CN106686146A - 一种基于tcp‑ip协议的电网规划gis图形信息采集及拼接系统 - Google Patents

一种基于tcp‑ip协议的电网规划gis图形信息采集及拼接系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于TCP‑IP协议的电网规划GIS图形信息采集及拼接系统，包括部署在省市两级网络的服务器、安装在各级用户PC机的绘图客户端，还包括根据外部系统数据库接入省级、地市级两级电网空间数据完成基础数据生成和业务数据融合的规划GIS图形基础数据管理模块，和完成地图基础操作、规划图形矢量数据操作的电网规划GIS图形绘制工具模块，和完成对省/市级绘图终端操作信息进行数据采集、广播、更新操作的省/市两级数据采集及拼接模块。具有信息化、自动化、智能化的优点，统一了全省电网规划GIS图形绘制标准，加强了电网规划GIS图形的统一管控，提升了电网规划GIS图形绘制的效率和质量。

Description

一种基于TCP-IP协议的电网规划GIS图形信息采集及拼接 系统
技术领域
本发明涉及一种运用GIS空间数据存储技术与TCP-IP网络传输协议相结合，将各级用户对规划GIS图形的操作记录进行标准化汇集、转发、存储、广播，实现各行政区域多用户电网规划GIS图形的独立绘制、空间规划信息自动采集、各区域图形自动拼接系统。
背景技术
电网规划图形通过在影像地图和矢量地图为背景的基础上，敷设电网规划矢量图，可以直观展示未来电网的网架结构、各个项目的规划方案、系统接入情况、变电站站址、线路的地理沿布情况、现状电网与未来电网的对比情况等功能，在电网规划工作中有着举足轻重的作用，为提升电网规划工作的精益化管理水平，亟需提升电网规划图形管理信息化管控水平。
目前的电网规划图形图形管理大多采用CAD软件进行图形绘制，完成了规划图形由纸质到电子化的提升，但是长期以来存在很多问题，由于CAD软件是单机软件，每个规划人员绘制的图形文件保存在本地电脑，造成在较大规划工作量的情况下，无法实现规划图形绘制工作量的分解，无法实现全省各个区域的图形汇总，无法实现图形的在线发布及按比例尺的分图层展示，随着电网专题图(污区、风区、冰区、地质灾害区、供电分区等专题图)的丰富，单个文件的容量越来越大，明显降低了图形绘制工作的效率和质量，规划图形数据的分散存储造成版本控制复杂、安全性低、保密性低等问题，无法实现对电网规划的基于空间的查询浏览、聚焦定位、空间分析、方案模拟等高级应用，需要对基础的绘图工具进行重新技术选型及标准体系统一。
随着GIS技术的日益成熟，地理信息系统(GIS)作为电网规划图形的重要工具和平台，发挥了重要作用。通过GIS技术可以高效率地存取空间数据、查询和管理空间数据，可以进行图形的分图层发布展示、矢量图形与业务信息高度融合、空间信息的查询定位、空间关系及拓扑关系的空间分析等应用，极大了提升了电网规划图形管理的信息化水平，在数据存储和应用上极大的提升了电网规划图形的管理能力，但是在多用户环境下空间信息变更操作信息的采集和规划绘图成果的拼接上，传统的GIS软件采用存储数据级别版本的控制实现，控制粒度过细造成与业务结合困难、对用户的技术要求过高、冗余数据量大，影响电网规划图形实际需求的实现，需要对业务需求粒度和GIS的数据版本粒度进行适配，最终实现电网规划GIS图形的采集及拼接。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于TCP-IP协议的电网规划GIS图形信息采集及拼接系统，具有电网规划GIS图形基础数据库构建、图形数据按区域安全分离、电网规划GIS图形统一绘制工具、电网规划GIS图形数据操作采集、各用户绘图成果实时拼接、同区域内用户绘图操作信息广播、各地市空间库与全省电网规划GIS空间库数据交互等功能，具有信息化、自动化、智能化的优点，统一了全省电网规划GIS图形绘制标准，加强了电网规划GIS图形的统一管控，提升了电网规划GIS图形绘制的效率和质量，在电网规划工作中，利用电网规划GIS空间数据与业务数据的深度融合，充分发挥了电网规划GIS图形的空间数据管理、分析能力，真正实现了“全省电网规划一张图”。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种基于TCP-IP协议的电网规划GIS图形信息采集及拼接系统，包括部署在省市两级网络的服务器、安装在各级用户PC机的绘图客户端，还包括根据外部系统数据库接入省级、地市级两级电网空间数据完成基础数据生成和业务数据融合的规划GIS图形基础数据管理模块，和
