电力工程数字化移交模型的修正方法、系统及存储介质与流程

本发明属于电力工程信息，具体涉及一种电力工程数字化移交模型的修正方法、系统及存储介质。

背景技术：

1、随着经济技术的发展和人们生活水平的提高，电能已经成为了人们生产和生活中必不可少的二次能源，给人们的生产和生活带来了无尽的便利。因此，保障电能的稳定可靠供应，就成为了电力系统最重要的任务之一。而电力工程是电力系统的重要组成部分；对电力工程的相关数据进行核对，保证电力工程数据的可靠性和准确性，是保证电力系统安全稳定运行的前提条件之一。

2、随着数字化技术的不断发展，电力工程在设计、施工和运营阶段都越来越依赖于数字化模型和数据。然而，在数字化模型的移交过程中，由于数据来源的多样性和数据质量的差异，常常需要对电力工程的数字化移交模型进行修正，以确保模型的准确性和可用性。

3、目前，传统的电力工程的数字化移交模型的修正方案，往往采用的还是人工手动绘图、人工测量、人工核对和人工修正的方案；但是，现有的这类人工修正的方案，明显存在可靠性不高、一致性较差的问题，而且还容易引入额外的人工误差和错误。此外，现有的人工修正方案，并无法关注到模型的更多细节部分，因此还存在精确性较差的缺陷。

技术实现思路

1、本发明的目的之一在于提供一种可靠性高、精确性好且效率较高的电力工程数字化移交模型的修正方法。

2、本发明的目的之二在于提供一种实现所述电力工程数字化移交模型的修正方法的系统。

3、本发明的目的之三在于提供一种存储介质，其上存储有计算机程序；所述计算机程序被处理器执行时，实现所述电力工程数字化移交模型的修正方法。

4、本发明提供的这种电力工程数字化移交模型的修正方法，包括如下步骤：

5、获取目标电力工程的实际图像数据信息；

6、对获取的目标电力工程的实际图像数据信息，进行图像处理，提取图像关键特征点和区域，得到原始场景模型；

7、将得到的原始场景模型和获取的目标电力工程的数字化移交模型进行对比和匹配；

8、根据得到的对比和匹配结果，对目标电力工程的数字化移交模型进行迭代修正。

9、所述的获取目标电力工程的实际图像数据信息，具体包括如下步骤：

10、获取目标电力工程的实际卫星图像、航空摄影图像或无人机图像；

11、获取目标电力工程的实景数据信息，包括地形信息、地貌信息、建筑物信息和道路网信息。

12、所述的对获取的目标电力工程的实际图像数据信息，进行图像处理，提取图像关键特征点和区域，具体为采用orb算法(oriented fast and rotated brief算法，定向fast和旋转brief算法)进行图像关键特征点和区域的提取。

13、所述的对获取的目标电力工程的实际图像数据信息，进行图像处理，提取图像关键特征点和区域，具体包括如下步骤：

14、基于orb算法提取图像特征：orb算法中的fast算法(features from acceleratedsegment test算法)，采用重心法实时监测特征点并匹配特征；

15、特征点领域的p+q阶矩表示为：

16、

17、式中mpq为特征点领域的p+q阶矩；x为水平方向上的像素位置；y为垂直方向上的像素位置；i(x,y)为图像中位置(x,y)处的像素强度或灰度值；

18、重心c的坐标表示为

19、构建一个从几何中心o到重心c的的向量oc；

20、特征点的方向表示为θ＝a tan 2(m01,m10)，其中θ为两个数值之间的方向关系；a为一个常数，用于调整或者缩放得到的角度值；tan 2(m01,m10)为给定两个数值的比值的反正切值；

21、提取图像关键特征点和区域的步骤包括选择特征点检测算法、图像预处理、特征点检测、描述特征点和区域范围，以及可能的方向性计算或描述，这些步骤共同构成了特征点和区域的提取过程。

22、所述的将得到的原始场景模型和获取的目标电力工程的数字化移交模型进行对比和匹配，具体为采用brief特征描述子(binary robust independent elementaryfeatures特征描述子)进行原始场景模型和目标电力工程的数字化移交模型的对比和匹配。

23、所述的将得到的原始场景模型和获取的目标电力工程的数字化移交模型进行对比和匹配，具体包括如下步骤：

24、采用brief特征描述子进行原始场景模型和目标电力工程的数字化移交模型的对比和匹配；

25、brief特征描述子是对由若干灰度值测试构成的图像区块的二进制字符串进行描述；

26、采用如下算式定义一个二值测试函数：

27、

28、式中t(p；x；y)为二值测试函数；p(x)为平滑后图像领域p在点x的灰度值；p(y)为平滑后图像领域p在点y的灰度值；

29、特征点被定义为n个二值测试的矢量：

30、

31、式中fn(p)为描述特征p的某种特征值或特征描述子；i为特征点的遍历索引；n为特征的数量；

32、根据关键点的旋转情况来调整brief方向：对于点(xi,yi)上n个二值测试中任意特征集合，定义2×n的转向版本矩阵s表示每个特征点的坐标，转向版本矩阵s为其中x1为第一个特征点的横坐标，y1为第一个特征点的纵坐标，xn为第n个特征点的横坐标，yn为第n个特征点的纵坐标；

