光伏电站建设现场勘测管理系统的制作方法

1.本发明属于光伏建设技术领域，具体的，涉及一种光伏电站建设现场勘测管理系统。


背景技术：

2.分布式光伏发电作为清洁可再生能源，安装门槛低、适应范围广，可广泛应用于企业厂房屋顶或居民屋顶，市场容量巨大。
3.分布式光伏发电项目在建设之前，需要对对应的屋顶区域环境进行勘测，获取屋顶区域的面积、覆盖材料、倾斜度、朝向、高度等参数，从而方便光伏发电项目的建设规划，而随着分布式光伏发电项目的开发发展，对前期光伏电站的前期勘测工作提出了越来越高的要求。目前光伏现场的勘测主要依赖于人工测量、记录、分析，有时还需攀爬屋顶，不仅过程繁琐、效率低下，而且还有安全隐患。
4.为了解决上述问题，提供一种能够对光伏发电项目建设对应的屋顶区域的进行高效率的安全检测的方法，本发明提供了以下技术方案。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种光伏电站建设现场勘测管理系统，解决现有技术中光伏现场的勘测过程繁琐、效率低下，项目勘测选择随机导致优质项目不能及时得到处理的问题；本发明的目的可以通过以下技术方案实现：光伏电站建设现场勘测管理系统，包括：无人机遥感成像单元，用于采集屋顶区域以及以屋顶区域为中心一定范围内的影像信息，并将其传输至数据处理中心；数据采集器单元，用于对屋顶区域的方位、倾角、高度进行测量，并将其传输至数据处理中心；阴影分析单元，用于获取建筑与植物产生的阴影对屋顶区域的覆盖面积与覆盖时长；数据存储单元，用于对数据采集器单元以及无人机遥感成像单元采集的信息进行存储；数据处理中心，根据无人机遥感成像单元以及阴影分析单元的输出数据对各待进行分布式光伏电站建设的屋顶区域的现场勘测顺序进行合理安排。
6.作为本发明的进一步方案，通过该系统进行光伏电站建设现场勘测管理的方法包括如下步骤：s1、用户通过终端设备向数据处理中心提出分布式光伏电站建设申请，并发送用户对应的待建设分布式光伏电站的屋顶区域的坐标；s2、数据处理中心在接收到分布式光伏电站建设申请后，派遣无人机遥感成像单
元对对应的待建设分布式光伏电站的屋顶区域进行勘测；通过无人机遥感成像单元获取待建设分布式光伏电站的屋顶区域及其周边一定范围内的多角度影像，并将其传输至数据处理中心；数据处理中心根据获取的影像构建对应的屋顶区域以及以屋顶区域边缘为界向外扩张r距离的区域的实景三维模型，其中r为预设值；将屋顶区域划分为n个阴影核查区，判断各阴影核查区为光照良好的可信区域还是光照条件较差的劣质区域；s3、对于一个屋顶区域，当其对应的所有属于可信区域的阴影核查区的总面积az大于等于预设值q时，则将对应的屋顶区域标记为待审核区域，反之，则认为对应的屋顶区域不适合用于建设分布式光伏电站；获取待审核区域的各可信区域对应的核查系数βi，其中1≤i≤m，m为对应待审核区域所对应的可信区域的数量；根据公式计算得到各待审核区域对应的置信系数r；其中γ1与γ2均为预设系数；g为各待审核区域的紊扰系数；s4、获取当前已提出分布式光伏电站建设申请的各屋顶区域的置信系数r，然后根据r=r+γ3*t1计算得到各屋顶区域对应的实时队列系数r，其中t1为对应屋顶区域提出分布式光伏电站建设申请的时长，γ3为预设系数；按照实时队列系数r从大到小的顺序对各已提出分布式光伏电站建设申请的屋顶区域进行排序，依次派遣现场工作人员对对应的屋顶区域进行现场勘测。
