CN103150412A - 基于空间数据挖掘技术的电力设施选址方法 - Google Patents

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Abstract

本发明定义了一种借助三维地理信息系统，在空间内对电力设施进行辅助选址的方法。使电力设施如电线杆塔在实践布设选址之前，先得到一个或多个优化选址的方案，并在三维地理信息系统里展示，给使用者以直观的展示结果。为最终相关工作人员实际选线、选址工作提供真实、可信、直观、科学的结果，极大的提高了工作效率，减少了实地测量的工作量和费用。

Description

基于空间数据挖掘技术的电力设施选址方法
技术领域
本发明涉及电力设施选址施工前，采用空间数据挖掘技术对电线杆塔等电力设施进行选址、布设优化的方法，特别适用于电力施工过程中，提高工程决策智能化能力。
背景技术
随着数据采集技术的增强，地理信息技术的广泛应用，电力相关的数据种类越来越多。如何在这些纷繁复杂的数据中筛选出对选址布线有利的数据，并辅助实际施工过程，提供相应的参考意见，成了当前研究的热门技术。但是由于选址相关因素众多，目前现有选址方法一般存在考虑不周全、分析不细致、分析结果指导性不强等问题。
发明内容
本发明基于空间数据挖掘技术的电力设施选址方法旨在提供一种使用空间地理信息技术和数据挖掘方法对相关电力数据进行筛选、挖掘、分析的方法，使电力设施如电线杆塔在实践布设选址之前，先得到一个或多个优化选址的方案，并在三维地理信息系统里展示，给使用者以直观的展示结果。为最终相关工作人员实际选线、选址工作提供真实、可信、直观、科学的结果，极大的提高了工作效率，减少了实地测量的工作量和费用。
本发明基于空间数据挖掘技术的电力设施选址方法的技术方案如下：
第一步：三维场景建立
电力设施选址所需考虑的因素有：地形、地质、地物条件、对周边其他物体的影响程度、运行维护的难易程度、设备的消耗量、所需投资金额、技术实现难易度等，具有涉及面广、数量繁多复杂等特点。同时很多因素如经济、政治等因素一般以文字形式存在的，不易量化。
整理数据的过程包括：
(1)数据分类：将数据分为空间数据和非空间数据两大类；
(2)数据量化：将文字形式表述的因素通过与选址的相关性，借用权重值来进行表述，数值越大，表示相关性越高，建立各类数据之间的关联。
空间数据和非空间数据借用上述形式转化为量化的三维空间权重值，和其他基本三维空间要素结合起来，可以建立起三维空间场景；
第二步：场景数据筛选
根据三维空间地形、空间内各区域地质情况、空间各类矢量区域来对于场景数据进行筛选。在此过程中，量化的选址权重值是筛选的重要依据，根据权重值可以快速得到三维空间中各类对选址有相对较大影响因子的的数据。这些数据将作为之后进行各类选址运算的基础数据，对选址结果有重要影响。
第三步：建立被动辐射空间
对于三维空间中被动受到电力设施影响的设施(建筑，楼宇，特定区域)而言，建立被动辐射空间的过程，就是逆向推算出被电力设施影响程度因子的过程，按照该设施受到电力设施的影响因子大小而设定被影响范围。在三维场景中，被动辐射空间被展现为三维物体的影响蔓延到空间中的效果。由于受到电力设施影响的设施数量众多，所以需要对每一个受到影响的设施都进行类似运算，然后对于所有被动辐射空间取并集，得到被动辐射空间。
第四步：建立主动辐射模型
按照选址过程中各类电力设施辐射影响能力的不同，可以分别对于各类不同的电力设施的主动辐射能力建立主动辐射模型。按照电力设施的各项参数，针对于三维空间的影响范围，可以得到每一类电力设施的辐射区域，当需要多个电力设施安置在空间中时，可以对所有的设施求并集，得到电力设施的主动辐射模型。
第五步：模型空间匹配
在三维空间中，对于被动辐射空间求补集，得到三维空间中除被动辐射空间以外的三维区域，在此基础上，将已知的主动辐射模型和上述区域进行交集求解，当交集取得最大值时，得到想要的值。
第六步：选址空间展现
当得到选址空间以后，在三维系统中可以将相应的电力设施分布在选址空间中，使得电力设施不会干涉到各类被动辐射空间，以合理的方式展现出来。
附图说明
图1是本发明基于空间数据挖掘技术的电力设施选址方法的流程图。
具体实施方式
实施例一：
首先，确定计算区域A。
第一步：制作区域A的DTM，根据区域A的实际情况建立三维GIS基础-DTM，基于三维地理信息展示平台，通过整合航空或者卫星照片，DEM数据，合成具有真实坐标和起伏的三维地形，然后通过加载三维模型、文字标注、矢量数据等资料，构建区域A三维场景，对于重点关心区域地形、地貌、地物条件、对周边其他物体的影响程度，可以使用高分辨数据构建细致、真实的三维场景。同时，建立场景内各种建筑物的电力辐射承受模型；
第二步：在空间场景A中，根据需要选址的电力设施的要求，在场景中根据环境的地形、地质情况以及某些特定避让区域的矢量信息，初步筛选出适合选址的空间区域B；
第三步：在空间区域B中，将包含在空间内每个建筑物按其被动辐射的可承受能力折算出其辐射缓冲距离。之后以建筑物形心为中心、其辐射缓冲距离为半径，在空间场景中形成一系列的辐射缓冲区。将这些辐射缓冲区在空间区域B中取补集，所得空间即为场景A内的被动辐射空间C；
第四步：根据所需选址的电力设施的尺寸、形状和辐射特性等参数，建立电力设施的主动辐射模型D。该模型的建立流程为，首先建立电力设施的三维模型，通过其辐射特征折算出其主动辐射半径，将三维模型在其表面垂线方向以主动辐射半径进行扩散，所得到的体即为主动辐射模型D。
第五步：在被动辐射空间C中按所需力度划分单元网格，将主动辐射模型D放入被动辐射空间C中。按单元格移动主动辐射模型D，同时记录D可以被C完全包含的位置。取这些位置的全集，所得结果即为可选址位置集合E。
第六步：将可选址位置集合E根据所需选址的电力设施的形状尺寸进行扩散，选取其包络F在空间场景A中以矢量图的方式进行叠加，即绘制出所需选址的电力设施的选址结果。

