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Q GDW 1946-2013 输变电工程卫星影像技术应用导则

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内容提示: Q Q Q Q/ / / /GDWGDWGDWGDW 212 — 2008Q/GDW国家电 网公 司企业 标 准Q Q Q Q/ / / /GDWGDWGDWGDW 1946 — 2013输变电工程卫星影像应用导则TechnicalTechnicalTechnicalTechnicalleadtransmissiontransmissiontransmissiontransmission andleadleadlead forforforfor applicationapplicationapplicationapplication of of of of satelliteandandand distributiondistributiondistributiondistribution projectsatellitesatellitesatellite imageprojectprojectprojectimageimageimage forforforfor2013-11-12 发布2013-11-12 实施国家电网公司发 布...

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Q Q Q Q/ / / /GDWGDWGDWGDW 212 — 2008Q/GDW国家电 网公 司企业 标 准Q Q Q Q/ / / /GDWGDWGDWGDW 1946 — 2013输变电工程卫星影像应用导则TechnicalTechnicalTechnicalTechnicalleadtransmissiontransmissiontransmissiontransmission andleadleadlead forforforfor applicationapplicationapplicationapplication of of of of satelliteandandand distributiondistributiondistributiondistribution projectsatellitesatellitesatellite imageprojectprojectprojectimageimageimage forforforfor2013-11-12 发布2013-11-12 实施国家电网公司发 布CECCECCECCEC 668-2012 Q Q Q Q / / / / GDWGDWGDWGDW 1946 — 2013I目次前言········································································································································································ Ⅱ1范围···································································································································································· 12规范性引用文件················································································································································13术语和定义························································································································································14总则···································································································································································· 25一般规定····························································································································································26基础数据····························································································································································27卫星影像····························································································································································28平台建立····