1000 米高差，DJI L1 川西高原多層輸電線路建模示范

近年來，獲取輸電線路點云數據已經成為電網無人機巡檢的一項重要工作。然而，在川西高原，輸電線路翻越高山大河，沿線多懸崖峽谷；同時，為提高基建和運行經濟性，線路桿塔常被設計為同塔多回的多層架設形式，這些都給點云采集工作帶來不小的挑戰。

本文介紹了 DJI L1 激光雷達在川西高原多層輸電線路場景建模的實際應用案例。DJI L1 搭配經緯 M300 RTK 和大疆智圖，形成輕量化一體解決方案，出色地解決了*端惡劣環境下的輸電線路點云采集和三維重建難題。

在高海拔、大落差的崇山峻嶺間，經緯 M300 RTK 搭載 DJI L1 往返飛行，平均每架次約 30 分鐘（不含創建航線耗時）可采集 3～3.5 公里輸電線路的點云數據，一天完成 15～20 公里的作業量，通過大疆智圖重建形成三維點云，后續主要用于距離測量、航線規劃，形成平斷面圖、數字高程模型等成果。

環境及作業設備

作業對象：川西某 500 千伏輸電線路，多層架設：同塔雙回，一層地線 + 三層導線；

作業環境：高山大嶺、跨金沙江，作業區域海拔范圍 2400～3500 米，晴間多云；

設備型號：經緯 M300 RTK 搭載 DJI L1 ； 御 2 行業進階版，含 RTK 模塊；筆記本電腦：R7-5800H + RTX-3070@140W；

相關軟件：大疆智圖 3.0.2 ，點云智繪 2.5。

作業流程

1. 創建航線

因缺乏作業區段塔*的精確高度和經緯度坐標，本次使用御 2 行業進階版（也可直接使用經緯 M300 RTK ）打點創建航線。

（1）在 DJI Pilot 主界面依次進入 [航線飛行]→[航點飛行]→[在線任務錄制]；

（2）開啟網絡 RTK 功能，本次作業選擇的是 WGS84 大地坐標系（大疆智圖后續支持 CGCS2000 大地坐標系下采集的激光雷達點云數據重建），在起飛前確認無人機已處于 RTK FIX 狀態且聽到“已連接 RTK，將記錄飛行器的*對高度”語音提示；

* 若作業區域無網絡覆蓋，可在已知坐標點處架設 D-RTK 2 移動站以實現高精度定位；如既無網絡覆蓋，也無已知坐標點或 D-RTK 2移動站，則關閉 RTK，并建議手動飛行采集點云，作業完成后通過 PPK 解算即可。

（3）打開 DJI Pilot 相機設置中的網格線（對角線）顯示，以輔助更準確的打點；

（4）在每基桿塔*部正上方合適高度處打點；

* 對于本次作業區段的 500 千伏同塔雙回輸電線路，我們發現御 2 進階版可見光相機在 1 倍變焦狀態，云臺偏航回中、俯仰角-90°，當輔助網格線的兩條豎線分別與左、右回上相導線大致重疊時，由此打點創建的航線可使采集的點云覆蓋范圍較好。

