CN101944204B - 应用于电力系统的地理信息系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种应用于电力系统的地理信息系统，该系统包括：数据单元，存储二维地理空间数据及电网设备对象的属性信息；界面引擎单元，提供界面显示控件和消息机制，与用户进行交互；电网数据模型单元，用于访问数据单元以建立、维护电网设备模型并对电网设备模型进行网络分析；系统组件单元，用于调用界面引擎单元和电网数据模型单元的服务，包括地图显示及操作组件，用于实现地图的显示和对地图的操作；图层管理组件，用于提供管理工具以支持地图的显示；应用组件单元，包括电网建模组件，用于通过系统组件单元调用电网数据模型单元的服务，以对电网设备进行建模。通过该系统实现功能定制化和灵活扩展。

Description

应用于电力系统的地理信息系统

技术领域

本发明涉及地理信息系统（GIS，Geographic Information System），具体地涉及一种应用于电力系统的地理信息系统。

背景技术

在公司多年的输配电GIS项目实施过程中，存在实施周期长、成本高，系统稳定性、性能及图形展示效果难以得到有效的控制等困境。从技术层面来讲，现有输配电GIS系统已经非常复杂，而且模块间耦合度非常紧密。在以GIS图形为中心的系统中，图形展示的效果及效率十分重要，以往的系统存在图形显示质量差，操作反映速度缓慢，图形数据编辑繁琐等缺点。而且在电力GIS应用中，用户的需求也在随着时代的发展不断变化，为了应对这些变化就必须有一个功能可高度定制、扩展的系统。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于解决现有技术中存在的以上问题，通过可定制化的组件提供一种可定制化、可灵活扩展的地理信息系统，并提高GIS图形的显示效果及显示效率。

本发明实施例提供了一种应用于电力系统的地理信息系统，所述地理信息系统包括：数据单元，用于存储二维地理空间数据及电网设备对象的属性信息；界面引擎单元，用于提供界面显示控件和消息机制，与用户进行交互；电网数据模型单元，用于访问所述数据单元以建立、维护电网设备模型并对所述电网设备模型进行网络分析；系统组件单元，用于调用所述界面引擎单元和所述电网数据模型单元的服务，包括地图显示及操作组件和图层管理组件；所述地图显示及操作组件，用于实现地图的显示和对地图的操作；所述图层管理组件，用于提供管理工具以支持地图的显示；应用组件单元，包括电网建模组件，所述电网建模组件用于通过所述系统组件单元调用所述电网数据模型单元的服务，以对电网设备进行建模。

通过本发明实施例提供的上述技术方案，可改善地理信息系统的显示效果和提升显示效率，并提供了定制化的组件以实现系统功能的定制化和灵活扩展。采用本发明实施例的地理信息系统，在电力GIS应用项目中，可充分发挥本发明实施例的地理信息系统的定制性、可伸缩性等特点，通过适当配置和简单二次开发，短时间内即可部署一套功能完善的GIS应用系统，可大大降低项目的成本，缩减了项目的实施周期。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的地理信息系统的系统结构示意框图；

图2为本发明实施例的地理信息系统的地图浏览功能的示意图；

图3为本发明实施例的地理信息系统的图层控制示意图；

图4为本发明实施例的地理信息系统的图层设置示意图；

图5为本发明实施例的地理信息系统的三维场景功能展示的三维鸟瞰图；

图6为发明实施例的地理信息系统的三维场景功能展示的三维模型图；

图7为本发明实施例的拓扑分析引擎的内部结构框图；

图8为本发明实施例的专题图管理界面示意图；

图9为本发明实施例的地理信息系统的地图打印功能的示意图；

图10为本发明实施例的地理信息系统的设备管理功能的示意图；

图11为本发明实施例的地理信息系统的批量导入功能的示意图一；

图12为本发明实施例的地理信息系统的批量导入功能的示意图二；

图13为本发明实施例的地理信息系统的配置管理界面示意图；

图14为本发明实施例的方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种应用于电力系统的地理信息系统。本发明实施例的地理信息系统是一个以GIS数据模型为核心、以应用程序为载体，提供图形展示、信息查询、拓扑分析等GIS应用的系统平台。该平台采用C/S（Client/Server，客户端/服务器）架构与B/S（Browser/Server，浏览器/服务器）架构相结合的方式进行系统构建，同时采用多层次、组件式的系统框架，配套提供地图浏览、图形编辑、专题图、网络分析、出图打印等基础组件，并以二次开发包（SDK，Software Development Kit，软件开发工具包）的形式支持二次开发丰富多样的应用组件，以满足GIS系统日益增长的应用需求。