7.作为本发明的进一步方案，判断各阴影核查区为可信区域还是劣质区域的方法为：通过数据处理中心对屋顶区域进行阴影分析，获取屋顶区域周边建筑物等产生的阴影在屋顶区域中各阴影核查区内的平均覆盖面积a与平均覆盖时间t；对于一个阴影核查区，根据公式β=t*a/a1计算得到该阴影核查区对应的核查系数β，当β≤βy时，则认为对应的阴影核查区为劣质区域，反之，若β＞βy成立，则认为对应的阴影核查区为可信区域；其中a为对应阴影核查区域的面积，βy为预设值。
8.所述平均覆盖时间t为对应阴影核查区存在面积大于预设值a2的阴影的总时长；平均覆盖面积a为在平均覆盖时间t的覆盖范围内，任取的h个时刻对应的阴影覆盖面积的平均值。
9.作为本发明的进一步方案，g的计算方法为：将以屋顶区域边缘为界向外扩张r1距离的范围标记为潜在紊扰区域，获取建筑物在该潜在紊扰区域内以水平面为投影面的正投影面积g1以及植物在该潜在紊扰区域内以水平面为投影面的正投影面积g2，根据公式g=α1*g1/g+α2*g2/g获取对应屋顶区域的紊扰系数g；其中α1与α2均为预设系数，g为对应潜在紊扰区域以水平面为投影面的正投影面积。
10.作为本发明的进一步方案，所述数据处理中心还用于对派遣至对应屋顶区域进行现场勘测的现场工作人员进行选择，包括如下步骤：
对于一个屋顶区域，根据步骤s2中的实景三维模型获取屋顶区域的高度h、斜面面积u与斜面倾斜角度v；其中屋顶区域的高度h是指屋顶区域的最高点与地面之间的距离；斜面倾斜角度v是指屋顶区域斜面与水平面之间的夹角；根据公式b=μ1*h+μ2*(v1*u1+v2*u2+
…
+vk*uk)计算得到屋顶区域的施工系数b；其中1≤j≤k，uj为当对应屋顶区域存在多块斜面时，对应的一个斜面的面积，vj为对应的一个斜面的倾斜角度；获取各现场工作人员的年龄与入职年限；根据工作人员的年龄获取其对应的活力系数θ1；根据工作人员的入职年限获取其对应的经验系数θ2；根据公式θ=θ1+θ2+θ3获取各现场工作人员对应的适配值θ；其中θ3为各现场工作人员对应的附加值，该附加值为根据各现场工作人员的日常表现设定的预设值；其中活力系数θ1的获取方法为，将年龄按照从小到大的顺序划分为若干个阶段，各阶段对应一个活力系数θ1，且较大的年龄阶段对应的活力系数θ1小于较小的年龄阶段对应的活力系数θ1；经验系数θ2的获取方法为，将入职年限按照从小到大的顺序划分为若干个阶段，各阶段对应一个经验系数θ2，且较大的入职年限阶段对应的经验系数θ2大于较小的入职年限阶段对应的经验系数θ2；计算获取能够同时进行现场勘测的屋顶区域的施工系数b；获取各待安排的现场工作人员的适配值θ，将现场工作人员按照适配值θ从大到小的顺序依次分配进行现场勘测，屋顶区域按照施工系数b从大到小的顺序依次对分配的现场工作人员进行接收；现场工作人员通过数据采集器单元对对应的屋顶区域进行勘测，并将勘测得到的数据传输至数据存储单元进行保存。
11.本发明的有益效果：1、本发明通过引入无人机与全站仪、水平仪、测斜仪等仪器进行屋顶方位、倾角等数据的测量；这样可避免人员攀爬屋顶的不安全情况发生；2、本发明首先通过无人机对待建设光伏发电项目的屋顶区域环境进行检测，在建立三维模型后，通过阴影分析获取屋顶区域各位置的阴影覆盖情况，从而实现对屋顶区域的筛选，避免低效率的屋顶区域建立光伏发电项目，造成资源的浪费；另外，通过对无人机采集的图像数据进行分析，分析获取各屋顶区域对应的置信系数，并根据置信系数来对进一步的现场勘