（5）此外，還需在作業區段距首末端桿塔（遠離作業區段方向）約 100～150 米水平距離處、線路正上方合適高度添加輔助航點，以保證首末端桿塔點云被充分采集；

（6）對于弧垂較大的檔，可考慮在最大弧垂點上方適當高度添加額外航點，使該檔點云采集質量更好；

* 對于大檔距，使用同一航線在不同時段采集點云時，應考慮不同工況下導線松弛和緊繃變化對航線安全的影響。

（7）創建航線后通過 TF 卡（或 U 盤）導出到經緯 M300 RTK 的遙控器；

（8）為提高多層線路點云采集質量，本次作業采用往返飛行的方式，因此將創建的航線導入 2 次，并在副本航線中調轉航線方向。

2．編輯航線

在經緯 M300 RTK 遙控器中導入往返兩條航線，并分別設置這兩條航線的參數：

（1）參數主頁

負載（激光雷達）設置：

[回波模式]：設置為 [雙回波]，這有利于減少多層輸電線路點云漏采情況，同時提高地物、地面點云采集質量；

[采樣頻率]：設置為 [240kHz]，以獲得更高點云密度；

[掃描模式]：根據本次作業對象和環境特點，采用 [非重復掃描]模式，可使山崖、鐵塔、下層導線等立面重建效果更好；

[真彩上色]：未開啟，在航點中設置。

[高度模式]：保持默認的 [海拔高度]。

（2）航線（全局）設置

[速度]：與點云密度成反比，綜合考慮效率要求，本次作業設置為 7m/s；

[海拔高度]：保持默認，未修改（不會影響各航點高度）；

[飛行器偏航角]：設置為 [沿航線方向]；

[云臺控制]：設置為 [手動控制]；

[航點類型]：對于山區輸電線路場景，設置為 [直線飛行，飛行器到點停]，否則可能對點云覆蓋和飛行安全造成較大影響。

（3）航點設置

**航點設置界面，[航點動作] 添加 [開始等時間間隔拍照]（本次作業設置為3秒）、[開始錄制點云模型] 兩個指令；

末端航點設置界面，[航點動作] 添加 [結束間隔拍照]、[結束錄制點云模型] 兩個指令；

所有航點的 [速度]、[飛行器偏航角]、[航點類型] 均勾選[跟隨航線]，[海拔高度] 不勾選 [跟隨航線]。使用御2進階版打點創建的航線，這些設置默認均如此，無需修改。

3. 采集點云

（1）航線編輯完成后，啟動無人機電源，等待 3～5分鐘預熱 DJI L1；

（2）執行點云采集任務時，大地坐標系與打點時的選擇一致，確認經緯 M300 RTK 的定位為 RTK FIX 狀態；

（3）無人機飛往起始航點附近就位，操控無人機來回“摩擦” 2 次加減速飛行，以校準 DJI L1 的慣導，校準結束時使無人機盡量靠近起始航點，云臺俯仰角本次作業手動調整為 -75°并保持；

（4）第一次校準完成后立即上傳第 1 條（去往）航線并執行，開始采集點云，隨后每飛行約 100 秒，需暫停進行一次手動加減速，確保作業精度滿足要求；（經緯 M300 RTK 的航點飛行功能后續將支持自動“摩擦”加減速）

（5）采集點云時，切至 [點云] 或 [分屏] 視圖可監視實時點云效果，第一時間為評估作業質量提供直觀依據；

（6）第 1 條航線結束后，上傳第 2 條（返回）航線并執行完成。

4. 模型重建

（1）在大疆智圖中新建 [激光雷達點云處理] 任務，導入 DJI L1 采集的原始數據文件夾；

（2）輸出坐標系和高度設置：本次作業設置與打點一致的大地坐標系，并選擇對應投影帶，高度設置保持默認 Default（橢球高），這樣后續需要在模型中規劃自動巡檢航線時可直接使用模型高度，方便快捷；

（3）[點云精度*化]：根據需要設置，本次重建未開啟（開啟后重建時間會明顯增加）；

（4）本次作業 DJI L1 采集的原始數據大小為 8.63G，模型重建耗時 6 分 32  秒。

可以看出，兩條航線采集的原始數據在未開啟 [點云精度*化] 的情況下，建成的模型重疊一致，桿塔、*緣子、地面地物輪廓較為完整、清晰，地線和各層導線均未出現連續缺少點云的情況。通過點云智繪軟件快速計算得出點云密度為 222.225 點/平方米，滿足實際應用需求。

要點技巧

1. 即使已有作業區段桿塔的精確坐標和高度，仍然建議打點創建航線，這樣可以起到提前勘查線路上方交跨物、衛星信號和無線電干擾等情況的作用，為順利完成后續點云采集飛行打下基礎。

2. 無人機在打點時（特別是打點所在桿塔為大轉角塔時）航向對準下一基桿塔，可使創建的自動飛行航線與線路走向高度一致。

3. 經多次實踐驗證，回波模式選擇 [雙回波]，可應對采集點云過程中有薄霧的情形，較好地獲取點云數據。

4. 經多次對照測試，對于大落差、跨江河地形的多層輸電線路，宜采用非重復掃描方式，云臺俯仰角建議接近 -75°，且不宜向 -90°（垂直向下方向）靠攏。

5. 在航線自動飛行過程中，可將監視器切至 FPV 畫面，DJI Pilot HUD 獨有的速度矢量球和目標航點空間導航技術，可幫助飛手提前檢查創建的航線（航點）是否正確，保障飛行安全。

6. 一般情況下，建議打點、點云采集飛行、PPK 解算（如果需要）、模型重建等過程的大地坐標系選擇保持一致，減少可能的作業誤差。

7. 執行往返兩條航線形成的兩個單獨原始數據文件夾（內部文件保持不移動、不修改），放入同一文件夾后再導入大疆智圖，可使重建形成的 LAS 成果為單一文件。