CN106780738A - 基于输变电工程环境敏感区的路径站址优化方法 - Google Patents

基于输变电工程环境敏感区的路径站址优化方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106780738A
CN106780738A CN201710050029.4A CN201710050029A CN106780738A CN 106780738 A CN106780738 A CN 106780738A CN 201710050029 A CN201710050029 A CN 201710050029A CN 106780738 A CN106780738 A CN 106780738A
Authority
CN
China
Prior art keywords
buffering area
axis
polygon
path
project
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710050029.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106780738B (zh
Inventor
谢连科
赵岩
张永
臧玉魏
张国英
马新刚
刘辉
陈素红
王飞
李勇
尹建光
马俊杰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
State Grid Corp of China SGCC
Electric Power Research Institute of State Grid Shandong Electric Power Co Ltd
Original Assignee
State Grid Corp of China SGCC
Electric Power Research Institute of State Grid Shandong Electric Power Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by State Grid Corp of China SGCC, Electric Power Research Institute of State Grid Shandong Electric Power Co Ltd filed Critical State Grid Corp of China SGCC
Priority to CN201710050029.4A priority Critical patent/CN106780738B/zh
Publication of CN106780738A publication Critical patent/CN106780738A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106780738B publication Critical patent/CN106780738B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T17/00Three dimensional [3D] modelling, e.g. data description of 3D objects
    • G06T17/05Geographic models
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F16/00Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor
    • G06F16/20Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor of structured data, e.g. relational data
    • G06F16/29Geographical information databases
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06QINFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00Administration; Management
    • G06Q10/04Forecasting or optimisation specially adapted for administrative or management purposes, e.g. linear programming or "cutting stock problem"
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06QINFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/06Energy or water supply

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Economics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Entrepreneurship & Innovation (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • Computer Graphics (AREA)