测顺序进行安排，保证优质的，如面积大、平缓、日照时间长、周边环境空款易造成污染的建筑与植物较少的区域能够优先得到具体的勘测处理，保证优质项目的快速反应；3、本发明通过对无人机采集的屋顶区域环境信息进行分析，获取各屋顶区域对应的能够展现勘测与施工复杂度的施工系数b，并根据施工系数b进行现场勘测工作人员的分配，使具有一定安全隐患的勘测现场能够优先分配至更加年轻的工作人员进行处理，具有一定建设复杂度的勘测现场能够优先分配至具有更加有经验的工作人员进行处理。
具体实施方式
12.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
13.光伏电站建设现场勘测管理系统，包括：无人机遥感成像单元，用于采集屋顶区域以及以屋顶区域为中心一定范围内的影像信息，并将其传输至数据处理中心；数据采集器单元，包括全站仪、水平仪、测斜仪等，用于对屋顶的方位、倾角、高度等参数进行测量，并将其传输至数据处理中心；通过引入无人机与全站仪、水平仪、测斜仪等仪器进行屋顶方位、倾角等数据的测量；这样可避免人员攀爬屋顶的不安全情况发生；阴影分析单元，用于根据屋顶区域以及屋顶区域周围一定范围内的建筑和植物分布获取建筑与植物产生的阴影对屋顶区域的覆盖面积与覆盖时长；数据存储单元，用于对数据采集器单元以及无人机遥感成像单元采集的信息进行存储；数据处理中心，用于根据无人机遥感成像单元以及阴影分析单元的输出数据对各待进行分布式光伏电站建设的屋顶区域的现场勘测顺序进行合理安排；通过上述系统进行光伏电站建设现场勘测管理的方法包括如下步骤：s1、用户通过终端设备向数据处理中心提出分布式光伏电站建设申请，并发送用户对应的待建设分布式光伏电站的屋顶区域的坐标；s2、数据处理中心在接收到分布式光伏电站建设申请后，派遣无人机遥感成像单元对对应的待建设分布式光伏电站的屋顶区域进行勘测，具体的：通过无人机遥感成像单元获取待建设分布式光伏电站的屋顶区域及其周边一定范围内的多角度影像，并将其传输至数据处理中心；数据处理中心根据获取的影像构建对应的屋顶区域以及以屋顶区域边缘为界向外扩张r距离的区域的实景三维模型，其中r为预设值；将屋顶区域划分为n个阴影核查区，通过数据处理中心对屋顶区域进行阴影分析，获取屋顶区域周边建筑物等产生的阴影在屋顶区域中各阴影核查区内的平均覆盖面积a与平均覆盖时间t；对于一个阴影核查区，根据公式β=t*a/a1计算得到该阴影核查区对应的核查系数β，当β≤βy时，则认为对应的阴影核查区为劣质区域，反之，若β＞βy成立，则认为对应的阴影核查区为可信区域；其中a为对应阴影核查区域的面积，βy为预设值；在本发明的一个实施例中，一个阴影核查区的规格为对应要安装的光伏板安装后，以水平面为投影面的正投影尺寸；在本发明的一个实施例中，所述平均覆盖面积a与平均覆盖时间t的计算方法为：平均覆盖时间t为对应阴影核查区存在面积大于预设值a2的阴影的总时长；平均覆盖面积a是指在平均覆盖时间t的覆盖范围内，任取的h个时刻对应的阴影覆盖面积的平均值。