图1为本发明实施例的地理信息系统的系统结构示意框图。如图1所示，该地理信息系统包括：

数据单元10，用于存储二维地理空间数据及电网设备对象的属性信息；

界面引擎单元20，用于提供界面显示控件和消息机制，与用户进行交互；

电网数据模型单元40，用于建立、维护电网设备模型并对所述电网设备模型进行网络分析；

系统组件单元50，用于调用所述界面引擎单元20和所述电网数据模型单元40的服务，包括地图显示及操作组件501和图层管理组件502；所述地图显示及操作组件501，用于实现地图的显示和对地图的操作；所述图层管理组件502，用于提供管理工具以支持地图的显示；

应用组件单元60，包括电网建模组件601，所述电网建模组件601用于通过所述系统组件单元50调用电网数据模型单元40的服务，以对电网设备进行建模。

需要说明的是，本发明实施例的地理信息系统中，下层为上层提供服务，上层通过调用下层开放的接口来实现自身的功能，且不允许跨层调用。

以下详细说明本发明实施例的地理信息系统的各单元、各组件的功能。

系统组件单元50，用于提供基础GIS功能。基础GIS功能主要包括地图空间操作功能和图层管理功能。其中，地图显示及操作组件501用于负责地图空间操作，包括地图基本操作功能（缩放、漫游、全景、视图切换、刷新、对象选择、定比设定、高亮与闪烁清除等）、地图辅助浏览窗口、量测、快捷键及右键、捕捉与正交等空间操作工具集。图层管理组件502用于负责提供图层管理功能，提供图层管理工具、图符管理工具、动态标注管理工具、突出显示管理工具、地图坐标管理工具等多个管理工具，利用其中任一个或任意多个管理工具为地图正确、美观显示提供支持。请参阅图2-图4所示，图2为本发明实施例的地理信息系统的地图浏览功能的示意图。图3为本发明实施例的地理信息系统的图层控制示意图。图4为本发明实施例的地理信息系统的图层设置示意图。此外，本发明实施例的地理信息系统采用分层技术，将同类数据元素归纳提取到相同图层，建立相应图层数据结构。系统中包含背景图分层信息、电网图分层信息、其它图层组分层信息。

应用组件单元60，包含电网建模组件601，电网建模组件601用于通过系统组件单元50调用电网数据模型单元40的服务，以对电网设备进行建模。具体地，GIS系统中最重要的是数据，这些数据有些来自于其他系统的数据交换接口，有些来自于用户的输入。现有技术中常规的做法是根据用户的业务需要直接编写代码操纵数据，以实现数据新增与编辑，这种做法存在的最大的问题是难以应对业务需求的复杂多变，而且也很难给用户提供一种风格统一的数据录入方式。而本发明实施提供的电网建模组件601，也即数据建模引擎，克服了现有技术存在的上述问题。电网建模组件601通过电网数据模型单元50提供的接口，将不同的建模业务进行抽象，不同的建模业务被抽象成一个个引擎对象，如果随着业务的扩展已有的建模功能不再满足用户需要，只需增加或更换个别引擎对象即可，不影响其他建模业务。其中，引擎对象与建模业务之间为一一对应的关系，一个引擎对象实现了一种建模业务，一个具体的建模业务可以为例如：绘制加快导线、绘制变电站、绘制开关等。

本发明实施例的地理信息系统提供对变电站（包括站内一次设备）、架构、主变、主控楼、架空线路、电缆线路、杆塔、电缆头、隧道、杆上开关、杆上变压器及杆附属物等多种电网设施的建模功能，同时，还提供了交叉跨越、背景地物、污区等图形的绘制功能。本发明实施例的地理信息系统根据设备间的业务逻辑关系进行归纳，建立各设备图层组，并通过相关数据进行数据模型的建立。在电网建模的过程中，本发明实施例的地理信息系统提供便捷的工具，完成对架空线路、电缆线路、变电站、发电厂、配电室、高压用户等电网要素的绘制。

电网数据模型单元40包括：与电力设备相对应的电网设备模型401；供所述系统组件单元50或者外部系统调用的接口，包括供系统组件单元50调用的内部接口和供外部系统调用的外部接口，其中，内部接口（图中示绘示）包括以下中的至少一个：网络分析接口、建模接口、查询接口、拓扑分析接口、设备管理接口；外部接口402也称外部数据访问接口，用于与其它系统进行交互；三维场景组件403，用于构建三维场景模型，并根据用户输入的电网设备模型的属性信息定位到所述电网设备模型在所述三维场景模型中的位置；以及三维动态建模组件404，用于读取被建模对象二维地理空间数据的平面坐标信息；根据所述被建模对象的类型获得所述被建模对象的属性信息；根据所述平面坐标信息和所述属性信息构建出所述被建模对象的三维模型。其中，电网设备模型包括以下中的至少一个：杆模型、架空线模型、电缆模型、电缆接头模型、电力隧道模型、电力井模型、变电站模型、变压器模型。

