CS点击此处添加ICS号点击此处添加中国标准文献分类号T/CEC中国电力企业联合会标准T/CEC XXXXX201变电站实景三维模型重构技术导则Guide for Real Scence 3D Model Reconstruction Technology for Substation（征求意见稿） 01X - XX - XX发布201X - XX - XX实施中国电力企业联合会发布 变电站实景三维模型重构技术导则前言本导则根据中国电力企业联合会关于印发2018年第一批中国电力企业联合会标准制定和英文版翻译计划的通知（中电联标准2018120号）的要求，由国网上海市电力公司科学研究院联合有关单位共同编制完成。本规范在编制过程中，编制组进行了广泛的调查分析，召开了多次专题研讨会，总结了变电站三维实景模型重构的实践经验，在此基础上以多种方式广泛征求了国内有关单位的意见，对主要问题进行了反复讨论和研究，最后经审查定稿。本导则共分9章，主要技术内容包括：范围，术语和定义，总则，现场勘查，数据采集，点云数据处理，三维建模要求，三维模型质量评估，交付文件。本导则由中国电力企业联合会提出。本导则由xxx归口。本导则起草单位： 本导则主要起草人员：本导则主要审查人员本导则20xx年x月首次发布。本导则在执行过程中的意见或建议反馈至中国电力企业联合会标准化管理中心（北京市白广路二条一号，100761）。14目 次1 范围22 术语和定义23总则24现场勘查25数据采集36 点云数据处理37 三维建模要求37.1基础要求37.2 纹理要求37.3 模型拼接47.4 模型命名与分组48三维模型质量评估49 交付文件49.1 文件类型49.2 文件要求4本规定用词说明13引用标准名录14变电站实景三维模型重构技术导则1 范围本技术导则规定了变电站设备、设施和建筑物的现场勘查、数据采集、数据处理、三维建模、三维模型质量评估等技术要求。本标准适用于交流变电站地面激光雷达三维实景建模，换流站的三维实景建模参照执行。2 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。2.0.1 地面激光雷达 Terrestrial laser scanner（TLS）一种架设在地面的利用激光获取被测物体表面三维坐标数据的测量系统。2.0.2 点云 Point cloud以离散、不规则方式分布在三维空间中的点的集合。2.0.3扫描站点 Data scanning spot激光雷达进行扫描作业的具体位置。2.0.4 点云配准 Point cloud registration将不同扫描站点获取的点云数据匹配叠加，获得完整被测物体点云数据的过程。2.0.5 标靶 Reference target用于点云数据配准的具有高感光度、高精度几何中心的参照物。2.0.6 三维实景模型 Real 3D model一种为满足特定应用而构建的，能够反映所表现物体真实外观、尺寸以及表面纹理的三维模型。3总则3.0.1 变电站地面激光雷达三维实景建模应分为现场勘查、数据采集、数据处理、三维实景建模四个阶段。3.0.2变电站建模范围与模型质量应根据模型的用途确定。 3.0.3现场工作应按照GB268602011中的要求执行。4现场勘查4.0.1 现场勘查阶段应收集三维实景建模过程中所需的资料，资料清单参见附录A。 4.0.2 根据设备种类、位置对变电站进行作业区域划分。5数据采集5.0.1采集的数据应包括点云数据、图像数据。5.0.2 气象条件a) 点云数据采集的作业气象条件应满足地面激光雷达设备的使用要求。b) 现场采集作业宜在阴天、多云天气开展，不得在雷、雨、雾、雪、霾等气象条件下进行。5.0.3 地面激光雷达a) 地面激光雷达分辨率、扫描精度应满足应用需求。b) 地面激光雷达的有效扫描距离应满足变电站最高设施的建模要求。c) 地面激光雷达必须符合GB7247.12012 9.2节中规定的激光产品1类标准。5.0.4扫描站点与标靶布设a) 相邻扫描站点的扫描场景之间必须有重叠区域，重叠区域宜不少于30%。b) 相邻扫描站点的重叠区域应布设不少于3个标靶。c) 任意两个或两个以上标靶不应与地面激光雷达在一条直线上。d) 标靶在作业期间应固定牢靠，不发生晃动、位移。5.0.5点云数据配准应对标靶的误差进行评估，并采用误差最小的标靶进行配准。5.0.6图像数据采集a) 应采集所需建模设备、设施、建筑物的实景图像和设备参数铭牌图片。b) 采集的数据应能清晰分辩，满足建模要求。5.0.7注意事项a) 扫描过程中，人员不应滞留、穿越扫描站点和扫描对象之间的区域。b) 扫描过程中应保证地面激光雷达的稳定性。c) 检查点云数据正确无误后，方可进行下一站数据采集工作。6 点云数据处理6.0.1 点云数据处理流程参见附录B。6.0.2 点云数据消噪应将各区域点云数据中的噪点删除至不影响建模。6.0.3 点云数据的配准误差应满足应用需求,相邻扫描站点间配准误差宜不超过5mm。6.0.4 应将全站整体点云按区域、按设备类型、按空间分布切割成若干文件。