14.s3、对于一个屋顶区域，当其对应的所有属于可信区域的阴影核查区的总面积az大于等于预设值q时，则将对应的屋顶区域标记为待审核区域，反之，则认为对应的屋顶区域不适合用于建设分布式光伏电站；获取待审核区域的各可信区域对应的核查系数βi，其中1≤i≤m，m为对应待审核区域所对应的可信区域的数量；根据公式计算得到各待审核区域对应的置信系数r；其中γ1与γ2均为预设系数；g为各待审核区域的紊扰系数，g的计算方法为：将以屋顶区域边缘为界向外扩张r1距离的范围标记为潜在紊扰区域，获取建筑物在该潜在紊扰区域内以水平面为投影面的正投影面积g1以及植物在该潜在紊扰区域内以水平面为投影面的正投影面积g2，根据公式g=α1*g1/g+α2*g2/g获取对应屋顶区域的紊扰系数g；其中α1与α2均为预设系数，g为对应潜在紊扰区域以水平面为投影面的正投影面积。
15.s4、获取当前已提出分布式光伏电站建设申请的各屋顶区域的置信系数r，然后根据r=r+γ3*t1计算得到各屋顶区域对应的实时队列系数r，其中t1为对应屋顶区域提出分布式光伏电站建设申请的时长，γ3为预设系数；按照实时队列系数r从大到小的顺序对各已提出分布式光伏电站建设申请的屋顶区域进行排序，依次派遣现场工作人员对对应的屋顶区域进行现场勘测；本发明首先通过无人机对待建设光伏发电项目的屋顶区域环境进行检测，在建立三维模型后，通过阴影分析获取屋顶区域各位置的阴影覆盖情况，从而实现对屋顶区域的筛选，避免低效率的屋顶区域建立光伏发电项目，造成资源的浪费；另外，通过对无人机采集的图像数据进行分析，分析获取各屋顶区域对应的置信系数，并根据置信系数来对进一步的现场勘测顺序进行安排，保证优质的，如面积大、平缓、日照时间长、周边环境空款易造成污染的建筑与植物较少的区域能够优先得到具体的勘测处理，保证优质项目的快速反应；在本发明的一个实施例中，数据处理中心还用于对派遣至对应屋顶区域进行现场勘测的现场工作人员进行选择，具体包括如下步骤：对于一个屋顶区域，根据步骤s2中的实景三维模型获取屋顶区域的高度h、斜面面积u与斜面倾斜角度v；其中屋顶区域的高度h是指屋顶区域的最高点与地面之间的距离；斜面倾斜角度v是指屋顶区域斜面与水平面之间的夹角；根据公式b=μ1*h+μ2*(v1*u1+v2*u2+
…
+vk*uk)计算得到屋顶区域的施工系数b；其中1≤j≤k，uj为当对应屋顶区域存在多块斜面时，对应的一个斜面的面积，vj为对应的一个斜面的倾斜角度；获取各现场工作人员的年龄与入职年限；根据工作人员的年龄获取其对应的活力系数θ1；根据工作人员的入职年限获取其对应的经验系数θ2；
根据公式θ=θ1+θ2+θ3获取各现场工作人员对应的适配值θ；其中θ3为各现场工作人员对应的附加值，该附加值为根据各现场工作人员的日常表现设定的预设值；其中活力系数θ1的获取方法为，将年龄按照从小到大的顺序划分为若干个阶段，各阶段对应一个活力系数θ1，且较大的年龄阶段对应的活力系数θ1小于较小的年龄阶段对应的活力系数θ1；θ1可以取负值；经验系数θ2的获取方法为，将入职年限按照从小到大的顺序划分为若干个阶段，各阶段对应一个经验系数θ2，且较大的入职年限阶段对应的经验系数θ2大于较小的入职年限阶段对应的经验系数θ2；优选的，经验系数θ2呈现随着入职年限的增长先快速增长，随后趋于平缓的趋势；活力系数θ1呈现随着年龄的增长先平缓下降，随后快速下降的趋势；计算获取能够同时进行现场勘测的屋顶区域的施工系数b；获取各待安排的现场工作人员的适配值θ，将适配值θ较大的现场工作人员优先安排至施工系数b较大的屋顶区域进行现场勘测；即将现场工作人员按照适配值θ从大到小的顺序依次分配进行现场勘测，屋顶区域按照施工系数b从大到小的顺序依次对分配的现场工作人员进行接收。
16.s5、现场工作人员通过数据采集器单元对对应的屋顶区域进行勘测，并将勘测得到的数据传输至数据存储单元进行保存。
