本發(fā)明涉及變電站點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理方法領(lǐng)域，具體是一種變電站海量點(diǎn)云數(shù)據(jù)的管理存儲方法、渲染方法。

背景技術(shù)：

1、激光雷達(dá)在電網(wǎng)中的應(yīng)用越來越廣泛，高效地組織和管理點(diǎn)云數(shù)據(jù)是高效地處理和應(yīng)用點(diǎn)云數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)，不同的處理和應(yīng)用要求，會采用不同的點(diǎn)云數(shù)據(jù)組織方法，通常有網(wǎng)格化、四叉樹、八叉樹、kd樹、r樹等數(shù)據(jù)組織形式。

2、然而，在進(jìn)行點(diǎn)云數(shù)據(jù)應(yīng)用時，現(xiàn)有技術(shù)一般是將點(diǎn)云數(shù)據(jù)整體加載到內(nèi)存，再進(jìn)行渲染或編輯分析，存在以下問題：

3、1)對設(shè)備性能要求較高：隨著硬件技術(shù)的不斷提高，采集的點(diǎn)云數(shù)據(jù)也越來越多，單個變電站數(shù)據(jù)點(diǎn)個數(shù)基本都在億級以上，數(shù)據(jù)加載到內(nèi)存時需要占用較大內(nèi)存，若計(jì)算機(jī)性能低，則會出現(xiàn)內(nèi)存不足情況。

4、2)原始點(diǎn)云數(shù)據(jù)存儲大小比計(jì)算機(jī)硬件有效運(yùn)行內(nèi)存高時，計(jì)算機(jī)無法處理和渲染顯示的問題。

5、3)現(xiàn)有的點(diǎn)云索引建立方法大都針對所有數(shù)據(jù)，出現(xiàn)無效格網(wǎng)，影響數(shù)據(jù)查找速度。

6、4)點(diǎn)云數(shù)據(jù)存儲格式為las?、txt、ply等格式，占用磁盤空間較大。

7、5)數(shù)據(jù)存儲在本地磁盤，無法滿足電網(wǎng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一納管的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種變電站海量點(diǎn)云數(shù)據(jù)的管理存儲方法、渲染方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)變電站點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理時對計(jì)算機(jī)內(nèi)存依賴高、渲染效率低的問題。

2、為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

3、變電站海量點(diǎn)云數(shù)據(jù)的管理存儲方法，包括以下步驟：

4、步驟1、將變電站點(diǎn)云數(shù)據(jù)在三維坐標(biāo)系中進(jìn)行偏移、旋轉(zhuǎn)后，再進(jìn)行濾波，以將變電站點(diǎn)云數(shù)據(jù)劃分為地面點(diǎn)云數(shù)據(jù)、非地面點(diǎn)云數(shù)據(jù)；然后，從非地面點(diǎn)云數(shù)據(jù)中提取電力線點(diǎn)云數(shù)據(jù)、非電力線點(diǎn)云數(shù)據(jù)；接著，基于非電力線點(diǎn)云數(shù)據(jù)得到墻面點(diǎn)云數(shù)據(jù)、設(shè)備點(diǎn)云數(shù)據(jù)；最后，分別對地面點(diǎn)云數(shù)據(jù)、電力線點(diǎn)云數(shù)據(jù)、墻面點(diǎn)云數(shù)據(jù)、設(shè)備點(diǎn)云數(shù)據(jù)按照在三維坐標(biāo)系中空間位置進(jìn)行排序，并分別建立地面點(diǎn)云數(shù)據(jù)、電力線點(diǎn)云數(shù)據(jù)、墻面點(diǎn)云數(shù)據(jù)、設(shè)備點(diǎn)云數(shù)據(jù)各自對應(yīng)的索引內(nèi)容；

5、步驟2、將步驟1得到的地面點(diǎn)云數(shù)據(jù)、電力線點(diǎn)云數(shù)據(jù)、墻面點(diǎn)云數(shù)據(jù)、設(shè)備點(diǎn)云數(shù)據(jù)，分別存儲為點(diǎn)云文件，其中：

6、針對所述地面點(diǎn)云數(shù)據(jù)，根據(jù)地面點(diǎn)云數(shù)據(jù)在三維坐標(biāo)系中的x、y范圍，采用網(wǎng)格方式建立索引結(jié)構(gòu)并存儲為點(diǎn)云文件，并將對應(yīng)的索引內(nèi)容存儲至索引文件中；

7、針對所述電力線點(diǎn)云數(shù)據(jù)，直接將電力線點(diǎn)云數(shù)據(jù)存儲為點(diǎn)云文件，并將對應(yīng)的索引內(nèi)容存儲至索引文件中；