7 三维建模要求7.1基础要求a) 设备模型应基于点云构建，模型应能贴合相应点云。b) 三维模型坐标系应采用Z轴向上的左手空间直角坐标系。d) 三维模型应以“毫米”为单位。e) 模型文件的格式应为FBX、MAX、OBJ格式之一。f) 三维模型应展现建模对象的外观和细节。g) 在确保三维模型完整的情况下，宜减少几何体的点、线、面。7.2 纹理要求a) 三维模型都应有纹理。b) 运行铭牌、设备参数铭牌应保证字迹清晰可辨。c) 应对纹理中的光影、污垢、尘迹等不必要的信息进行处理。d) 采用平铺方式贴图的纹理应确保接缝处视觉效果与现场实景一致。7.3 模型拼接a) 依据点云数据将各个独立模型进行拼接、定位。b) 具有连接关系的若干模型，连接之处应连接紧密、自然。7.4 模型命名与分组a) 模型组织管理的单位应为三维实体与组。b) 应制定模型命名规则，保证模型的三维实体和组不出现重复的命名，并能够直接或间接的通过名称识别模型对应的物体。c) 按照一定的逻辑组织模型，模型的组织架构宜与建模对象的台账采用相同的组织架构，也可另行设计组织架构的形式，参见附录C。8三维模型质量评估8.0.1应从外观的相似性、模型的完整性、定位的准确性、尺寸的精确性开展变电站模型质量评估，质量评定表参见附录F。8.0.2 外观的相似性a) 应能通过观察模型识别出该模型对应的设备、设施、部件。b) 外观的相似程度应根据应用的需求确定。8.0.3 模型的完整性应从两个角度评估：设备、设施、建筑物的类型及数量；每一设备、设施、建筑物的部件的类型及数量。8.0.4 尺寸的精确性a) 尺寸的精确性应通过将模型与点云匹配并测量匹配误差的方法评估。b) 应评估设备、设施内部结构的三维尺寸、相对位置的精确性，以最大误差点的误差定义该模型精确性。8.0.5 定位的准确性a) 定位的准确性应通过将模型与点云匹配的方法评估。b) 应考察设备、设施、建筑物模型在XY平面上的相对距离误差。c) 应考察所有模型在Z轴方向上的误差。9 交付文件9.1 文件类型提交的文件应包括原始点云文件、处理后的点云文件、图像文件、模型文件、模型质量评估报告、变电站地理坐标文件。9.2 文件要求a) 变电站点云文件宜采用ASCII格式。b) 模型质量评估报告应包括模型相似性的评估，模型完整性的评估，尺寸精确性的评估以及定位准确性的评估。c) 地理坐标文件应采用 CSG 2000坐标系，单位为“度”，保留到小数点后6位。附录A（资料性附录）现场勘查阶段收集资料清单编号资料名称1平面布置图2巡视路线图3主接线图4设备台账5设备设计图纸附录B（资料性附录）地面激光雷达数据处理流程附录C（资料性附录）a) 变电站模型层级结构分为四层，第一层电压等级，第二层设备设施类型，第三层设备设施名称，第四层设备设施部件。模型结构要求范例见表C1。C.1模型结构要求范例表模型结构要求模型结构范例结构范例说明|_电压等级 |_设备设施类型 |_设备设施名称 |_设备设施部件500kV |_ZBYQ-I |_003 |_ZT500千伏 |_设备型号I|_003主变|_变压器主体b) 电压等级应符合附录D电压等级表要求，设备模型的电压等级应与现场设备电压等级一致，设施模型电压等级应与所属变电站电压等级一致。c) 设备设施类型应按照“设备设施类型名称-标识序号”要求命名，设备设施类型应具有唯一性，相同型号的设备设施模型应属于相同设备设施类型。设备设施类型名称应符合附录E设备设施名称表，类型标识序号应以罗马数字标识且应具有唯一性。d) 设备设施部件应按照建模部件及展现方式表中的部件名称拼音首字母的大写命名。附录D（资料性附录）电压等级表设备设施名称设备设施编码交流1000kVA1000kV交流750kVA750kV交流500kVA500kV交流330kVA320kV交流220kVA220kV交流110kVA110kV交流72.5kVA72.5kV交流66kVA66kV交流35kVA35kV附录E（资料性附录）设备设施名称表E.1 交流设备设备设施设备设施名称主变压器ZBYQ站用变ZYB接地变JDB组合互感器ZHHGQ断路器DLQ隔离开关和接地开关GLKG母线MX熔断器RDQ电抗器DKQ消弧装置XHZZ接地电阻DZJD组合电器GIS开关柜KGG放电线圈FDXQ静态无功补偿器JTWGBCQ串联补偿装置CLBCZZ交流滤波器HLF结合滤波器LBQ电容器DLDRQ电流互感器CT电压互感器PT阻波器ZBQ避雷器BLQ避雷针BLZ绝缘子JYZ穿墙套管TG故障指示器GZZSQ站内电缆DLan调相机TXJ配电装置PDZZ中性点电抗器ZXDDK中性点设备ZXDSB二次设备ECSB电缆及其终端DLJDLZDE.2 电站园区设备设施设备设施名称地面YQDM站内（外）道路ZNDL电站大门DZDM电缆沟DLG缓冲带HCD停车区TCC围墙及电子围栏WQDZWL油池（事故油池）SGYC备品备件区域BPBJQY桥梁QL其它永久性设施QTYJSS隔声屏障GYPZ站外截排水沟ZWJPSG灌木丛GMC行道树XDS草地CDE.3 建筑物