基于面向对象和COM技术的电网数据模单元50是本发明实施例的地理信息系统中的核心部分，整个系统围绕着电网数据模型进行运作。电网数据模型根据电力业务对电网中常用的电力设备如杆塔、架空线、变压器等进行抽象以生成相应的电网对象模型，成为电网数据模型中具有行为和属性的对象，并以空间数据存储为基础同时提供丰富的访问接口，使上层应用在使用电网数据模型时只需考虑真正的业务应用，而不用关心具体的创建、查询、存储等的实现，从而极大地提高了应用开发效率和程序的健壮性。

本发明实施例的地理信息系统提供三维场景组件，可根据二维数据信息自动生成相应三维模型，三维场景支持各种影像和矢量数据。请参阅图5-图6，图5为本发明实施例的地理信息系统的三维场景功能展示的三维鸟瞰示意图；图6为发明实施例的地理信息系统的三维场景功能展示的三维模型图。在传统的三维虚拟现实系统中，三维场景与模型仅能展示空间信息，用户只能被动地查看场景中静态的三维空间数据，无法进一步获取更详细的信息与资料，这种信息提供方式不能很好的满足用户对三维空间信息与属性信息的同步查询的需求，并在一定程度上束缚了用户的管理思想。本发明实施例的地理信息系统采用了三维场景组件403，通过该功能组件可以展示真实的三维场景和模型，而且同二维地图中的电网对象统一考虑形成一个整体，无论在三维场景还是在二维地图，均可以通过属性信息框、鼠标提示等交互方式实时显示该对象的详细信息以及其关联的电子文档，二维地图和三维场景可同时显示并实现了双向定位，使用户实时了解在三维场景中的详细位置，并可以根据设备模型的名称、材质等属性信息迅速地查询和精确定位到该设备在三维场景中的位置。这种三维系统与二维GIS相结合的系统架构，即同时操作查看二维地图和三维地图，且两者共享相同的数据源的方式，弥补了三维虚拟现实系统在信息获取方面的不足，又增强了二维GIS系统的用户体验。

传统系统中的三维场景与模型总是采用人工静态建模的方式，静态建模具有工作量大、成本高、难以更新维护等弊端，造成项目运行后难以形成准确有效的三维模型数据，很难达到信息查询、对比分析和辅助决策的目的。考虑到系统的实用性和场景模型可维护性，本发明实施例的地理信息系统的电网数据模型单元具有三维动态建模组件404，该功能组件根据二维地理空间数据进行三维动态建模。进行三维动态建模的处理过程包括如下步骤：首先，读取被建模对象二维地理空间数据的平面坐标信息；然后，根据对象类型取出例如：高程、材质、物体大小等被建模对象的属性信息；最后，根据上述平面坐标信息和这些属性信息自动构建出该被建模对象的三维模型。其中，对象类型指对电网模型中不同对象的分类，比如电线杆、架空线、开关设备等。

而且，三维动态建模的方式无需专门维护人员进行模型创建和场景更新工作，而是随着二维地理空间数据及相关设施数据的变化自动更新。数据维护人员对二维地理空间数据进行维护更新时，比如线路绘制或杆塔设备绘制等，电网建模组件601调用电网数据模型的相应接口，电网数据模型统一对这些操作进行处理，并将处理事件通过消息机制发送给其他组件，其中三维动态建模组件404收到该消息后即通过二维对象的空间坐标以及尺寸描述等属性信息进行相应三维场景模型的自动创建。同样地，当数据维护人员进行删除或其它编辑操作时，同步进行对三维模型的维护工作。同步更新可大大提高工作效率，从而使系统的场景维护具有可行性，并大大降低三维数据维护更新费用。

在本发明的一可选实施例中，电网数据模型单元40还可以进一步包括：通用GIS网络分析组件405，用于对分析应用进行抽象，并提供分析方法和分析结果展示接口。具体地，通用GIS网络分析组件405，具体可以用于选择分析网络、指定分析标志以及选择分析方式；抽象出所述分析应用具备的属性和方法。在一个实施例中，分析网络包括电网或者路网；分析标志包括起始点、终止点或者障碍点；分析方式包括连通分析、最短路径分析或者流向分析，或者上述基本分析功能的组合；分析应用具备的属性包括名称、图标、类别中的一个或多个；以及，分析应用具备的方法包括开始分析、停止分析或者清空结果。