8、針對所述墻面點(diǎn)云數(shù)據(jù)，按墻面的外包圍面和內(nèi)包圍面，采用網(wǎng)格方式建立索引結(jié)構(gòu)并存儲為點(diǎn)云文件，并將對應(yīng)的索引內(nèi)容存儲至索引文件中；

9、針對所述設(shè)備點(diǎn)云數(shù)據(jù)，采用聚類分割方式分為多個點(diǎn)云簇，并根據(jù)每個點(diǎn)云簇在三維坐標(biāo)系中的xyz范圍，對每個點(diǎn)云簇建立索引結(jié)構(gòu)并存儲為點(diǎn)云文件，并將對應(yīng)的索引內(nèi)容存儲至索引文件中；

10、步驟3、對步驟2得到的地面點(diǎn)云數(shù)據(jù)、電力線點(diǎn)云數(shù)據(jù)、墻面點(diǎn)云數(shù)據(jù)、設(shè)備點(diǎn)云數(shù)據(jù)各自存儲形成的點(diǎn)云文件，分別進(jìn)行針對點(diǎn)云數(shù)據(jù)的壓縮，得到各自對應(yīng)的壓縮文件；

11、進(jìn)一步的，步驟1中，對經(jīng)偏移、旋轉(zhuǎn)后的變電站點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行布料濾波csf算法濾波，由此將變電站點(diǎn)云數(shù)據(jù)劃分為地面點(diǎn)云數(shù)據(jù)、非地面點(diǎn)云數(shù)據(jù)。

12、進(jìn)一步的，步驟1中，采用基于點(diǎn)云形狀特征的分割方方法或者深度學(xué)習(xí)的方法，將非地面點(diǎn)云數(shù)據(jù)提取電力線點(diǎn)云數(shù)據(jù)、非電力線點(diǎn)云數(shù)據(jù)。

13、進(jìn)一步的，步驟1中，對非電力線點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類，以面積最大的聚類簇作為墻面點(diǎn)云數(shù)據(jù)，其余數(shù)據(jù)為設(shè)備點(diǎn)云數(shù)據(jù)。

14、進(jìn)一步的，步驟3中，針對每個點(diǎn)云文件中點(diǎn)云數(shù)據(jù)的壓縮過程如下：

15、（3.1）對每個點(diǎn)云文件中點(diǎn)云數(shù)據(jù)的點(diǎn)云坐標(biāo)進(jìn)行量化，將點(diǎn)云坐標(biāo)值量化到能夠用整數(shù)表示，并獲取該點(diǎn)云文件的點(diǎn)云坐標(biāo)數(shù)據(jù)范圍；

16、（3.2）基于步驟（3.1）量化后的點(diǎn)云坐標(biāo)數(shù)據(jù)生成編碼表；

17、（3.3）根據(jù)生成的編碼表，對量化后的點(diǎn)云坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，實(shí)現(xiàn)對每個點(diǎn)云文件中點(diǎn)云數(shù)據(jù)的壓縮。

18、一種基于上述變電站海量點(diǎn)云數(shù)據(jù)的管理存儲方法的變電站海量點(diǎn)云數(shù)據(jù)的渲染方法，包括以下步驟：

19、（4.1）確定視景體與所有點(diǎn)云數(shù)據(jù)的交集范圍，通過交集范圍和索引文件獲取需要加載的單個點(diǎn)云文件，再對需要加載的單個點(diǎn)云文件進(jìn)行解碼；

20、（4.2）通過存儲的索引文件檢索交集范圍內(nèi)的點(diǎn)云文件的名稱，并根據(jù)視點(diǎn)距離即視點(diǎn)到視景體近平面的數(shù)據(jù)，選擇要加載的交集范圍內(nèi)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，當(dāng)視點(diǎn)距離較遠(yuǎn)時，從交集范圍內(nèi)的多個點(diǎn)云文件中每個點(diǎn)云文件選擇一部分點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示，隨著視點(diǎn)距離變小，逐漸增加交集范圍內(nèi)的點(diǎn)云文件中的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示；

21、（4.3）將步驟（4.3）選擇的點(diǎn)云文件的點(diǎn)云數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄W(wǎng)頁端進(jìn)行渲染。

22、進(jìn)一步的，步驟（4.3）中通過緩存點(diǎn)云數(shù)據(jù)的方式，加快網(wǎng)頁端加載數(shù)據(jù)的速度。

23、進(jìn)一步的，步驟（4.3）中在網(wǎng)頁端進(jìn)行渲染時，遵循以下規(guī)則：

24、（a）默認(rèn)不加載地面和墻面點(diǎn)云數(shù)據(jù)，需要時再進(jìn)行加載；

25、（b）點(diǎn)云數(shù)據(jù)個數(shù)不能超過設(shè)定的個數(shù)閾值，當(dāng)傳輸?shù)狞c(diǎn)云數(shù)據(jù)總個數(shù)超過個數(shù)閾值時，隨機(jī)采樣一定比例點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示；