Claims (2)

1.基于空间数据挖掘技术的电力设施选址方法，其特征在于：包括以下步骤：
第一步：三维场景建立
电力设施选址所需考虑的因素有：地形、地质、地物条件、对周边其他物体的影响程度、运行维护的难易程度、设备的消耗量、所需投资金额、技术实现难易度等，具有涉及面广、数量繁多复杂等特点，同时很多因素如经济、政治等因素一般以文字形式存在的，不易量化，整理数据的过程包括：
(1)数据分类：将数据分为空间数据和非空间数据两大类；
(2)数据量化：将文字形式表述的因素通过与选址的相关性，借用权重值来进行表述，数值越大，表示相关性越高，建立各类数据之间的关联；
空间数据和非空间数据借用上述形式转化为量化的三维空间权重值，和其他基本三维空间要素结合起来，可以建立起三维空间场景；
第二步：场景数据筛选
根据三维空间地形、空间内各区域地质情况、空间各类矢量区域来对于场景数据进行筛选，在此过程中，量化的选址权重值是筛选的重要依据，根据权重值可以快速得到三维空间中各类对选址有相对较大影响因子的的数据，这些数据将作为之后进行各类选址运算的基础数据，对选址结果有重要影响；
第三步：建立被动辐射空间
对于三维空间中被动受到电力设施影响的设施(建筑，楼宇，特定区域)而言，建立被动辐射空间的过程，就是逆向推算出被电力设施影响程度因子的过程，按照该设施受到电力设施的影响因子大小而设定被影响范围，在三维场景中，被动辐射空间被展现为三维物体的影响蔓延到空间中的效果，由于受到电力设施影响的设施数量众多，所以需要对每一个受到影响的设施都进行类似运算，然后对于所有被动辐射空间取并集，得到被动辐射空间；
第四步：建立主动辐射模型
按照选址过程中各类电力设施辐射影响能力的不同，可以分别对于各类不同的电力设施的主动辐射能力建立主动辐射模型，按照电力设施的各项参数，针对于三维空间的影响范围，可以得到每一类电力设施的辐射区域，当需要多个电力设施安置在空间中时，可以对所有的设施求并集，得到电力设施的主动辐射模型；
第五步：模型空间匹配
在三维空间中，对于被动辐射空间求补集，得到三维空间中除被动辐射空间以外的三维区域，在此基础上，将已知的主动辐射模型和上述区域进行交集求解，当交集取得最大值时，得到想要的值；
第六步：选址空间展现
当得到选址空间以后，在三维系统中可以将相应的电力设施分布在选址空间中，使得电力设施不会干涉到各类被动辐射空间，以合理的方式展现出来。
2.根据权利要求1所述的基于空间数据挖掘技术的电力设施选址方法，其特征在于：所述的第三步中，需要根据空间场景内实际建筑物分布以及其被动辐射属性生成场景的被动辐射空间；在所述的第四步中，根据需要选址的电力设施实际辐射属性，建立电力设施对应的主动辐射模型；在所述第五步中，将主动辐射模型在被动辐射空间内移动，求解可选址区域。
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