完成地图基础操作、规划图形矢量数据操作的电网规划GIS图形绘制工具模块，和
完成对省/市级绘图终端操作信息进行数据采集、广播、更新操作的省/市两级数据采集及拼接模块。
进一步地，外部系统数据库包括提供现状电网图形矢量数据的电网GIS平台数据库，和提供现状电网设备台账属性数据的电网设备台账数据库；规划GIS图形基础数据管理模块接入电网GIS平台数据库完成基础数据生成，接入电网设备台账数据库完成业务数据融合，按区域形成省/市两级空间数据存储；核心数据代理模块包括省级数据采集和自动拼接模块与地市级数据采集和拼接模块，地市级数据采集和自动拼接模块与各级用户PC机上的规划图形绘制客户端进行数据采集和广播操作，地市级数据采集和自动拼接模块将采集数据存储到地市空间数据存储模块；省级数据采集和自动拼接模块与地市级数据采集和拼接模块之间进行数据采集和广播，省级数据采集和自动拼接模块完成对采集数据存储到省级空间数据存储模块。
进一步地，规划图形绘制客户端采用DevExpress为主要技术框架，实现图形绘制、信息上报和数据更新操作，绘图客户端与数据代理层之间采用TCP-IP协议进行数据交换；
核心数据代理模块基于TCP-IP协议采用开源框架SuperSocket进行开发，省级数据代理模块和市级数据代理模块之间采用TCP-IP协议进行数据交换，省级数据代理模块包括TCP-IP通讯组件、业务逻辑组件和空间数据读写组件；市级数据代理模块包括TCP-IP通讯组件、业务逻辑组件和空间数据读写组件；
规划GIS图形基础数据管理模块包括数据存储层和数据接入层，数据接入层采用Web Service的方式调用电网GIS平台数据库数据，数据接入层通过dblink实现对电网设备台账数据库数据调用，数据接入层包括数据抽取单元、数据清洗单元和数据融合单元。
本发明的有益效果是，
(1)实现了电网规划GIS图形的统一管理。全省各级用户的规划图形绘制工作都在同一套基础数据、同一坐标系、同一时间断面、同一绘图工具、同一绘图标准下进行，极大提升了电网规划GIS图形的质量。
(2)分区域多人同时绘制，提升工作效率。系统采用“GIS云”的设计理念，自动收集各终端绘图成果，数据版本控制与业务紧密结合，全过程后台自动化管理，使用户专注于业务，提升了电网规划图形管理的工作效率。
(3)电网规划GIS图形数据集中式存储，分散式应用，省-市-县三级联动，区域隔离，实时同步，保证了电网规划GIS图形数据的安全性、保密性和完整性，为下一步的规划GIS图形数据分析业务应用提供了强力的数据支撑。
附图说明
图1是本发明系统功能架构图；
图2是本发明系统数据架构及处理流程图；
图3是本发明服务器拓扑结构示意图；
图4是本发明系统技术架构图。
具体实施方式
如图1所示，一种基于TCP-IP协议的电网规划GIS图形信息采集及拼接系统，包括电网规划GIS图形基础数据管理、电网规划GIS图形绘制工具、省/市两级数据采集及拼接、省级数据采集及拼接等四大功能模块，模块间的通讯通过TCP-IP协议，充分保障通讯的稳定性和安全性。每个模块又包含若干子模块，系统功能架构如下：
1)电网规划GIS图形基础数据管理
基础数据生成：根据外部系统数据接入生成现状空间基础数据、图形设备基础数据、分布图层基础数据、电网设备基础信息数据、用户基本信息数据和系统功能等基础数据,支撑电网规划GIS图形绘制业务的开展。
空间业务数据融合：将电网设备空间信息与设备台账信息进行融合，丰富矢量要素的业务内涵。
行政区划面数据管理：对省、市、县、直管区等行政区划面数据进行管理，用户数据的分离与拼接。
空间数据分离管理：省、市、县(区)规划空间数据和现状空间数据通过行政编码的智能识别实现不同地区的空间数据分离管理。
电网专题图数据管理：对电网图形的污区图、冰区图、雷击图、舞动图、反雷击图和风区图等专题图进行管理。
背景底图服务管理：对空间图形的矢量底图服务和影像底图服务进行管理。
规划项目数据管理：对不同电压等级不同设备图层的规划项目库及规划项目清册进行管理。
辅助规划数据管理：对辅助规划图形信息采集及拼接所用到的辅助规划数据进行管理。
(2)电网规划GIS图形绘制工具
地图基本操作：地图的放大、缩小、移动、居中、全屏显示、长度、面积、角度、属性查看等基本操作。
图层显隐控制器：控制不同电压等级的图层在空间地图上显示或者隐藏。
图形要素信息查看：查看不同图层的电网设备图形要素详细信息的查看。
规划设备要素绘制：发电、输电、变电、配电、低压、用户不同电网设备在规划图形上绘制。
