《变电站实景三维模型重构技术导则》

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中国电力企业联合会标准

T/CECXXXXX—201

变电站实景三维模型重构技术导则

GuideforRealScence3DModelReconstructionTechnologyforSubstation

（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

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Terrestriallaserscanner（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Pointcloud

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Datascanningspot

激光雷达进行扫描作业的具体位置。

2.0.4点云配准Pointcloudregistration

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Referencetarget

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Real3Dmodel

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GB26860—2011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。

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变电站实景三维模型重构技术导则

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GB7247.1—20129.2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。

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变电站实景三维模型重构技术导则

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CSG2000坐标系，单位为“度”，保留到小数点后6位。

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变电站实景三维模型重构技术导则

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

4

变电站实景三维模型重构技术导则

附录B

（资料性附录）

地面激光雷达数据处理流程

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变电站实景三维模型重构技术导则

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500kV500千伏

|_设备设施类型|_ZBYQ-I|_设备型号I

|_设备设施名称|_003|_003主变

|_设备设施部件|_ZT|_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。

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变电站实景三维模型重构技术导则

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

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变电站实景三维模型重构技术导则

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DLJDLZD

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变电站实景三维模型重构技术导则

E.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CD

E.3建筑物

设备设施设备设施名称

主控楼ZKLF

电气设备机房DQSBJF

配电间PDJ

控制保护楼KZBHL

水泵房SBF

蓄电池室XDCS

消防小室XFXS

生活区楼SHQL

备品备件楼BPBJL

消防泵房XFBF

门卫室MWS

巡检机器人充电室XJJQRCDS

E.4附属设备设施

设备设施设备设施名称

龙门架LMJ

设备基础SBJC

支柱ZZ

导线DX

线缆（排线）支架DLZJ

绝缘平台JYPT

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变电站实景三维模型重构技术导则

绝缘防弧网门JYFHWM

检修楼梯JXLT

管道设施GDSS

巡检机器人XJJQR

视频监控摄像机SPJKSXJ

阀塔挂架FTGJ

照明灯ZMD

空调外机KTWJ

照明设施ZMSB

消防设施XFSS

电源控制箱DYKZX

变压器本体端子箱BYQBTDZX

E.5标识牌

设备设施设备设施名称

楼房标识牌DZBSP

楼层标识牌LCBSP

房间标识牌FJBSP

通道标识牌TDBSP

电力标语DLBY

电气设备类标识牌DQSBBSP

母线类标识牌MXBSP

安全限高类标示牌AQXGBSP

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变电站实景三维模型重构技术导则

附录F

（资料性附录）

模型质量评定表

1.可通过观察模型识别设备。合格不合格

外观相似2.可通过观察模型识别设施。合格不合格

性评定3.可通过观察模型识别部件。合格不合格

4.相似性是否满足应用。合格不合格

1.模型种类是否齐全。