························································································································································49方案优化····························································································································································410成果资料··························································································································································5编制说明·································································································································································· 7 Q Q Q Q / / / / GDWGDWGDWGDW 1946 — 2013II前言本标准是根据国家电网公司“电网工程遥感测量技术应用及导则研究”科技项目的要求,在总结了目前电网工程中卫星影像应用的实践经验和研究成果的基础上,参照相关国家(行业)标准及技术规范、规定编制而成。本标准对输变电工程中卫星影像应用技术的适用范围、作业方法、操作流程、技术要求、质量检查、成果提交以及应用成果辅助设计优化等方面进行了相应的规定。本标准由国家电网公司基建部提出并解释;本标准由国家电网公司科技部归口;本标准起草单位:国网北京经济技术研究院、北京洛斯达科技发展有限公司、北京东方道迩信息技术股份有限公司;本标准主要起草人:齐立忠、韩文军、殷金华、王月、冷炎、于明国、周学文、邹立、彭丹青、朱洪英;本标准首次发布。 Q Q Q Q / / / / GDWGDWGDWGDW 1946 — 20131输变电工程卫星影像应用导则1范围本标准规定了输变电工程中卫星影像应用技术的适用范围、作业方法、操作流程、技术要求、质量检查、成果提交以及应用成果辅助设计优化等方面。本标准适用于 220kV 及以上输变电工程,其他输变电工程可参照执行。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注日期的引用文件, 仅注日期的版本适用于本文件 。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB 50545110kV~750kV 架空输电线路设计规范GB/T 123401:25 0001:50 000GB/T 139901: 50001:0000 地形图航空摄影测量内业规范GB/T 15968遥感影像平面图制作规范GB/T 18316数字测绘成果质量检查与验收Q/GDW 269—2009330kV 及以上输变电工程可行性研究内容深度规定1:100 000 地形图航空摄影测量内业规范3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1卫星影像satellitesatellitesatellitesatellite imageimageimageimage装载在卫星上的传感器获取的影像。3.2影像分辨率imageimageimageimage resolutionresolutionresolutionresolution影像再现物体细部能力的一种量度。3.3地面分辨率groundgroundgroundgroundresolutionresolutionresolutionresolution影像分辨率所对应的地面尺寸。3.4影像融合imageimageimageimage fusionfusionfusionfusion用各种手段把不同时间、不同传感器系统和不同分辨率、不同波段的众多影像进行复合变换,生成新的影像的技术。3.5数字高程模型 ((((DEMDEMDEMDEM))))digitaldigitaldigitaldigital elevationelevationelevationelevation modelmodelmodelmodel以规则格网点的高程值表达地面起伏的数据集。3.6数字正射影像图 ((((DOMDOMDOMDOM))))digitaldigitaldigitaldigital orthophotoorthophotoorthophotoorthophotomapmapmapmap经过正射投影改正的影像数据集。 Q Q Q Q / / / / GDWGDWGDWGDW 1946 — 201324总则4.14.24.34.4电网公司企业标准的规定。4.5输变电工程中应用卫星影像应用技术获取测量成果应遵循国家相关保密规定。输变电工程中应积极推广应用卫星影像技术,辅助优化输变电工程的可行性设计。卫星影像技术应用的作业前应认真策划并编制作业指导书。卫星影像技术应用的作业中所使用的处理软件应是专业应用软件,经过鉴定或验证。输变电工程应用卫星影像技术除应执行本标准外,尚应符合国家、行业现行有关技术标准及国家5一般规定5.1提交五个部分。5.2基础数据主要包括工程设计资料、数字高程模型、专题信息和基础地理信息数据。5.3卫星影像处理的主要工序包括:数据准备、影像纠正、影像镶嵌、影像融合、质量检查。