要素焦点捕捉：在电网设备绘制过程中，对主网设备和配网设备进行中心点位的精准捕捉。
要素关联信息维护：电网设备绘制时，电网设备的电压等级、名称、类别、项目编号等关联信息维护。
村庄查询定位：根据村庄名称精确定位到村庄所在的位置。
电网设备查询定位：查询电网设备信息，点击设备信息进行精准定位。
多类型图形输出：图形的图纸、图片、CAD等不同类型的输出。
同区域绘图同步：同一地区不同用户绘制，绘制数据实时更新同步。
(3)省、市两级数据采集及自动拼接
服务端底层通讯：服务器端SuperSocket通讯模块，用以信息采集及数据广播。
终端操作解析：用户终端对请求返回来的json数据组解析成为系统可识别的对象。
终端操作信息校验：用户终端操作信息合法性、合规性验证。
终端操作信息存储：用户终端操作信息本地日志文件存储，本地图形数据文件存储。
服务端处理信息广播：信息处理完成后服务器端发送处理完成广播。
省、市空间数据更新：省、市空间数据通过本地与服务器端空间数据对比进行实时更新。
操作日志管理：更新维护用户所有操作的日志。
以上模块功能相互关联，以对规划图形矢量数据的操作进行标准格式化处理、以TCP-IP协议传输、省、市两级空间数据库存储为核心，逐步全省的电网规划GIS图形数据，形成“全省规划一张图”，为电网规划GIS图形的高级空间浏览、定位、分析服务提供数据来源支撑。
如图2所示，外部系统数据库包括提供现状电网图形矢量数据的电网GIS平台数据库，和提供现状电网设备台账属性数据的电网设备台账数据库；规划GIS图形基础数据管理模块接入电网GIS平台数据库完成基础数据生成，接入电网设备台账数据库完成业务数据融合，按区域形成省/市两级空间数据存储；核心数据代理模块包括省级数据采集和自动拼接模块与地市级数据采集和拼接模块，地市级数据采集和自动拼接模块与各级用户PC机上的规划图形绘制客户端进行数据采集和广播操作，地市级数据采集和自动拼接模块将采集数据存储到地市空间数据存储模块；省级数据采集和自动拼接模块与地市级数据采集和拼接模块之间进行数据采集和广播，省级数据采集和自动拼接模块完成对采集数据存储到省级空间数据存储模块。
如图3所示，系统布署在省、市两级服务器，绘图客户端安装在各级用户PC中，空间数据存储在系统数据库服务器，电网规划GIS图形信息采集拼接服务部署在数据代理服务器两个服务器的网络拓扑结构，各层级之间通过
TCP-IP协议进行数据交换。
如图4所示，(1)采用GIS绘图技术进行电网规划图形绘制：
电网规划GIS图形绘制工具采用分层技术架构，独立的ArcGIS服务，将底层基础数据平台、数据访问层、业务层、逻辑层、云平台服务层，应用层、展示层等实现分离，各层之间采用预先定义的接口规范进行调用访问。解决CAD绘图不支持多图合并，比例尺不统一，操作步骤繁琐的弊端，实现空间数据云传输，云共享，云同步。实现规划空间数据绘制、制图、输出、管理一条龙全套功能。实现多用户、多机器同步数据绘制。
以Web Service的方式调用全省底图服务(矢量底图、影像底图)，并使用丰富的电网符号对省市县供电公司进行GIS规划图的绘制，在绘制过程中，会实时的上传至云GIS服务器，亦可灵活设置上传时间点，从逻辑意义上来说，始终保存着本地与云GIS平台中的两份同步数据，避免了本地因各种原因而导致的数据丢失，保证了数据安全。
(2)基于TCP-IP协议采用成熟的开源框架SuperSocket进行网络通信层的开发:
T C P/I P使跨平台，或称为异构的网络互联成为可能。TCP/IP协议不依赖于任何特定的计算机硬件或操作系统，提供开放的协议标准，即使不考虑Internet，TCP/IP协议也获得了广泛的支持。所以TCP/IP协议成为一种联合各种硬件和软件的实用系统。TCP/IP协议并不依赖于特定的网络传输硬件，所以TCP/IP协议能够集成各种各样的网络。用户能够使用以太网(Ethernet)、令牌环网(Token RingNetwork)、拨号线路(Dial-up line)、X.25网以及所有的网络传输硬件。统一的网络地址分配方案，使得整个TCP/IP设备在网中都具有惟一的地址。标准化的高层协议，可以提供多种可靠的用户服务。
SuperSocket是跨平台的、可扩展的轻量级Socket服务器应用程序框架，它可用来构建一个服务器端Socket程序，而无需了解如何使用Socket、如何维护Socket连接、Socket是如何工作的。该项目使用纯C#开发，易于扩展和集成到已有的项目中，只要你的已有系统是使用.NET开发的，你都能够使用SuperSocket来轻易的开发出你需要的Socket应用程序来集成到你的现有系统之中。