图7为本发明实施例的通用GIS网络分析组件405的内部结构框图。空间数据的应用除了显示和查询外，拓扑分析也是很重要的部分，本发明实施例提供的从简单的路径分析到复杂的电网带电状态分析都给系统用户带了很大的方便。请结合参阅图1和图7，通用GIS网络分析组件405和电网建模组件601一样和电网数据模型紧密结合，对分析应用进行抽象，并根据电网特点提供若干常用的分析方法和分析结果展示接口，方便了上层分析应用的开发。本发明实施例的通用GIS网络分析组件405采用面向对象理念设计，可创建点、线、面的拓扑结构，并可通过图形属性和拓扑结构进行GIS查询、分析；可进行缓冲区、最短路径分析、最佳路径分析；可进行多边形叠加与溶解。

可选地，本发明实施例的用于电力系统的地理信息系统还可以进一步包括：包含于应用组件单元之内的专题图组件603。专题图组件603，用于根据电网设备模型的属性，以相应的样式进行显示，并根据需要过滤部分对象的显示，以定制出专题图。上述专题图包括以下中的至少一个：输电交叉跨越图、配电线路单线图、输电地理接线图、线路逻辑图、电网系统图。

专题图是GIS系统的重要组成部分，通常用于反映一类或多类对象的特定性质。在传统的GIS系统中，针对不同专题图往往采用各自独立的实现方案，各专题图之间的关系不够清晰，而且随着业务需求的增长，很难新增在设计时没有考虑到的新专题图。本发明实施例的地理信息系统提供的自定义专题图组件603可以在电网数据模型的基础上方便地定制出各种专题图，对于专题图种类的数量没有进行限制，理论上可以定制出各种专题图。在本发明实施例中，专题图组件提供专题图的新增、修改、加载及管理等功能，用以生成、查看和组织电网数据应用相关的大部分专题图数据。请参阅8，图8为本发明实施例中作为示例的专题图管理界面示意图。系统同时提供美化工具，允许用户修改设备的位置等（如：移动杆的位置，改变架空线的长度），修改专题图不影响现实的运行数据。此外，本发明实施例的地理信息系统还提供各种专题图的生成、编辑、浏览、输出和打印功能。

根据业务分析，专题图的核心部分是根据模型对象的属性以不同的样式渲染出来，以及根据需要过滤部分对象的显示。自定义专题图组件提供的接口包含了针对符号渲染、属性信息过滤、空间信息过滤、运行时变量等描述信息。使得新增专题图应用抽象成为了对专题图描述信息的构建和组织，再配合自定义专题图组件提供的数据存储接口，极大地提升了专题图应用的开发效率和质量。

此外，在本发明的一可选实施例中，应用组件单元还可以进一步包括：查询定位组件604，用于执行图形检索、i查询、快速查询、高级查询、设备型号查询或者字典查询。空间查询本着通用、简单、易用的设计原则设计开发，分为图形检索、i查询、快速查询、高级查询及设备型号与字典查询。其中图形检索、i查询、快速查询为产品默认配置查询种类，其它查询可根据组件化应用原则，需要时可按需加入。

其中，i查询用于查询对象的属性信息，可一次查询多个种类的多个对象，查询结果可以以表格方式展示，查询时采用在地图框选对象的方式进行操作。快速查询用于在已知对象的某属性值的情况下（如：名称）快速地查询出某对象的详细信息。高级查询用于在已知对象的多个属性的情况下对对象进行精确查询。设备型号查询用于查询各种电网设备所具备的已知型号及其型号参数。字典查询用户查询系统中预先维护的字典项。

可选地，应用组件单元还可以进一步包括：打印出图组件605，用于将地图以页面打印的方式直接打印输出，或者将数据导以指定格式导出，例如将数据方便地导出为较常用的数据格式，例如DWG、EXCEL表格、JPEG图片、SVG矢量图等，或者将用户通过配置实现的统计报表进行导出。本发明实施例的地理信息系统提供方便的图形的打印功能，可以将地图以页面打印的方式直接打印输出。为了达到数据的有效共享，提供了数据导出和打印两种输出方式。除打印导出空间信息数据之外，平台数据导出能够配合系统查询，将符合用户要求的数据结果导出到Excel文件中，导出的数据文件用户可再次调整或保存；数据导出也可将用户通过配置实现的统计报表进行导出。请参阅图9，图9为本发明实施例的地理信息系统的地图打印功能的示意图。

请继续参阅图1，电网分析组件602，用于提供基于电网设备拓扑连接关系的网络分析应用，常用分析应用有：供电电源分析、线路供电半径分析、电网环路检查、停限电模拟分析等。

其中，供电电源分析是指通过网络分析查找用户指定电力设备的电源设备的分析功能。用户可以通过接口输入或使用鼠标在图形窗口中选择需要分析的设备，系统自动查找设备的电源设备。突出显示分析设备、电源设备、二者之间的导线、杆塔及相关设备，并使用属性表格将各个设备的属性展示出来。