33、构造转向版本矩阵s的转向版本sθ为sθ＝rθs；其中，rθ为矩阵变换的矩阵；

34、构造得到转向brief为gn(p,θ)＝fn(p)|(xi,yi)，其中|为区分两个特征点或者表示特征点的两组属性；

35、得到转向brief后，采用贪婪搜索算法，选择相关性最低的n个像素块对，得到最终的rbrief描述子；

36、采用rbrief描述子，计算另一幅图像中的特征点描述子，并将其与第一幅图像中的特征点进行匹配，得到最佳匹配对，并记录对应的汉明距离：

37、遍历第二幅图像中的所有特征点；

38、将当前的特征点qn与第一幅图像中所有聚类的中心点进行匹配：计算当前的特征点qn与第一幅图像中第i个聚类的中心点pc,i之间的汉明距离dist(qn,pc,i)为为逐位异运算符；若当前的特征点qn与第i个聚类的中心点pc,i之间的汉明距离小于设定的阈值，则记录最佳匹配的聚类中心点pc,i；然后，计算第二幅图像中的所有特征点与第一幅图像中所有聚类的中心点之间的汉明距离，并记录所有的最佳匹配的聚类中心点，得到匹配点集合c为c＝{matchi(p,q,dist)|i＝1,2,...,n}，其中matchi(p,q,dist)表示三元组，p为对应匹配点在第一幅图像中的特征点，q为对应匹配点在第一幅图像中的特征点或聚类中心点，dist为每对匹配点之间的汉明距离；

39、根据匹配点集，完成了原始场景模型和目标电力工程的数字化移交模型之间的对比和匹配。

40、所述的根据得到的对比和匹配结果，对目标电力工程的数字化移交模型进行迭代修正，具体为采用ransac算法(random sample consensus算法，随机样本一致算法)进行目标电力工程的数字化移交模型的迭代修正。

41、所述的根据得到的对比和匹配结果，对目标电力工程的数字化移交模型进行迭代修正，具体包括如下步骤：

42、基于ransac算法，设定匹配对为n个，数据集表示为un；

43、采用评价函数对匹配数据进行质量评价，将对应的评价函数值表示为q(ui)；对数据进行降序排列；

44、在评价函数值最高的匹配数据子集m中进行随机采样，得到假设模型，并采用所有匹配对进行验证；

45、当un中内点数满足非随机性和极大值策略时，停止采样-验证循环；

46、完成对目标电力工程的数字化移交模型的迭代修正。数字化移交模型的迭代修正涉及特征描述子和参数的调整，验证过程包括汉明距离计算和匹配点集合的确认，以确保匹配结果的准确性和模型的可靠性。

47、所述的非随机性，定义为n*个数据的内点in*恰好也是某一个错误模型内点的概率，小于设定阈值ψ；所述的极大值策略，定义为给定概率阈值η0，k为n*个数据中的采样次数，且满足，其中kn(η0)表示概率值或阈值，为概率或特定情况下的数值。

48、本发明还提供了一种实现所述电力工程数字化移交模型的修正方法的系统，包括实际信息获取模块、原始模型构建模块、对比匹配模块和模型修正模块；实际信息获取模块、原始模型构建模块、对比匹配模块和模型修正模块依次串接；实际信息获取模块用于获取目标电力工程的实际图像数据信息，并将数据上传原始模型构建模块；原始模型构建模块用于根据接收到的数据，对获取的目标电力工程的实际图像数据信息，进行图像处理，提取图像关键特征点和区域，得到原始场景模型，并将数据上传对比匹配模块；对比匹配模块用于根据接收到的数据，将得到的原始场景模型和获取的目标电力工程的数字化移交模型进行对比和匹配，并将数据上传模型修正模块；模型修正模块用于根据接收到的数据，根据得到的对比和匹配结果，对目标电力工程的数字化移交模型进行迭代修正。

49、所述的获取目标电力工程的实际图像数据信息，具体包括如下步骤：

50、获取目标电力工程的实际卫星图像、航空摄影图像或无人机图像；

51、获取目标电力工程的实景数据信息，包括地形信息、地貌信息、建筑物信息和道路网信息。

52、所述的对获取的目标电力工程的实际图像数据信息，进行图像处理，提取图像关键特征点和区域，具体为采用orb算法进行图像关键特征点和区域的提取。

53、所述的对获取的目标电力工程的实际图像数据信息，进行图像处理，提取图像关键特征点和区域，具体包括如下步骤：

54、基于orb算法提取图像特征：orb算法中的fast算法，采用重心法实时监测特征点并匹配特征；

55、特征点领域的p+q阶矩表示为：

56、

57、式中mpq为特征点领域的p+q阶矩；x为水平方向上的像素位置；y为垂直方向上的像素位置；i(x,y)为图像中位置(x,y)处的像素强度或灰度值；

58、重心c的坐标表示为

59、构建一个从几何中心o到重心c的的向量oc；

60、特征点的方向表示为θ＝a tan 2(m01,m10)，其中θ为两个数值之间的方向关系；a为一个常数，用于调整或者缩放得到的角度值；tan 2(m01,m10)为给定两个数值的比值的反正切值；