5.4坐标系统宜采用统一的国家坐标系统,平面系统宜采用 1954 年北京坐标系、1980 西安坐标系或2000 国家大地坐标系;高程系统宜采用 1956 年黄海高程系或 1985 国家高程基准。卫星影像技术的应用包括基础数据搜集、卫星影像搜集及处理、平台建立、方案优化和成果资料6基础数据6.16.1.16.1.2越物,如城镇规划区、气象区、军事区、林区、矿区、通讯及电力线路等。6.1.3路径沿线的专题信息,如冰区、风区、雷区、地震烈度、污秽区、舞动区等。6.2数字高程模型数据,采样间隔应不大于 25m。6.3基础地理信息数据,一般包括路径沿线行政区划、道路、水系等。工程设计资料工程设计资料一般由设计单位提供,包括路径方案图或站址方案图、说明书等。路径方案图比例尺一般不小于 1:100 000。应包括线路路径、对路径有影响的重要地物和交叉跨7卫星影像7.17.1.1数据准备设计卫星影像搜集范围a) 根据可能的路径方案,设计卫星影像搜集范围,走廊宽度宜不小于 30km;转角距离影像边缘宜不小于 10km。b) 根据站址方案,设计卫星影像搜集范围,站址方案中心距离影像边缘应不小于 10km。7.1.2根据工程需求,选择卫星影像地面分辨率全色宜不低于 2.5m,多光谱宜不低于 10m。选择的原始卫星影像一般满足以下要求:a) 应选择时相较新、倾角较小的影像。b) 影像层次丰富,图像清晰、色调均匀、反差适中。c) 影像中云层覆盖应小于 5%,且不能覆盖重要地物;分散的云层总和不应大于 15%。d) 选用成像季节相近的影像,相邻影像之间宜有不小于影像宽度 4%的重叠(或重复) ,特殊情况下重叠(或重复)不应小于 2%。e) 影像不应存在明显的噪声、斑点和坏线。f) 应选择时相较新的影像,其获取时间一般宜为 3 年内,困难地区最大不宜超过 5 年。7.1.3控制资料a) 平面控制资料一般选择 1:10 000 或 1:50 000 地形图,或 GPS 外控测量资料。 Q Q Q Q / / / / GDWGDWGDWGDW 1946 — 20133b) 高程控制资料一般选择 1:10000 或 1:50000 数字高程模型,或 GPS 外控测量资料。c) 采用外控测量时应符合 GPS 控制测量的相关规定。数据处理7.2.1卫星影像纠正a) 正射纠正控制点采集原则采用基础地理信息数据和数字高程模型数据为纠正基础,选取待纠正影像和基础底图上均有的同名明显特征地物点为纠正控制点。控制点选取时应遵循以下原则:1) 应尽量将控制点选取在较明显地物,如道路交叉位置、地表圆形地物中心等。选点时应尽量避免选在高出地面的地物上或地物变形的地方选取,如高架桥、房屋高楼屋顶、山坡变形的小路等。2) 控制点应均匀分布在影像内。3) 相邻景重叠区应选取不少于 3 个公共点,由于重叠较少而较难实现共用控制点时,可采用独立控制点。4) 山区选点时,宜适当增加控制点。如控制点很难选取,可以选择走向明显的山脊交叉点作为控制点。5) 在选取纠正控制点时,应避免在基础底图镶嵌线附近、存在错误或误差超限的区域内进行采集。b) 正射纠正模型正射纠正模型采用相应卫星的物理模型或有理函数模型。根据项目所选取的数据源,选择其相应的纠正模型。如 SPOT5 数据采用物理模型纠正,P5、RapidEye 等数据源采用有理函数模型进行正射纠正。c) 正射纠正方法1) 单景纠正不同轨道、不同时相的影像,通常对单景数据采用严格物理模型或有理函数模型进行正射纠正。2) 单轨纠正对同轨道、同时相的影像,可先进行自然拼接、消除重叠误差后,采用有理函数模型对拼接后影像进行正射纠正。 此方法的优点是整体选择控制点少, 同轨影像几乎没有接边误差 。3) 区域纠正当工作区域涉及连片多景同源遥感数据时,优先使用区域纠正方法进行整体纠正。采用严格物理模型或有理函数模型,以工作区为纠正单元,利用具有区域网纠正功能的遥感影像处理软件进行区域网平差,即根据影像分布情况建立一个区域网文件,快速生成无缝正射镶嵌精确的正射影像。4) 跨带处理当一景影像跨两个投影带时,需进行跨带处理。首先将相应的控制资料进行邻带之间的换带处理,以面积较大区域所在分带为基准。再将跨带影像在不同投影带中分别进行正射纠正,并将通过重投影转换检查其纠正精度。d) 正射纠正重采样方法一般采用双线性内插或三次卷积内插法。采样间隔根据数据源的分辨率,按照项目规定执行。7.2.2卫星影像配准a) 影像配准应以正射纠正后全色影像为基础, 对多光谱影像进行配准, 影像配准以景为基本单元 ,每景控制点选取应均匀分布,控制全景影像。b) 影像的重采样间隔为原始全色影像的像元大小,重采样方法宜采用双线性内插或三次卷积内插7.2 Q Q Q Q / / / / GDWGDWGDWGDW 1946 — 20134法,配准后的影像应保留原始多光谱影像的波段数目及顺序。卫星影像融合a) 常采用的融合方法有 IHS 变换、主成分变换、比值变换、小波变换等方法。b) 应根据原始卫星影像的特点,采用合适的融合方法,进行波段组合的优选,宜侧重保留多光谱影像的光谱信息和全色影像的纹理细节。c) 融合影像应色调均匀,边界清晰、反差适中,光谱信息丰富,应反映季节物候特征;同轨道、同时相卫星影像色彩一致,不应出现异常现象。7.2.4卫星影像镶嵌a) 应无明显拼接缝、错位、模糊和重影现象。b) 应尽量保留分辨率高、时相新、云量少、质量好的影像。c) 时相相近的影像在空间和色调上应保持连续性,纹理、色彩应过渡自然。d) 时相相差较大、地物特征差异明显的镶嵌影像,可存在光谱差异,但同一地块内光谱特征宜保持一致。7.3质量检查7.3.1精度评定a) 正射卫星影像图的精度参照 GB/T 13990、GB/T 12340 的精度要求执行。b) 特殊困难地区中误差可适当放宽 0.5 倍。c) 最大误差不应超过 2 倍中误差。7.3.2检查验收和质量评定的方法与要求,按照 GB/T 18316 的规定执行。7.2.38平台建立8.18.2事区、采矿区等重要障碍物范围进行矢量化,获取工程信息的矢量文件,转换成优化平台要求的格式导入平台。