SuperSocket简单易用,只需要几个类就能创建出健壮的Socket服务器端程序，性能优良,稳定可靠。支持各种协议,内置的协议解析工具让你把实现通信协议这种复杂的工作变得很简单，自动支持SSL/TLS传输层加密，强大，灵活而且可扩展的配置让你开发Socket服务器省时省力。支持多个socket服务器实例运行,而且支持多个服务器实例的隔离，SuperSocket能以控制台或者Windows服务形式运行。一个脚本就能将SuperSocket安装成服务。灵活的日志策略能够记录大部分socket活动
(3)采用成熟的DevExpress做为服务端和客户端程序的主要技术框架
DevExpress自带的控件有很强的实力，不仅功能丰富，应用简便，实用性强，而且界面华丽，更可方便定制。它的菜单栏控件更具代表，完全可以替代开发环境提供的基本控件，有些高级控件更是零代码的，非常易于使用。DXTREME支持Apache Cordova(PhoneGap)，可以在本地运行所有目标设备上的触摸应用功能。DevExpress可跨多个平台实现不同环境不同系统的相互兼容。
DevExpress拥有一整套UI框架或CURD框架，整合了WinForm、http://ASP.NET、MVC、WPF等等类型的程序，一站式的解决方案，适合于各类MIS的平台。
XPO是eXpress Persistent Objects的缩写，它是一个运行在.NETFramwork平台上的ORM工具。XPO是一个ORM工具，它在应用程序代码和数据库之间扮演了一个中间层的角色，起到中间桥梁这样一个作用，简单而言，就是将面向对象编程所建立的对象在数据库中做一个映射，使之和数据库中的表建立一一对应的关系。我们在面向对象编程的时候，只需要关心程序中的“对象”就可以了，XPO会自动的把我们对对象的操作反应到数据库中。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (3)

1.一种基于TCP-IP协议的电网规划GIS图形信息采集及拼接系统，包括部署在省市两级网络的服务器、安装在各级用户PC机的绘图客户端，其特征在于，还包括根据外部系统数据库接入省级、地市级两级电网空间数据完成基础数据生成和业务数据融合的规划GIS图形基础数据管理模块，和
完成地图基础操作、规划图形矢量数据操作的电网规划GIS图形绘制工具模块，和
完成对省/市级绘图终端操作信息进行数据采集、广播、更新操作的省/市两级数据采集及拼接模块。
2.如权利要求1所述的一种基于TCP-IP协议的电网规划GIS图形信息采集及拼接系统，其特征在于，外部系统数据库包括提供现状电网图形矢量数据的电网GIS平台数据库，和提供现状电网设备台账属性数据的电网设备台账数据库；规划GIS图形基础数据管理模块接入电网GIS平台数据库完成基础数据生成，接入电网设备台账数据库完成业务数据融合，按区域形成省/市两级空间数据存储；核心数据代理模块包括省级数据采集和自动拼接模块与地市级数据采集和拼接模块，地市级数据采集和自动拼接模块与各级用户PC机上的规划图形绘制客户端进行数据采集和广播操作，地市级数据采集和自动拼接模块将采集数据存储到地市空间数据存储模块；省级数据采集和自动拼接模块与地市级数据采集和拼接模块之间进行数据采集和广播，省级数据采集和自动拼接模块完成对采集数据存储到省级空间数据存储模块。
3.如权利要求2所述的一种基于TCP-IP协议的电网规划GIS图形信息采集及拼接系统，其特征在于，规划图形绘制客户端采用DevExpress为主要技术框架，实现图形绘制、信息上报和数据更新操作，绘图客户端与数据代理层之间采用TCP-IP协议进行数据交换；
核心数据代理模块基于TCP-IP协议采用开源框架SuperSocket进行开发，省级数据代理模块和市级数据代理模块之间采用TCP-IP协议进行数据交换，省级数据代理模块包括TCP-IP通讯组件、业务逻辑组件和空间数据读写组件；市级数据代理模块包括TCP-IP通讯组件、业务逻辑组件和空间数据读写组件；
规划GIS图形基础数据管理模块包括数据存储层和数据接入层，数据接入层采用WebService的方式调用电网GIS平台数据库数据，数据接入层通过dblink实现对电网设备台账数据库数据调用，数据接入层包括数据抽取单元、数据清洗单元和数据融合单元。
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