17.本发明通过对无人机采集的屋顶区域环境信息进行分析，获取各屋顶区域对应的能够展现勘测与施工复杂度的施工系数b，并根据施工系数b进行现场勘测工作人员的分配，使具有一定安全隐患的勘测现场能够优先分配至更加年轻的工作人员进行处理，具有一定建设复杂度的勘测现场能够优先分配至具有更加有经验的工作人员进行处理。
18.在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
19.以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

技术特征：
1.光伏电站建设现场勘测管理系统，其特征在于，包括：无人机遥感成像单元，用于采集屋顶区域以及以屋顶区域为中心一定范围内的影像信息，并将其传输至数据处理中心；数据采集器单元，用于对屋顶区域的方位、倾角、高度进行测量，并将其传输至数据处理中心；阴影分析单元，用于获取建筑与植物产生的阴影对屋顶区域的覆盖面积与覆盖时长；数据存储单元，用于对数据采集器单元以及无人机遥感成像单元采集的信息进行存储；数据处理中心，根据无人机遥感成像单元以及阴影分析单元的输出数据对各待进行分布式光伏电站建设的屋顶区域的现场勘测顺序进行安排。2.根据权利要求1所述的光伏电站建设现场勘测管理系统，其特征在于，通过该系统进行光伏电站建设现场勘测管理的方法包括如下步骤：s1、用户通过终端设备向数据处理中心提出分布式光伏电站建设申请，并发送用户对应的待建设分布式光伏电站的屋顶区域的坐标；s2、数据处理中心在接收到分布式光伏电站建设申请后，派遣无人机遥感成像单元对对应的待建设分布式光伏电站的屋顶区域进行勘测；通过无人机遥感成像单元获取待建设分布式光伏电站的屋顶区域及其周边一定范围内的多角度影像，并将其传输至数据处理中心；数据处理中心根据获取的影像构建对应的屋顶区域以及以屋顶区域边缘为界向外扩张r距离的区域的实景三维模型，其中r为预设值；将屋顶区域划分为n个阴影核查区，判断各阴影核查区为光照良好的可信区域还是光照条件较差的劣质区域；s3、对于一个屋顶区域，当其对应的所有属于可信区域的阴影核查区的总面积az大于等于预设值q时，则将对应的屋顶区域标记为待审核区域，反之，则认为对应的屋顶区域不适合用于建设分布式光伏电站；获取待审核区域的各可信区域对应的核查系数βi，其中1≤i≤m，m为对应待审核区域所对应的可信区域的数量；根据公式计算得到各待审核区域对应的置信系数r；其中γ1与γ2均为预设系数；g为各待审核区域的紊扰系数；s4、获取当前已提出分布式光伏电站建设申请的各屋顶区域的置信系数r，然后根据r=r+γ3*t1计算得到各屋顶区域对应的实时队列系数r，其中t1为对应屋顶区域提出分布式光伏电站建设申请的时长，γ3为预设系数；按照实时队列系数r从大到小的顺序对各已提出分布式光伏电站建设申请的屋顶区域进行排序，依次派遣现场工作人员对对应的屋顶区域进行现场勘测。3.根据权利要求2所述的光伏电站建设现场勘测管理系统，其特征在于，判断各阴影核查区为可信区域还是劣质区域的方法为：通过数据处理中心对屋顶区域进行阴影分析，获取屋顶区域周边建筑物等产生的阴影在屋顶区域中各阴影核查区内的平均覆盖面积a与平