  • Game Theory and Decision Science (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Development Economics (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于输变电工程环境敏感区的路径站址优化方法,结合地理信息,在GIS地理信息系统中根据确定的环境敏感区域目标的空间实体,生成基本点;根据基本点确定生成的缓冲区形状,利用矢量算法,进行直线性判断、折点凹凸性判断,并嵌入圆弧,生成缓冲区,划分缓冲区边界的自相交边界;对生成的缓冲区进行多边形裁剪,对空间数据的区域重新划分,将区域内的不同的数据模型进行空间叠加,根据叠加结果,确定环境敏感区域;将设定的路径或站址规划与确定的环境敏感区域相重叠对比,若路径或站址规划与环境敏感区域发生重叠,则修改路径或站址规划。本发明能够提早进行规避或采取相应的环保措施,降低项目可能存在的环境风险。

Description

基于输变电工程环境敏感区的路径站址优化方法
技术领域
本发明涉及一种基于输变电工程环境敏感区的路径站址优化方法。
背景技术
随着我国电力工业的发展,电网的容量越来越大,输送的距离越来越远,输电线路的电压等级也在不断提高,高压变电站和架空输电线路的建设规模不断扩大。再加上经济发展及人口增长等社会因素的影响,新建的输变电工程逐渐向人口稠密区逼近已经成为大势所趋。近年来许多城市进行供电电力网的改扩建,变电站由城市郊区逐渐建到市区,高压架空输电线路在城市公众活动场所和居民区星罗棋布,变电站和输电线路可能产生的环境影响日益受到人们的关注,对输变电工程的环境保护工作提出了更高的要求。
由于变电站和输电线路数量庞大,单纯依靠人工对输变电工程环境保护工作进行管理不仅耗费大量精力而且容易出现错误,因此对输变电工程环保工作进行智能化管理十分必要。目前,国家电网公司电网环境保护工作智能化已经取得了很大的进展,但是在实际工作中仍存在部分环节智能化程度不高等问题,制约了输变电工程环境保护工作的效率。
在输变电工程环境影响评价和设计阶段,由于缺乏环境敏感区域分布有关数据,在输变电工程选址选线和建设过程中,部分工程在环境敏感区域避让方面采取的措施和管理支撑手段不足;输变电工程环境影响预测技术在自动化、信息化程度方面不高,在选址选线阶段和路径调整时无法快速、及时和准确评估输变电工程对环境敏感点的影响。
发明内容
本发明为了解决上述问题,提出了一种基于输变电工程环境敏感区的路径站址优化方法,本方法在输变电工程选址选线和建设阶段,能够中环境敏感区域避让方面采取的充足的措施和管理支撑手段,在选址选线阶段和路径调整时能够快速、及时和准确评估输变电工程对环境敏感点的影响。
为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种基于输变电工程环境敏感区的路径站址优化方法,包括以下步骤:
(1)结合地理信息,在GIS地理信息系统中根据确定的环境敏感区域目标的空间实体,生成基本点;
(2)根据基本点确定生成的缓冲区形状,利用矢量算法,进行直线性判断、折点凹凸性判断,并嵌入圆弧,生成缓冲区,划分缓冲区边界的自相交边界;
(3)对生成的缓冲区进行多边形裁剪,对空间数据的区域重新划分,将区域内的不同的数据模型进行空间叠加,根据叠加结果,确定环境敏感区域;
(4)将设定的路径或站址规划与确定的环境敏感区域相重叠对比,若路径或站址规划与环境敏感区域发生重叠,则修改路径或站址规划。
所述步骤(1)中,环境敏感区是指依法设立的各级各类自然、文化保护地,以及对建设项目的某类污染因子或者生态影响因子特别敏感的区域,主要包括:
(一)自然保护区、风景名胜区、世界文化和自然遗产地、饮用水水源保护区;
(二)基本农田保护区、基本草原、森林公园、地质公园、重要湿地、天然林、珍稀濒危野生动植物天然集中分布区、重要水生生物的自然产卵场及索饵场、越冬场和洄游通道、天然渔场、资源性缺水地区、水土流失重点防治区、沙化土地封禁保护区、封闭及半封闭海域、富营养化水域;
(三)以居住、医疗卫生、文化教育、科研、行政办公等为主要功能的区域,文物保护单位,具有特殊历史、文化、科学、民族意义的保护地。
所述步骤(1)中,在地理信息系统中,将属于敏感区的地点进行标注,并按照其具体的实体形状,标注基本点或线条。
在给定空间实体周围建立缓冲半径距离的缓冲区多边形,以确定这些物体对周围环境的影响范围或服务范围即邻近度。
所述步骤(2)中,对不同类型的目标实体,所产生的缓冲区也不同,点的缓冲区为以点为圆心,一定距离为半径的圆;线的缓冲区是以线为中心轴线,距中心轴线一定距离的平行条带多边形;面缓冲区是由面的边界多边形向外或向内扩展一定距离所生成的新的多边形。
所述步骤(2)中,生成缓冲区的方法可以替换为栅格法,将点、线和面矢量数据转化为栅格数据,进行像元加粗,然后作边缘提取,以生成缓冲区。
所述步骤(2)中,利用角平分线算法生成缓冲区,以线目标为轴线,并分别在其两侧作距轴线一定距离,即设定的缓冲半径的平行线来生成缓冲区边界,在轴线首末点处,作轴线的垂线并按缓冲区半径截出左右边界的起迄点,在轴线的其它各个拐点上,用与该点所关联的前后两邻边距轴线的偏移量为缓冲区半径的两平行线的交点来生成两平行边界的对应顶点。
所述步骤(2)中,利用凸角圆弧算法生成缓冲区,在轴线首末点处,作轴线的垂线并按缓冲区半径截出左右边界的起迄点;在轴线的其它各个拐点上,首先判断该点的凹凸特性,在凸侧用圆弧弥合,而在凹侧用与该点所关联的前后两邻边距轴线的偏移量为缓冲区半径的两平行线的交点来生成对应顶点。
所述步骤(2)中,将轴线顶点处的凹凸特性的判断转化为两个矢量的叉积,即把相邻两个线段看成两个矢量,中间点为所需判定凹凸的顶点,其方向取为坐标点顺序方向,若前一个矢量以最小的角度扫向第二个矢量时呈逆时针,则为凸顶点,反之,为凹顶点。
所述步骤(2)中,利用圆弧弥合时,圆弧上布点的多少,取取决于计算步长,而步长由表示缓冲区的正N边形的边数决定。