26、（c）記錄視景體變化前已經(jīng)加載的點(diǎn)云數(shù)據(jù)列表，當(dāng)視景體變化時，清空不在可視區(qū)域的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，加載可視區(qū)域內(nèi)未加載的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。

27、本發(fā)明通過對不同目標(biāo)使用不同策略建立索引并對點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮存儲，提高海量點(diǎn)云數(shù)據(jù)的處理效率，可有效降低海量點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理對計(jì)算機(jī)內(nèi)存的依賴，提高了計(jì)算機(jī)對點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和渲染的魯棒性和高效性。通過本發(fā)明，能夠?qū)崿F(xiàn)變電站點(diǎn)云數(shù)據(jù)的快速檢索和海量點(diǎn)云數(shù)據(jù)在網(wǎng)頁端的渲染。

技術(shù)特征：

1.變電站海量點(diǎn)云數(shù)據(jù)的管理存儲方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變電站海量點(diǎn)云數(shù)據(jù)的管理存儲方法，其特征在于，步驟1中，對經(jīng)偏移、旋轉(zhuǎn)后的變電站點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行布料濾波csf算法濾波，由此將變電站點(diǎn)云數(shù)據(jù)劃分為地面點(diǎn)云數(shù)據(jù)、非地面點(diǎn)云數(shù)據(jù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變電站海量點(diǎn)云數(shù)據(jù)的管理存儲方法，其特征在于，步驟1中，采用基于點(diǎn)云形狀特征的分割方方法或者深度學(xué)習(xí)的方法，將非地面點(diǎn)云數(shù)據(jù)提取電力線點(diǎn)云數(shù)據(jù)、非電力線點(diǎn)云數(shù)據(jù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變電站海量點(diǎn)云數(shù)據(jù)的管理存儲方法，其特征在于，步驟1中，對非電力線點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類，以面積最大的聚類簇作為墻面點(diǎn)云數(shù)據(jù)，其余數(shù)據(jù)為設(shè)備點(diǎn)云數(shù)據(jù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變電站海量點(diǎn)云數(shù)據(jù)的管理存儲方法，其特征在于，步驟3中，針對每個點(diǎn)云文件中點(diǎn)云數(shù)據(jù)的壓縮過程如下：

6.一種基于權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述變電站海量點(diǎn)云數(shù)據(jù)的管理存儲方法的變電站海量點(diǎn)云數(shù)據(jù)的渲染方法，其特征在于，包括以下步驟：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的變電站海量點(diǎn)云數(shù)據(jù)的渲染方法，其特征在于，步驟（4.3）中通過緩存點(diǎn)云數(shù)據(jù)的方式，加快網(wǎng)頁端加載數(shù)據(jù)的速度。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的變電站海量點(diǎn)云數(shù)據(jù)的渲染方法，其特征在于，步驟（4.3）中在網(wǎng)頁端進(jìn)行渲染時，遵循以下規(guī)則：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種變電站海量點(diǎn)云數(shù)據(jù)的管理存儲方法、渲染方法，管理存儲方法中將變電站點(diǎn)云數(shù)據(jù)劃分為地面點(diǎn)云數(shù)據(jù)、電力線點(diǎn)云數(shù)據(jù)、墻面點(diǎn)云數(shù)據(jù)、設(shè)備點(diǎn)云數(shù)據(jù)，并建立它們的索引內(nèi)容，然后將地面點(diǎn)云數(shù)據(jù)、電力線點(diǎn)云數(shù)據(jù)、墻面點(diǎn)云數(shù)據(jù)、設(shè)備點(diǎn)云數(shù)據(jù)，分別按不同策略存儲為點(diǎn)云文件，最后對各個點(diǎn)云文件進(jìn)行針對點(diǎn)云數(shù)據(jù)的壓縮；渲染方法中對每個點(diǎn)云文件對應(yīng)的壓縮文件進(jìn)行解碼得到解壓后的點(diǎn)云文件；然后判斷視景體與變電站點(diǎn)云數(shù)據(jù)的交集范圍，根據(jù)視點(diǎn)距離選擇要加載的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，將步驟選擇的點(diǎn)云文件的點(diǎn)云數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄W(wǎng)頁端進(jìn)行渲染。本發(fā)明提高了海量點(diǎn)云數(shù)據(jù)的處理效率，可有效降低海量點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理對計(jì)算機(jī)內(nèi)存的依賴。

技術(shù)研發(fā)人員：鞠玲,符瑞,徐興春,何菲,廖小云,徐俊,劉黎,歐陽利劍,馮唯,章書朋,王神玉,戴永東,陳挺,王茂飛,王肖,孔文卓
受保護(hù)的技術(shù)使用者：國網(wǎng)江蘇省電力有限公司泰州供電分公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6