获取目标物的三维数据；

42、数据提取模块，所述数据提取模块用于根据识别出的输电走廊内目标物的特征以及三维数据进行特征点匹配，并根据特征匹配结果完成山区输电走廊的dtm数据的提取。

43、一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的方法的步骤。

44、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的方法的步骤。

45、本发明的有益效果：本发明提出基于布料算法提取山区输电走廊的dtm数据的方法及系统，获取山区输电走廊的全部区域的图像数据，并对所述图像数据进行预处理，所述图像数据包括不同时间点与季节的图像数据；根据预处理后的图像数据，结合布料算法识别输电走廊内目标物特征，并获取目标物的三维数据；根据识别出的输电走廊内目标物的特征以及三维数据进行特征点匹配，并根据特征匹配结果完成山区输电走廊的dtm数据的提取。为电力系统管理和规划提供了高效、高精度的地形数据，有助于提高电力系统的可靠性、效率和可持续性，同时降低了成本和环境影响。这一技术对于电力行业具有重要的战略和经济价值。