61、提取图像关键特征点和区域的步骤包括选择特征点检测算法、图像预处理、特征点检测、描述特征点和区域范围，以及可能的方向性计算或描述，这些步骤共同构成了特征点和区域的提取过程。

62、所述的将得到的原始场景模型和获取的目标电力工程的数字化移交模型进行对比和匹配，具体为采用brief特征描述子进行原始场景模型和目标电力工程的数字化移交模型的对比和匹配。

63、所述的将得到的原始场景模型和获取的目标电力工程的数字化移交模型进行对比和匹配，具体包括如下步骤：

64、采用brief特征描述子进行原始场景模型和目标电力工程的数字化移交模型的对比和匹配；

65、brief特征描述子是对由若干灰度值测试构成的图像区块的二进制字符串进行描述；

66、采用如下算式定义一个二值测试函数：

67、

68、式中t(p；x；y)为二值测试函数；p(x)为平滑后图像领域p在点x的灰度值；p(y)为平滑后图像领域p在点y的灰度值；

69、特征点被定义为n个二值测试的矢量：

70、

71、式中fn(p)为描述特征p的某种特征值或特征描述子；i为特征点的遍历索引；n为特征的数量；

72、根据关键点的旋转情况来调整brief方向：对于点(xi,yi)上n个二值测试中任意特征集合，定义2×n的转向版本矩阵s表示每个特征点的坐标，转向版本矩阵s为其中x1为第一个特征点的横坐标，y1为第一个特征点的纵坐标，xn为第n个特征点的横坐标，yn为第n个特征点的纵坐标；

73、构造转向版本矩阵s的转向版本sθ为sθ＝rθs；其中，rθ为矩阵变换的矩阵；

74、构造得到转向brief为gn(p,θ)＝fn(p)|(xi,yi)，其中|为区分两个特征点或者表示特征点的两组属性；

75、得到转向brief后，采用贪婪搜索算法，选择相关性最低的n个像素块对，得到最终的rbrief描述子；

76、采用rbrief描述子，计算另一幅图像中的特征点描述子，并将其与第一幅图像中的特征点进行匹配，得到最佳匹配对，并记录对应的汉明距离：

77、遍历第二幅图像中的所有特征点；

78、将当前的特征点qn与第一幅图像中所有聚类的中心点进行匹配：计算当前的特征点qn与第一幅图像中第i个聚类的中心点pc,i之间的汉明距离dist(qn,pc,i)为为逐位异运算符；若当前的特征点qn与第i个聚类的中心点pc,i之间的汉明距离小于设定的阈值，则记录最佳匹配的聚类中心点pc,i；然后，计算第二幅图像中的所有特征点与第一幅图像中所有聚类的中心点之间的汉明距离，并记录所有的最佳匹配的聚类中心点，得到匹配点集合c为c＝{matchi(p,q,dist)|i＝1,2,...,n}，其中matchi(p,q,dist)表示三元组，p为对应匹配点在第一幅图像中的特征点，q为对应匹配点在第一幅图像中的特征点或聚类中心点，dist为每对匹配点之间的汉明距离；

79、根据匹配点集，完成了原始场景模型和目标电力工程的数字化移交模型之间的对比和匹配。

80、所述的根据得到的对比和匹配结果，对目标电力工程的数字化移交模型进行迭代修正，具体为采用ransac算法进行目标电力工程的数字化移交模型的迭代修正。

81、所述的根据得到的对比和匹配结果，对目标电力工程的数字化移交模型进行迭代修正，具体包括如下步骤：

82、基于ransac算法，设定匹配对为n个，数据集表示为un；

83、采用评价函数对匹配数据进行质量评价，将对应的评价函数值表示为q(ui)；对数据进行降序排列；

84、在评价函数值最高的匹配数据子集m中进行随机采样，得到假设模型，并采用所有匹配对进行验证；

85、当un中内点数满足非随机性和极大值策略时，停止采样-验证循环；

86、完成对目标电力工程的数字化移交模型的迭代修正。数字化移交模型的迭代修正涉及特征描述子和参数的调整，验证过程包括汉明距离计算和匹配点集合的确认，以确保匹配结果的准确性和模型的可靠性。

87、所述的非随机性，定义为n*个数据的内点in*恰好也是某一个错误模型内点的概率，小于设定阈值ψ；所述的极大值策略，定义为给定概率阈值η0，k为n*个数据中的采样次数，且满足，其中kn(η0)表示概率值或阈值，为概率或特定情况下的数值。

88、本发明还提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序；所述计算机程序被处理器执行时，实现所述电力工程数字化移交模型的修正方法。

89、本发明提供的这种电力工程数字化移交模型的修正方法、系统及存储介质，采用遥感技术和实景数据来提供更准确和详细的地形和建筑物信息，从而提高了本发明的准确性；采用遥感技术和实景数据捕捉更大范围、更全方位的地理信息和场景细节，能够更好地呈现工程项目的真实情况；因此本发明的可靠性更高，精确性更好，而且效率更高。