线路供电半径分析可通过分析条件选择一条或多条线路，系统根据当前电网拓扑关系，实时计算线路的供电半径，并同标准供电半径进行比对，报警供电半径过长线路。

电网环路检查指在电网运行的情况下，可以检测SCADA系统和配电自动化系统信息或模拟拉合开关信息，当发生开关变位时自动检测是否发生环路。当检查到存在环网时，自动突出显示环网路径，并发出报警。

停限电模拟分析是指通过模拟电网中开关的变位操作，分析开关变位影响的杆塔范围、导线范围，配电变压器、配电室和高压用户，分析停电期间影响的售电量，同时使用图形和列表的形式展示分析结果。

设备管理组件606，用于提供对系统中电网设备的管理应用，管理应用包括设备树状列表、设备的查询等。其中设备树状列表是指业务系统开发人员通过配置界面中为业务系统建立查询设备树。为设备维护上下级设备关系。为每个设备设置操作功能（新增、删除、编辑、定位等）。设备查询应用用于提供给用户一个检索系统中电网设备的入口，并在查询结果中详细展示设备的详细信息。请参阅图10，图10为本发明实施例的地理信息系统的设备管理功能的示意图。

可选地，本发明实施例的地理信息系统还提供了数据导入接口组件，通过该接口组件可平滑转换已有电网数据到本系统的数据模型。图11为本发明实施例的地理信息系统的批量导入功能的示意图一；图12为本发明实施例的地理信息系统的批量导入功能的示意图二。

可选地，系统组件单元还可以进一步包括：配置管理组件503，用于对所述地理信息系统中各组件的参数进行设置，和/或提供使用户进行个性化设置的配置项。配置管理功能为产品级功能，本发明实施例的地理信息系统提供强大而灵活的配置管理功能，包括平台配置及应用配置。平台配置提供基本配置功能，应用配置是对每个具体应用模块中的某些参数进行配置。同时本发明实施例的地理信息系统提供了个人/用户个性化设置，用户可随意定制系统界面及功能展现，系统本次正常退出后，再次登录时可显示此用户自己配置效果。配置管理中将配置项以多级目录树状结构分类组织，将众多可配置管理项目进行合理、有序规划，方便检索查询与配置操作。请参阅图13，图13为本发明实施例的地理信息系统的配置管理界面示意图。

可选地，所述地理信息系统还可以进一步包括：工具类组件单元30；该工具类组件单元30包括以下中的至少一个：XML（extensible markup language，可扩展标记语言）文件操作组件、INI（系统初始化设置文件的扩展名）文件操作组件、数据库操作组件、工具函数类组件、系统异常处理组件、调用Webservice组件、视频浏览器组件、DWG（AutoCAD的图形文件扩展名）浏览器组件、SVG（Scalable Vector Graphics，可变动的向量绘图形文件）浏览器组件、文档浏览器组件、进度条组件。

以下对本发明实施例的地理信息系统包含的其它组件进一步说明。请继续参阅图1，其中，快速检索组件，用于提供快速查询应用，用户通过该应用能够迅速找到想要的设备信息。系统登录或注销组件，用于系统的登录和注销操作，用户通过输入用户名、密码进行系统登录。图形对象编辑组件，用于编辑地图中的各种图形对象，对象类型可以是“点”、“线”、“面”，并可对图形对象进行移动、旋转、节点编辑等操作。主地图组件，用于展示系统的主地图。GPS数据导入组件，用于提供数据导入应用，将使用GPS采集到的电网数据批量地导入到系统中。操作日志管理组件，用于记录和查询用户在使用系统时产生的操作信息。鼠标提示组件，用于提供鼠标提示应用，该应用在用户鼠标移动到某电网设备上时会进行相应的信息提示以方便用户的操作。输电三线图组件，用于提供输电三线图应用，该应用用于查看和编辑一条输电线路的“三线图”。一次图组件，用于管理变电站、配电站室的一次设备接线图。污区图组件，用于提供污区图管理应用，污区图管理用于生成和查看污区图。线路平断面图组件，用于提供线路平断面图应用，该应用可生成和查看输、配电线路的断面图。线损图组件，用于线损图组件用于线损图应用，该应用将电网线损计算结果直观地展示在地图中。