均覆盖时间t；对于一个阴影核查区，根据公式β=t*a/a1计算得到该阴影核查区对应的核查系数β，当β≤βy时，则认为对应的阴影核查区为劣质区域，反之，若β＞βy成立，则认为对应的阴影核查区为可信区域；其中a为对应阴影核查区域的面积，βy为预设值；所述平均覆盖时间t为对应阴影核查区存在面积大于预设值a2的阴影的总时长；平均覆盖面积a为在平均覆盖时间t的覆盖范围内，任取的h个时刻对应的阴影覆盖面积的平均值。4.根据权利要求3所述的光伏电站建设现场勘测管理系统，其特征在于，g的计算方法为：将以屋顶区域边缘为界向外扩张r1距离的范围标记为潜在紊扰区域，获取建筑物在该潜在紊扰区域内以水平面为投影面的正投影面积g1以及植物在该潜在紊扰区域内以水平面为投影面的正投影面积g2，根据公式g=α1*g1/g+α2*g2/g获取对应屋顶区域的紊扰系数g；其中α1与α2均为预设系数，g为对应潜在紊扰区域以水平面为投影面的正投影面积。5.根据权利要求4所述的光伏电站建设现场勘测管理系统，其特征在于，所述数据处理中心还用于对派遣至对应屋顶区域进行现场勘测的现场工作人员进行选择，包括如下步骤：对于一个屋顶区域，根据步骤s2中的实景三维模型获取屋顶区域的高度h、斜面面积u与斜面倾斜角度v；其中屋顶区域的高度h是指屋顶区域的最高点与地面之间的距离；斜面倾斜角度v是指屋顶区域斜面与水平面之间的夹角；根据公式b=μ1*h+μ2*(v1*u1+v2*u2+
…
+vk*uk)计算得到屋顶区域的施工系数b；其中1≤j≤k，uj为当对应屋顶区域存在多块斜面时，对应的一个斜面的面积，vj为对应的一个斜面的倾斜角度；获取各现场工作人员的年龄与入职年限；根据工作人员的年龄获取其对应的活力系数θ1；根据工作人员的入职年限获取其对应的经验系数θ2；根据公式θ=θ1+θ2+θ3获取各现场工作人员对应的适配值θ；其中θ3为各现场工作人员对应的附加值，该附加值为根据各现场工作人员的日常表现设定的预设值；其中活力系数θ1的获取方法为，将年龄按照从小到大的顺序划分为若干个阶段，各阶段对应一个活力系数θ1，且较大的年龄阶段对应的活力系数θ1小于较小的年龄阶段对应的活力系数θ1；经验系数θ2的获取方法为，将入职年限按照从小到大的顺序划分为若干个阶段，各阶段对应一个经验系数θ2，且较大的入职年限阶段对应的经验系数θ2大于较小的入职年限阶段对应的经验系数θ2；计算获取能够同时进行现场勘测的屋顶区域的施工系数b；获取各待安排的现场工作人员的适配值θ，将现场工作人员按照适配值θ从大到小的顺序依次分配进行现场勘测，屋顶区域按照施工系数b从大到小的顺序依次对分配的现场工
作人员进行接收；现场工作人员通过数据采集器单元对对应的屋顶区域进行勘测，并将勘测得到的数据传输至数据存储单元进行保存。

技术总结
本发明公开了光伏电站建设现场勘测管理系统，属于光伏建设技术领域，该系统可避免人员攀爬屋顶的不安全情况发生；本发明通过无人机对待建设光伏发电项目的屋顶区域环境进行检测，在建立三维模型后，通过阴影分析获取屋顶区域各位置的阴影覆盖情况，从而实现对屋顶区域的筛选，避免低效率的屋顶区域建立光伏发电项目，造成资源的浪费；另外，通过对无人机采集的图像数据进行分析，分析获取各屋顶区域对应的置信系数，并根据置信系数来对进一步的现场勘测顺序进行安排，保证优质的，如面积大、平缓、日照时间长、周边环境空款易造成污染的建筑与植物较少的区域能够优先得到具体的勘测处理，保证优质项目的快速反应。保证优质项目的快速反应。


技术研发人员：陶原 文接南 杜超超
受保护的技术使用者：绿色湾区（广东）能源服务有限公司
技术研发日：2023.05.16
技术公布日：2023/10/6