绝缘子高光谱检测技术与应用

本书全面系统地介绍了高光谱检测技术在电力系统绝缘领域的研究与应用。全书共分为6章，分别介绍了电力系统绝缘的背景与现状、高光谱检测技术的原理和方法、绝缘子污秽高光谱检测、绝缘子老化高光谱检测、绝缘材料腐蚀的高光谱检测和输电线路树障的高光谱检测。本书取材新颖、重点突出，全书面向工程实际问题，涵盖理论架构、模型建立、数据分析、应用实践，全面阐述了使用高光谱技术检测电力系统绝缘问题的原理和应用，为保障电力系统和牵引供电系统的安全运行提出了高光谱检测技术这一新思路。

四川省学术与技术带头人后备人选，四川省杰出青年人才，“千人计划”特聘专家

目录
第1章 输电线路防灾检测技术 1
1.1 输电线路 1
1.1.1 特高压输电概述 1
1.1.2 架空输电线路概述 4
1.1.3 我国输电线路现状 5
1.2 输电线路常见事故及检测 6
1.2.1 绝缘子污闪对输电线路影响 6
1.2.2 绝缘子老化对输电线路影响 10
1.2.3 杆塔腐蚀对输电线路影响 14
1.2.4 输电线路走廊树障的影响 17
1.3 本章小结 21
参考文献 21
第2章 高光谱技术原理与应用 23
2.1 高光谱概述 23
2.1.1 起源与发展概述 23
2.1.2 高光谱的基本原理与图谱特征 25
2.1.3 高光谱数据分析方法 30
2.2 高光谱成像系统 32
2.2.1 光谱分光 32
2.2.2 成像光谱仪的空间成像方式 34
2.2.3 成像光谱仪的发展 35
2.3 高光谱数据处理 36
2.3.1 高光谱数据校正方法 36
2.3.2 高光谱数据降维方法 38
2.3.3 基于机器学习的分类方法 42
2.4 高光谱技术的应用 49
2.4.1 农业监测 50
2.4.2 林业监测 51
2.4.3 环境监测 52
2.4.4 地质勘查 53
2.4.5 文物保护 53
2.5 高光谱在输电线路防护中的应用 54
2.6 本章小结 56
参考文献 57
第3章 绝缘子污秽高光谱检测 60
3.1 污秽等级的光谱识别方法与建模 60
3.1.1 污秽等级及试样制备 60
3.1.2 光谱成像及特性分析 61
3.1.3 污秽等级的建模 63
3.1.4 特征波段选择与特征波段建模 67
3.2 绝缘子积污信息高光谱提取 72
3.2.1 污秽盐密及试样的制备 72
3.2.2 光谱成像及特性分析 73
3.2.3 污秽盐密的建模 74
3.3 自然积污绝缘子污秽状态高光谱检测 84
3.3.1 自然积污绝缘子污秽等级检测 84
3.3.2 自然积污绝缘子污秽等值盐密的预测 93
3.3.3 自然积污绝缘子污秽分布可视化 97
3.4 本章小结 99
参考文献 100
第4章 绝缘子老化高光谱检测 102
4.1 绝缘子老化背景及影响因素 102
4.1.1 紫外辐射 102
4.1.2 电老化 103
4.1.3 热老化 104
4.1.4 化学因素 104
4.2 绝缘子老化试验及特性分析 105
4.2.1 紫外老化试验 105
4.2.2 电晕老化试验 107
4.2.3 其他老化试验 109
4.2.4 特性分析 110
4.3 绝缘子老化信息高光谱提取 118
4.3.1 高光谱老化检测原理 118
4.3.2 绝缘子老化高光谱数据预处理 120
4.3.3 绝缘子老化高光谱特征参数提取 121
4.3.4 绝缘子老化高光谱特征参数分析 122
4.4 绝缘子老化程度评估 126
4.4.1 老化评定指标 126
4.4.2 深度学习原理 127
4.4.3 结果对比分析 128
4.5 本章小结 130
参考文献 132
第5章 杆塔腐蚀状态高光谱检测 134
5.1 杆塔腐蚀的背景与研究 134
5.1.1 杆塔大气腐蚀背景与机理 134
5.1.2 碳钢大气腐蚀试验 137
5.1.3 碳钢腐蚀试验分析方法 137
5.2 人工试验平台与样品 139
5.2.1 中性盐雾试验平台 140
5.2.2 试样制备与分析 140
5.3 碳钢腐蚀等级分类及区域分布可视化 143
5.3.1 试样图像特征分析 143
5.3.2 试样腐蚀等级分类 151
5.3.3 试样腐蚀区域可视化 152
5.4 碳钢腐蚀成分识别及含量反演 153
5.4.1 混合像元分解 154
5.4.2 腐蚀成分光谱响应特征分析 155
5.4.3 混合像元高光谱解混结果分析 158
5.5 某500kV直流输电线路杆塔高光谱遥测分析 162
5.5.1 输电杆塔遥测光谱数据采集 162
5.5.2 输电杆塔遥测光谱数据处理 162
5.5.3 输电杆塔腐蚀等级识别 167
5.6 本章小结 169
参考文献 169
第6章 高光谱输电线路走廊树障检测 171
6.1 输电走廊树障概述 171
6.1.1 高光谱树种识别 173
6.1.2 激光雷达树种分类 175
6.1.3 基于高光谱与激光雷达融合树种分类 176
6.2 输电走廊树障测量 176
6.2.1 输电走廊树障识别检测 177
6.2.2 高光谱树障检测优势 179
6.3 高光谱树障种类识别 179
6.3.1 高光谱-LiDAR单木分割 179
6.3.2 高光谱-LiDAR单木特征提取 187
6.3.3 融合数据的单木种类识别方法 197
6.4 SAR树障高度检测 200
6.4.1 植被高度模型 200
6.4.2 植被高度反演 204
6.4.3 模型验证与结果分析 206
6.5 本章小结 209
参考文献 209