权限管理组件，用于验证和管理用的权限，在系统中不同的用户和角色是拥有不同的权限的，不同用户登录进来后所能使用的功能不同。系统帮助组件，用于在用户操作时提供及时的帮助信息。系统日志组件，用于记录系统在运行时所产生的日志。系统提示信息组件，用于规范系统的提示信息，各应用组件通过调用系统提示信息组件向用户输出风格统一的系统提示信息。弧垂计算组件，用于提供架空导线的弧垂计算算法。拼音检索组件，用于根据汉语拼音检索系统中的电网数据。条件检索组件，用于根据各种条件设置检索系统中的电网数据。设备树组件，用于根据组织好的树状电网设备信息通过树形列表进行展示。线损计算组件，用于提供电网线路损耗（理论值、实际值）的计算算法。定位功能组件，用于根据输入信息在地图中定位电网设备。属性编辑界面组件，用于为应用组件提供风格统一的电网设备属性编辑界面。附件管理组件，用于管理电网设备的附件信息（通常为文档、照片等）。地图布局组件，用于地图出图打印时确定打印范围、打印比例、地图整饰（指北针、图例、图符表）等信息。

XML文件操作组件，用于提供读写XML文件的统一调用接口。INI文件操作组件，用于提供读写INI文件的统一调用接口。数据库操作组件，用于提供连接数据库、读写数据库等操作的统一调用接口。工具函数类组件，用于提供一批常用工具函数供各组件调用。系统异常处理组件，用于捕获系统运行时产生的异常并做出相应处理，必要时用于收集程序的错误报告。调用Webservice组件，用于提供对Webservice调用的统一接口。视频浏览器组件，用于提供对视频文件浏览播放的统一接口。DWG浏览器组件，用于提供对DWG文件浏览查看的统一接口。图片浏览器组件，用于提供对图片文件浏览查看的统一接口。SVG浏览器组件，用于提供对SVG文件浏览查看的统一接口。文档浏览器组件，用于提供对文档文件浏览查看的统一接口。进度条组件，用于提供对各功能进度信息展示的统一接口。

进一步地，本发明实施例的地理信息系统支持二次开发。该系统的数据模型、系统框架以及配套的组件都提供了高度的可定制性和可扩展性，该系统的二次开发包（SDK）提供强大的开发接口，可快速高效地开发出各种新的应用。以下对本发明实施例的地理信息系统的二次开发功能进行描述。

本发明实施例的系统提供灵活的二次开发支持，支持多种常用的开发语言对平台进行二次开发（C++、JavaScript、Python等）；本发明实施例的系统提供的二次开发工具包中包含详细的接口介绍文档和辅助工具，从而可方便地建立一个二次开发组件项目工程，快捷地编写扩展组件；本发明实施例的系统提供丰富的API接口，分别在组件调用、图形操作、拓扑分析、用户交互等方面提供支持。

表1为本发明实施例的地理信息系统所支持的模块列表。

表1

以下描述应用本发明实施例地理信息系统于电力GIS项目中的实施过程。

需求分析阶段。在使用本发明实施例的地理信息系统进行项目实施时，首先要根据客户的需求进行需求分析，本发明实施例的地理信息系统在设计时，针对电力业务主要考虑功能的通用性和定制性，而实际需要实施的GIS项目会因为地域、用户管理方式的不同而存在差异，因此在需求分析阶段，主要对比现有地理信息系统的通用功能与用户需求之间的差异，并输出详细的需求规格说明文档。

定制电网模型阶段。在用户需求经过确认之后，首先要对系统的电网数据模型进行定制，因为整个系统是以电网模型为中心的，所以对电网模型的定制尤其重要。本发明实施例的地理信息系统所使用的电网数据模型已充分考虑了各种电网设备类型和关系，拥有灵活的结构和丰富的数据接口，一般来说此定制过程主要是对模型的适当裁剪或扩充以达到满足用户使用的目的，比如某些用户对某类电力设备尤其关注，则需要在模型里体现出来。

定制系统组件阶段。在数据模型确定之后，整个系统的基础已经基本确认，接下来的工作是对系统各基础组件的定制。考虑到在实际项目中用户的需求范围会根据其经济实力和业务关注点的不同而存在基础功能的需求差异，比如有些用户需要在三维场景中查看电网，而有些用户仅需要在二维地图中查看，有些用户需要复杂的可定制专题图，而有些用户仅需要简单专题图。这时就需要适当裁剪基础系统组件。某些单个系统组件本身也需要定制，比如同样是专题图组件，会根据用户的不同要求来定制其显示风格和内容。

定制应用组件阶段。根据本发明实施例的地理信息系统所实施的GIS系统，其业务功能主要在应用组件中体现出来，本发明实施例的地理信息系统本身已包含大量的通用应用组件，涵盖从地图浏览到电网建模，从数据导入到打印出图等大量应用功能，但是和定制系统组件阶段一样，应用组件同样需要根据用户需求的差异进行裁剪，同时单个的应用组件也可以定制其操作风格。