8.3将搜集的专题信息和基础地理信息数据处理成优化平台要求的格式导入平台。8.4导入平台的所有数据坐标系统应保持一致。8.5构建三维模型,形成三维可视化的优化平台。将卫星影像和数字高程模型数据处理成优化平台要求的格式,导入平台。路径方案图一般按照地理格网进行配准,将方案图中重要交叉跨越物、城镇规划区、风景区、军9方案优化9.19.1.19.1.2选和调整。9.1.3a) 应避开军事设施、大型工矿企业及重要设施等;b) 宜符合城镇规划;c) 宜避开森林、自然保护区和风景名胜区;d) 宜避开房屋,减少拆迁;尽量避免占用农田;e) 宜靠近现有交通道路,方便后期施工运行。9.1.4提取简易断面图,依据杆塔使用条件,进行杆塔排位,并在三维环境中查看塔位地形,尽量避免陡峭地貌。9.1.5制作卫星影像路径图,包括卫星影像、路径方案、地物注记、基础地理信息、地理格网等。输电线路路径优化将可能的路径方案展绘至优化平台。在可视化三维环境中,通过浏览路径周围环境,识别地物地貌,使用选线工具,进行方案的比在路径选择时应综合考虑以下因素: Q Q Q Q / / / / GDWGDWGDWGDW 1946 — 201359.1.6等。9.29.2.19.2.2统计线路长度、转角数量、线路相应范围内的房屋占地面积、林区长度、重要交叉跨越物数量变电工程站址优化将设计图纸中的站址方案展绘至优化平台。综合考虑以下因素,进行站址方案比选:a) 应综合考虑相邻农业、工矿企业、城市规划、国防设施和人民生活等各方面的关系;b) 应避让重点保护的自然和人文遗址,以及风景区、保护区等;c) 宜选在较平坦的坡地或丘陵地上,应注意不破坏自然地势,避开不良地质地段和地形条件;d) 应充分考虑节约用地,尽量利用非可耕地和劣地;注意少拆迁房屋,减少人口迁移;尽量不破坏原有森林、植被和减少土石方开挖量。9.2.3制作卫星影像站址图,包括卫星影像、站址方案、出线规划、地物注记、基础地理信息、地理格网等。9.2.4统计站址范围内房屋、林木、耕地面积,进行出现走廊规划和进场道路规划。10成果资料10.1输电线路路径优化成果a) 选线报告,包括路径优化说明、线路长度、房屋占地面积、林区长度、主要交叉跨越数量等;b) 卫星影像路径图,比例尺应不小于 1:25 000;c) 简易断面图,横向比例尺宜为 1:5000,纵向比例尺宜为 1:500。10.2变电工程站址优化成果a) 选站报告,包括站址比选说明、站址占地面积、房屋占地面积、林区面积等;b) 卫星影像站址图,比例尺应不小于 1:25 000。 Q Q Q Q / / / / GDWGDWGDWGDW 1946 — 20136 Q Q Q Q / / / / GDWGDWGDWGDW 1946 — 20137输变电工程卫星影像应用导则编制说明 Q Q Q Q / / / / GDWGDWGDWGDW 1946 — 20138目次一、编制背景··························································································································································9二、编制主要原则··················································································································································9三、与其它标准文件的关系··································································································································9四、主要工作过程··················································································································································9五、标准结构和内容··············································································································································9六、条文说明························································································································································10 Q Q Q Q / / / / GDWGDWGDWGDW 1946 — 20139一、编制背景根据输变电工程中卫星影像技术的应用形势,为明确卫星影像技术在可行性研究阶段路径方案选择和路径优化工作中的技术要求和工作流程,受国家电网公司科技部委托,根据2010年国家电网公司科技项目“电网工程遥感测量技术应用及导则研究”(合同编号:Kb44SJ100127)的要求编制国家电网公司企业标准。国网北京经济技术研究院组织相关单位对航空摄影测量技术开展了一系列的研究和实践,取得了重要的科研成果。工作组在总结卫星影像应用技术的研究成果和工程实践经验后编制了本标准。2010年12月经专家对该标准的初稿审查后,形成了现在的《输变电工程卫星影像应用导则》 。