基于遥感图像的电网设施布局规划成果监测方法及系统

技术领域

本发明属于图像处理领域，具体涉及一种基于遥感图像的电网设施布局规划成果监测方法及系统。

背景技术

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运行，就成为了电力系统最重要的任务之一。

电网设施布局的规划是电力系统的重要工作之一；电网设施布局的规划成果，能够极大地提高电力系统的稳定性和可靠性，同时也能够为电力系统在未来时间内保证电能供应提供有力保障。

电力系统一般会提前若干年进行电网设施布局的规划；而且一旦布局规划确认，电力系统就会按照既定的规划进行后续的电力系统运行、建设等工作。但是，在电网设施布局的规划工作结束到电网设施布局的正式实施这一段时间内，电力系统电网设施布局的规划成果，往往容易被其他单位或个人有意或无意的侵占；这将极大地影响电力系统的安全稳定运行和长远的发展。因此，对于电网设施布局规划成果的监测，就显得尤为重要。

目前，常用的电网设施布局规划成果监测的方案，采用的人为巡检或者简单的无人机拍摄影像巡检的方案。但是，人为巡检的方案，效率极其低下，而且巡检人员的安全性得不到有效保障；而无人机拍摄影像进行巡检的方式，不仅数据量极大，而且效率也相对较低。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种可靠性高、实用性好且效率较高的基于遥感图像的电网设施布局规划成果监测方法。

本发明的目的之二在于提供一种实现所述基于遥感图像的电网设施布局规划成果监测方法的系统。

本发明提供的这种基于遥感图像的电网设施布局规划成果监测方法，包括如下步骤：

S1.获取目标电网区域的历史遥感影像数据信息；

S2.对步骤S1获取的遥感影像数据信息进行处理，得到训练数据集；

S3.基于深度学习网络，构建电网设施布局规划成果监测初始模型；

S4.采用步骤S2得到的训练数据集，对步骤S3构建的电网设施布局规划成果监测初始模型进行训练，得到电网设施布局规划成果监测模型；

S5.采用步骤S4得到的电网设施布局规划成果监测模型，对目标电网进行电网设施布局规划成果的监测。

步骤S2所述的对步骤S1获取的遥感图像数据信息进行处理，得到训练数据集，具体包括如下步骤：

获取设定精度的卫星遥感影像数据；

对获取的卫星遥感影像数据进行处理，得到训练数据集。

所述的获取设定精度的卫星遥感影像数据，具体为获取1米分辨率的卫星遥感影像数据。

所述的对获取的卫星遥感影像数据进行处理，具体包括如下步骤：

对获取的卫星遥感影像数据，进行外参数解算、正射纠正计算、影像融合计算、图像增强处理、坐标变换和镶嵌裁剪，并将最终得到的标准卫星遥感影像数据作为最终的训练数据集。

步骤S3所述的基于深度学习网络，构建电网设施布局规划成果监测初始模型，具体包括如下步骤：

基于深度学习网络，构建电网设施布局规划成果监测初始模型：

模型包括输入层、特征提取层、检测层、分割层和输出层；

输入层用于接收输入的标准卫星遥感影像数据；

特征提取层基于卷积神经网络，对输入层输出的数据进行特征提取；

检测层用于对特征提取层提取的数据进行分析和处理，从而检测出目标区域地表发生的变化区域或变化图斑；

分割层用于将检测层检测得到的变化区域或变化图斑进行分割，从而将变化区域或变化图斑与周围地物进行区分，得到独立的变化区域或变化图斑；

输出层用于将分割层得到的独立的变化区域或变化图斑进行可视化呈现或输出，从而完成电网设施布局规划成果的监测。

步骤S5所述的采用步骤S4得到的电网设施布局规划成果监测模型，对目标电网进行电网设施布局规划成果的监测，具体包括如下步骤：

将实时采集的目标区域遥感影像数据信息进行处理后，输入到步骤S4得到的电网设施布局规划成果监测模型中，得到独立的变化区域或变化图斑；

将得到的独立的变化区域或变化图斑，与当前的用地审批管理数据进行对比，进而判定变化区域或变化图斑：

若变化区域或变化图斑判定为合法，则不进行处理；

若变化区域或变化图斑判定为不合法，则输出判定信息；

按照设定的频次，将监测结果上报，完成目标电网设施布局规划成果的监测。

本发明还提供了一种实现所述基于遥感图像的电网设施布局规划成果监测方法的系统，包括数据获取模块、数据处理模块、模型构建模块、模型训练模块和监测模块；数据获取模块、数据处理模块、模型构建模块、模型训练模块和监测模块依次串联；数据获取模块用于获取目标电网区域的历史遥感影像数据信息，并将数据上传数据处理模块；数据处理模块用于根据接收到的数据，对获取的遥感影像数据信息进行处理，得到训练数据集，并将数据上传模型构建模块；模型构建模块用于根据接收到的数据，基于深度学习网络，构建电网设施布局规划成果监测初始模型，并将数据上传模型训练模块；模型训练模块用于根据接收到的数据，采用训练数据集对构建的电网设施布局规划成果监测初始模型进行训练，得到电网设施布局规划成果监测模型，并将数据上传监测模块；监测模块用于根据接收到的数据，采用电网设施布局规划成果监测模型，对目标电网进行电网设施布局规划成果的监测。