二次开发阶段（可选）。经过以上几个阶段的定制，已经基本确立了实施项目所包含的业务功能范围，如果该范围满足用户实际需求范围，则说明在不进行任何编码开发工作的情况下，已经具备实施一个电力GIS系统的条件。不过，本发明实施例的地理信息系统在设计时并未在业务应用层面做到一个大而全的平台，而是将主导权交给了最终用户，所以它提供了一套灵活的二次开发机制，平台提供的二次开发工具包（SDK）支持在项目实施阶段对平台功能进行无限扩展。具体可见前面的二次开发介绍。

定制界面阶段。本发明实施例的地理信息系统的界面引擎和主界面框架提供了灵活的接口和界面皮肤支持，在具体项目实施中可定制系统的欢迎画面、窗口标题、“关于”画面、控件显示风格等，实现了系统界面的高度个性化。

本发明实施例的有益技术效果在于：

一方面，本发明实施例提供的技术方案可改善地理信息系统的显示效果并提升显示效率。

另一方面，利用本发明实施例的地理信息系统可迅速搭建一个以电网数据为中心、以GIS图形为应用的信息系统。电网GIS系统将作为电力公司一体化企业级信息集成平台的有力支撑和重要数据来源，为资产管理、安全生产和营销客服等专业系统提供电网空间信息的公共支持。

再一方面，采用本发明实施例的地理信息系统，在电力GIS应用项目中，可充分发挥本发明实施例的地理信息系统的定制性、可伸缩性等特点，通过适当配置和简单二次开发，短时间内即可部署一套功能完善的GIS应用系统。而且，本发明实施例的地理信息系统提供了组件式开发的功能，各组件之间相互独立，因此增加或更换任意组件不影响其他组件和系统的运行。本发明实施例的地理信息系统采用组件与插件相结合的开发、应用模式，将系统应用的差异体现在组件级，组件间的耦合度较松，可插拔性高。新增的业务需求可通过扩充插件来完成，不需要或只需很少的代码。利用本发明实施例的地理信息系统可实现一个完整的GIS项目的快捷实施，快速搭建系统，降低项目管理风险，缩短开发、实施周期，减少项目成本。

本发明实施例还提供了一种提高地理信息系统的显示效率的方法，图14为本发明实施例的方法的流程图。如图14所示，该方法包括如下步骤：

S1401、在内存中建立电网数据模型结构的拷贝；

S1402在所述地理信息系统启动时，利用多线程技术（Multi-threaded）将电网数据模型中的数据预读入所述内存中进行管理。

可选地，该方法还可以进一步包括如下步骤：

当所述地理信息系统未预读入完成内存数据模型时，先使用服务端中的数据模型，其中所述内存数据模型是所述电网数据模型中的数据在所述内存中的拷贝；当所述内存数据模型预读入完成后，再切换回所述内存数据模型。

在GIS系统中，较低图形的显示效率会对用户体验造成不良影响，为了解决显示效率问题，即提高图形的显示效率，本发明实施例的地理信息系统首先从数据着手，设计出合理的电网数据模型，鉴于目前的空间图形数据量较大，而且频繁的磁盘操作是效率的瓶颈，故然后采用将电网数据模型进行内存化的技术，即电网模型中的数据采用缓存到内存等手段以提升系统的效率。

具体实现方式是，首先，电网模型在内存中建立电网数据模型结构的拷贝，然后，在程序启动时利用多线程技术将电网数据模型中频繁使用的数据预读入内存中进行管理，由于内存的读取效率比磁盘的读取效率高的多，故使用此方法可将显示效率提高10倍以上。

内存数据模型是电网数据模型在内存中的拷贝，采用此方法的重点是同步内存中的数据模型和数据库中的数据模型，本发明实施例的地理信息系统采用多线程技术动态切换内存数据和远程数据库数据，在系统未加载完成内存数据模型时可以先使用远程数据库中的数据模型，当内存数据模型缓存完成后，再切换回内存数据模型，并在切换期间实现了平滑过渡，兼顾了系统执行效率与用户使用体验。切换时采用动态更换空间数据源的技术手段实现平滑过渡，数据源是指数据的存储位置（数据库、文件或者内存）。

本发明实施例的地理信息系统具有内存化数据模型的功能。该系统对数据结构进行了优化，从基础的电网数据到系统的配置数据都支持预读到内存中进行管理，在目前内存资源不断廉价、磁盘速率未能提升的情况下，采用内存化数据模型可极大地提升系统性能。此外，本发明实施例的地理信息系统采用安全、审计及异常处理机制，使得操作错误不会导致死机或系统异常退出现象，从而提升了系统的稳定性。同时，本发明实施例的地理信息系统还具备数据备份及数据恢复功能，使得数据安全可靠、不易丢失。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（Read-Only Memory，ROM）或随机存储记忆体（Random AccessMemory，RAM）等。