二、编制主要原则2.1为有效利用科学手段和技术成果,提高输变电工程设计质量和效率,对卫星影像技术在输变电工程中可行性研究阶段应用的技术要求和工作内容加以规范。2.2规定卫星影像技术在可行性研究阶段路径方案选择和优化的技术要求和工作成果。2.3本标准认真落实安全可靠、技术先进、投资合理、运行高效、环境友好、资源节约的原则,积极推进“两型三新”技术在电网工程中的应用。2.4体现创新性和传承性的统一,对输变电工程具有较强的针对性和可操作性。三、与其它标准文件的关系目前,在国家标准、行业标准及企业标准中,卫星影像技术标准处于空白。本标准对影像数据的获取类型及范围、针对卫星影像数据的准备、数据处理及质量检查、组成平台的数据及整合方式、设计优化的内容及方式、卫星影像技术应用获得的成果类型及范围进行了规范。四、主要工作过程a) 2010年1月,受国家电网公司科技部委托,正式确定了“电网工程遥感测量技术应用及导则研究”研究课题。b) 2010年1月-3月,确立编制工作总体目标,构建组织机构,确定参编单位及其人员,开展课题前期调研工作。c) 2010年4月,国网北京经济技术研究院组织专家在北京对输变电工程卫星影像技术应用科研课题进行了大纲评审,至此项目正式进行实施阶段。d) 2010年4月-10月,课题组成员收资、调研、总结、整理了已有工程资料和经验,进行课题的深入研究。国网北京经济研究院于9月、10月组织相关参编单位对导则(初稿)进行多次讨论和修改,加快了课题研究进度,统一了编制思路。课题组于10月形成了课题研究报告和技术导则(初稿) 。e) 2010年11月29日~30日,由国网北京经济研究院组织在太原召开了“电网工程遥感测量技术应用及导则研究初稿评审会”。与会专家听取了课题组的汇报,审阅了相关资料,经评议形成项目初稿评审意见。f) 2011年1月,课题组对导则文本的章、节、条、款内容进行了全面的修改、补充和完善,完成了征求意见稿。g) 2011年2月,国网北京经济研究院下发通知,广泛征求电网工程建设勘测设计单位意见。h) 2012 年 12 月,国网基建部组织专家对课题组编制的导则(送审稿)进行了审查,经修改,形成报批稿。五、标准结构和内容本标准依据《电力企业标准编制规则》DL/T 800-2001的编写要求进行了编制。标准的主要结构及内容如下:a) 目次;b) 前言; Q Q Q Q / / / / GDWGDWGDWGDW 1946 — 201310c) 标准正文,共设10章:范围、规范性引用文件、术语和定义、总则、一般规定、基础数据、卫星影像、平台建立、方案优化、成果资料;d) 编制说明。六、条文说明7.2.1卫星影像立体像对采用有理函数模型利用数字摄影测量系统进行纠正。 有理函数模型中 RPC 模型是一种广义的新型遥感卫星传感器成像模型,是一种能获得和卫星遥感影像严格成像模型近似一致精度的、形式简单的概括模型,在摄影测量系统中 RPC 模型将会取代复杂的严格成像模型。7.2.3影像融合是指将多源遥感影像按照一定的算法,在规定的地理坐标系,生成新的图像的过程。遥感影像融合的算法很多,有基于 HIS 变化、主分量变换(K-L 变换法) 、小波变换等。通过影像融合既可以提高多光谱影像空间分辨率,又保留其多光谱特征。影像融合前需要对多源影像精确配准,采用基于像素级图像融合方法时还需要通过重采样保持影像分辨率一致。7.2.4影像镶嵌是对若干幅互为邻接的影像通过几何镶嵌、色调调整、去重叠等处理,拼接为统一的数字影像。参与镶嵌的图像可以是不同时间同一传感器获取的,也可以使用不同时间不同传感器获取的影像, 但镶嵌的影像之间要有一定的重叠度。 常见算法有基于小波变换的图像镶嵌算法、 相位相关度法 、变换优化法、基于几何特征的图像对齐等。7.3.1正射卫星影像图的精度如下:a) 1: 5 000影像图内业加密点和地物点对附近野外控制点的平面位置中误差以图比例尺计, 不应大于下表规定:表 1平面位置中误差单位为毫米内业加密点、高程注记点和等高线对附近野外控制点的高程中误差不应大于下表规定:表 2高 程 中 误 差 单 位 为 米b) 1:10 000影像图平面位置中误差参照1:5 000平面位置中误差;高程注记点和等高线对附近野外控制点的高程中误差应满足CH/T 1011的规定,内业加密点对附近野外控制点的高程中误差不应大于下表规定:表 3高 程 中 误 差 单 位 为 米地形类别平地、丘陵地山地、高山地加密点中误差0.350.50地物点中误差0.500.75要素地形类别平地丘陵地山地高山地内业加密点—1.02.02.5高程注记点0.351.22.53.0等高线0.51.53.0地形变换点4.0地形变换点要素地形类别平地丘陵地山地高山地内业加密点—1.02.03.0 Q Q Q Q / / / / GDWGDWGDWGDW 1946 — 201311c) 1:25 000、1:50 000、1:100 000影像图平面位置中误差参照1:5 000平面位置中误差;内业加密点 、高程注记点和等高线对附近野外控制点的高程中误差不应大于下表规定:表 4高程中误差单位为米7.3.2生产委托方的验收,即“二级检查一级验收”。8.1卫星影像技术应用所采用的平台应具备数据管理、线路设计、统计分析、辅助分析、立体显示、视图管理和输出打印等功能。数字测绘成果应依次通过测绘单位作业部门的过程检查、测绘单位质量管理部门的最终检查和成图比例尺1:25 0001:50 0001:100 000地形类别平地丘陵地山地高山地平地丘陵地山地高山地平地丘陵地山地高山地高程中误差内业加密点1.01.52.03.52.03.04.07.04.06.08.014.0高程注记点1.22.03.05.02.54.06.010.05.08.012.020.0等高线1.52.54.0地形变换点7.0地形变换点3.05.08.0地形变换点14.0地形变换点6.010.016.0地形变换点28.0地形变换点

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