本发明提供的这种基于遥感图像的电网设施布局规划成果监测方法及系统，通过遥感图像的获取及对应的图像处理技术、深度学习处理技术，不仅实现了电网设施布局规划成果的监测，而且监测精度高，监测效率高，实用性较好。

附图说明

图1为本发明方法的方法流程示意图。

图2为本发明系统的功能模块示意图。

具体实施方式

如图1所示为本发明方法的方法流程示意图：本发明公开的这种基于遥感图像的电网设施布局规划成果监测方法，包括如下步骤：

S1.获取目标电网区域的历史遥感影像数据信息；

S2.对步骤S1获取的遥感影像数据信息进行处理，得到训练数据集；具体包括如下步骤：

获取设定精度的卫星遥感影像数据；具体为获取1米分辨率的卫星遥感影像数据；具体实施时，由于监测对象为电网规划站址和廊道，要能在遥感影像上在站址和廊道范围内提取异动图斑，分辨率满足本发明需求的有0.5米分辨率和1米分辨率，但0.5米分辨率影像卫星资源较少，在而且更新频次一般仅能够一年度更新一次，更新频次不能满足设定需求；1米分辨率影像卫星资源较丰富，完全满足本发明的需求，因此本发明最终采用1米分辨率卫星影像为监测影像；按一年两次监测的频次，每年采集两次目标电网区域范围的卫星影像数据；

对获取的卫星遥感影像数据进行处理，得到训练数据集；具体包括如下步骤：

对获取的卫星遥感影像数据，进行外参数解算、正射纠正计算、影像融合计算、图像增强处理、坐标变换和镶嵌裁剪，并将最终得到的标准卫星遥感影像数据作为最终的训练数据集；

S3.基于深度学习网络，构建电网设施布局规划成果监测初始模型；具体包括如下步骤：

基于深度学习网络，构建电网设施布局规划成果监测初始模型：

模型包括输入层、特征提取层、检测层、分割层和输出层；

输入层用于接收输入的标准卫星遥感影像数据；

特征提取层基于卷积神经网络，对输入层输出的数据进行特征提取；

检测层用于对特征提取层提取的数据进行分析和处理，从而检测出目标区域地表发生的变化区域或变化图斑；

分割层用于将检测层检测得到的变化区域或变化图斑进行分割，从而将变化区域或变化图斑与周围地物进行区分，得到独立的变化区域或变化图斑；

输出层用于将分割层得到的独立的变化区域或变化图斑进行可视化呈现或输出，从而完成电网设施布局规划成果的监测；

S4.采用步骤S2得到的训练数据集，对步骤S3构建的电网设施布局规划成果监测初始模型进行训练，得到电网设施布局规划成果监测模型；

具体实施时，根据样本数据训练形成适合目标区域地形地貌特点的算法模型，完成遥感影像信息智能提取，实现基于不同时期，不同源的同一地点的遥感影像数据；通过对绿地、动土(推填土)、硬化空地、水域、建筑、在建建筑、大棚、自然裸地、运动场等各地物要素的比对分析，实现要素变化自动检测的能力；采用基于深度学习的人工神经网络，采用端到端的训练学习，在较小的计算资源下，分别提取出影像数据的各个层次特征，具备更佳的遥感影像特征表达能力，实现输入两期遥感影像，自动产出异动图斑，通过人工交互核图和修正形成对目标范围电网规划成果范围内的变化监测，提取异动图斑；

S5.采用步骤S4得到的电网设施布局规划成果监测模型，对目标电网进行电网设施布局规划成果的监测；具体包括如下步骤：

将实时采集的目标区域遥感影像数据信息进行处理后，输入到步骤S4得到的电网设施布局规划成果监测模型中，得到独立的变化区域或变化图斑；

将得到的独立的变化区域或变化图斑，与当前的用地审批管理数据进行对比，进而判定变化区域或变化图斑：

若变化区域或变化图斑判定为合法，则不进行处理；

若变化区域或变化图斑判定为不合法，则输出判定信息；

按照设定的频次，将监测结果上报，完成目标电网设施布局规划成果的监测。

如图2所示为本发明系统的功能模块示意图：本发明公开的这种实现所述基于遥感图像的电网设施布局规划成果监测方法的系统，包括数据获取模块、数据处理模块、模型构建模块、模型训练模块和监测模块；数据获取模块、数据处理模块、模型构建模块、模型训练模块和监测模块依次串联；数据获取模块用于获取目标电网区域的历史遥感影像数据信息，并将数据上传数据处理模块；数据处理模块用于根据接收到的数据，对获取的遥感影像数据信息进行处理，得到训练数据集，并将数据上传模型构建模块；模型构建模块用于根据接收到的数据，基于深度学习网络，构建电网设施布局规划成果监测初始模型，并将数据上传模型训练模块；模型训练模块用于根据接收到的数据，采用训练数据集对构建的电网设施布局规划成果监测初始模型进行训练，得到电网设施布局规划成果监测模型，并将数据上传监测模块；监测模块用于根据接收到的数据，采用电网设施布局规划成果监测模型，对目标电网进行电网设施布局规划成果的监测。