以上实施例仅用以说明本发明实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种应用于电力系统的地理信息系统，其特征在于，所述地理信息系统的内存中建立有电网数据模型结构的拷贝，在所述地理信息系统启动时，利用多线程技术将电网数据模型中的数据预读入所述内存中进行管理；所述地理信息系统包括：

数据单元，用于存储二维地理空间数据及电网设备对象的属性信息；

界面引擎单元，用于提供界面显示控件和消息机制，与用户进行交互；

电网数据模型单元，用于访问所述数据单元以建立、维护电网设备模型并对所述电网设备模型进行网络分析；所述电网数据模型单元包括：与电力设备相对应的电网设备模型；供所述系统组件单元或者外部系统调用的接口，所述供系统组件单元调用的接口包括以下中的至少一个：网络分析接口、建模接口、查询接口、拓扑分析接口、设备管理接口；所述供外部系统调用的接口包括：外部数据访问接口；三维场景组件，用于构建三维场景模型，并根据用户输入的电网设备模型的属性信息定位到所述电网设备模型在所述三维场景模型中的位置；三维动态建模组件，用于读取被建模对象二维地理空间数据的平面坐标信息；根据所述被建模对象的类型获得所述被建模对象的属性信息；根据所述平面坐标信息和所述属性信息构建出所述被建模对象的三维模型；以及通用GIS网络分析组件，用于对分析应用进行抽象，并提供分析方法和分析结果展示接口；

系统组件单元，用于调用所述界面引擎单元和所述电网数据模型单元的服务，包括地图显示及操作组件和图层管理组件；所述地图显示及操作组件，用于实现地图的显示和对地图的操作；所述图层管理组件，用于提供管理工具以支持地图的显示；

应用组件单元，包括：电网建模组件，所述电网建模组件用于通过所述系统组件单元调用所述电网数据模型单元的服务，以对电网设备进行建模；以及专题图组件，用于根据电网设备模型的属性，以相应的样式进行显示，并根据需要过滤部分对象的显示，以定制出专题图。

2.根据权利要求1所述的应用于电力系统的地理信息系统，其特征在于，所述电网设备模型包括以下中的至少一个：

杆模型、架空线模型、电缆模型、电缆接头模型、电力隧道模型、电力井模型、变电站模型、变压器模型。

3.根据权利要求1所述的应用于电力系统的地理信息系统，其特征在于，

所述通用GIS网络分析组件，具体用于选择分析网络、指定分析标志以及选择分析方式；抽象出所述分析应用具备的属性和方法。

4.根据权利要求3所述的应用于电力系统的地理信息系统，其特征在于，

所述分析网络包括电网或者路网；

所述分析标志包括起始点、终止点或者障碍点；

所述分析方式包括连通分析、最短路径分析、流向分析或上述分析的组合；

所述分析应用具备的属性包括名称、图标、类别中的一个或多个；以及，

所述分析应用具备的方法包括开始分析、停止分析或者清空结果。

5.根据权利要求1所述的应用于电力系统的地理信息系统，其特征在于，所述专题图包括以下中的至少一个：

输电交叉跨越图、配电线路单线图、输电地理接线图、线路逻辑图、电网系统图。

6.根据权利要求1所述的应用于电力系统的地理信息系统，其特征在于，所述应用组件单元还包括：

查询定位组件，用于执行图形检索、i查询、快速查询、高级查询、设备型号查询或者字典查询。

7.根据权利要求1所述的应用于电力系统的地理信息系统，其特征在于，所述应用组件单元还包括：

打印出图组件，用于将地图以页面打印的方式直接打印输出，或者将数据以指定格式导出，或者将用户通过配置实现的统计报表进行导出。

8.根据权利要求1所述的应用于电力系统的地理信息系统，其特征在于，所述系统组件单元还包括：

配置管理组件，用于对所述地理信息系统中各组件的参数进行设置，和/或提供使用户进行个性化设置的配置项。

9.根据权利要求1所述的应用于电力系统的地理信息系统，其特征在于，所述地理信息系统还包括：工具类组件单元；

所述工具类组件单元包括以下中的至少一个：XML文件操作组件、INI文件操作组件、数据库操作组件、工具函数类组件、系统异常处理组件、调用Webservice组件、视频浏览器组件、DWG浏览器组件、SVG浏览器组件、文档浏览器组件、进度条组件。

10.根据权利要求1所述的应用于电力系统的地理信息系统，其特征在于，所述管理工具包括以下中的至少一个：

图层管理工具、图符管理工具、动态标注管理工具、突出显示管理工具、地图坐标管理工具。

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