所述步骤(2)中,取缓冲区的曲线坐标串的方向为曲线前进方向,当缓冲区边界的生成轴线被取定方向后,其两侧的平行曲线根据轴线获得其左右属性,根据边界与轴线的关系,为各条边界的两侧赋以内侧与外侧属性,朝向轴线的一侧取为内侧,背向轴线的一侧取为外侧。
所述步骤(2)中,当轴线的弯曲空间不能容许缓冲区边界通过时,产生边界的自相交问题,形成若干个自相交多边形,自相交多边形分为岛屿多边形与重叠区多边形两种类型,当轴线方向为顺时针方向时,对于左边界,岛屿多边形呈逆时针方向,重叠多边形呈顺时针方向;对于右边界,岛屿多边形呈顺时针方向,重叠区多边形呈逆时针方向;岛屿多边形是缓冲区边界的有效组成部分,而重叠多边形不是缓冲区边界的有效组成部分,不参与缓冲区有效边界的最终重构。
所述步骤(3)中,叠加分析是将同一地区、同一比例尺的两组或更多的专题图层进行叠加,建立具有多重地理属性的空间分布区域,进行叠加产生一个新的数据层的操作,其结果综合原来两层或多层地图要素所具有的属性。
所述步骤(4)中,将所有路径或站址规划方案放入GIS地理信息系统,若有路径或站址规划方案与确定的环境敏感区域发生重叠或交叉,则淘汰该规划方案或进行修改,使所有路径或站址避开环境敏感区域。
本发明的有益效果为:
(1)本发明能够准确生成缓冲区,为输变电工程环境敏感区域识别提供最基础的图层方案;
(2)本发明利用矢量方法生成缓冲区,能够保证精度,进行缓冲区生成时能最大限度地保证平行曲线的等宽性,排除了众多的异常情况;
(3)本发明利用左、右侧缓冲区边界的生成与自相交问题处理,能够有效的消除以水源地保护区为代表的敏感区的识别和建立问题,为实现环境敏感区的识别提供了最重要的基础。
(4)本发明将敏感区域和路径或站址规划方案一同建立在GIS地理信息系统中,能够直观的对比出是否存在区域交叉或重叠,保证筛选出最佳方案或将已有方案进行进一步的优化,有助于输变电工程中输电线路规划和变电站等选址;本发明
(5)本发明能够提早进行规避或采取相应的环保措施,降低项目可能存在的环境风险,实现输变电工程建设选址选线辅助分析,为项目规划、科研、初设、施工过程等环节的决策提供有力支撑。
附图说明
图1(a)为本发明的点的缓冲区生成结果示意图;
图1(b)为本发明的线的缓冲区生成结果示意图;
图1(c)为本发明的面的缓冲区生成结果示意图;
图2为本发明的角平分线算法的缓冲区生成示意图;
图3为本发明的凸角圆弧算法生成缓冲区时的双线宽度处理示意图;
图4为本发明的缓冲区边界自相交多边形示意图;
图5为本发明的单条线的缓冲区生成过程示意图;
图6为本发明的多条线的缓冲区生成过程示意图;
图7为本发明的多边形的裁剪示意图。
图8为本发明的规划方案选定图。
具体实施方式:
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
输变电工程环境敏感区的自动识别主要是基于地理信息系统的空间分析功能。所谓空间分析,在水污染监测、城市规划与管理、地震灾害和损失估计、洪水灾害分析、矿产资源评价、道路交通管理、地形地貌分析和军事领域等领域都有广泛应用。例如,在区域环境质量现状评价工作中,可将地理信息与大气、土壤、水、噪声等环境要素的监测数据结合在一起,利用GIS软件的空间分析模块,对整个区域的环境质量现状进行客观和全面的评价,以反映出区域受污染的程度以及空间分布情况。
为了实现环境敏感区的自动识别功能,就必须对空间分析中缓冲区分析和叠加分析两个重要的方面进行分析。缓冲区分析是指为了识别某地理实体或空间物体对其周围的邻近性或影响度而在其周围建立的一定宽度的带状区。叠加分析是将两层或多层地图要素进行叠加产生一个新要素层的操作,其结果是将原来要素分割生成新的要素,新要素综合了原来两层或多层要素所具有的属性。
缓冲区分析是地理信息系统重要和基本的空间操作功能之一。它是在给定空间实体(集合)周围建立一定距离(缓冲半径)的带状区(缓冲区多边形),以确定这些物体对周围环境的影响范围或服务范围(邻近度问题)。
对不同类型的目标实体,所产生的缓冲区也不同。如图1所示,点的缓冲区通常是以点为圆心,一定距离为半径的圆,见图1(a);线的缓冲区通常是以线为中心轴线,距中心轴线一定距离的平行条带多边形,见图1(b);面缓冲区是由面的边界多边形向外或向内扩展一定距离所生成的新的多边形,见图1(c)。其中线目标的缓冲区的生成是关键和基础。
生成缓冲区可以采用栅格和矢量两种方法。栅格方法又叫点阵法,它将点、线和面矢量数据转化为栅格数据,进行像元加粗,然后作边缘提取,这种操作在原理上较简单,容易实现,但受精度的限制。并且内存开销大,所能处理的数据量受到机器硬件设备的限制。而矢量方法原理复杂,不易实现,但在机器精度范围内不降低原始精度。在缓冲区生成的矢量算法中,常用的是角平分线算法和凸角圆弧算法。
(1)角平分线算法
角平分线算法是一种以线目标为轴线,并分别在其两侧作距轴线一定距离(缓冲半径)的平行线来生成缓冲区边界的简便方法,即在轴线首末点处,作轴线的垂线并按缓冲区半径E截出左右边界的起迄点;在轴线的其它各个拐点上,用与该点所关联的前后两邻边距轴线的偏移量为E的两平行线的交点来生成两平行边界的对应顶点,因此,本方法也称“简单平行线法”。如图2所示。
在用该方法进行缓冲区生成时,难以最大限度地保证缓冲区边界线的等宽性。尤其在尖锐转角处,凸侧生成的缓冲点将随着角度的进一步变锐而沿角平分线远离轴线顶点,因而在尖角处平行线之间的宽度遭到破坏。为了克服此缺点,需要对其缓冲区生成边界进行校正,而校正时模型算法欠结构化,由于输变电工程环境敏感区边界形状基本属于不规则几何图形,因此由于此类异常情况导致的缓冲区异常不胜枚举,从而导致模型的逻辑构思不易做到条理清楚。因此,此方法在输变电工程环境敏感区聚集或较为密集的地方不适用,这时,可以选择用以下方法。
凸角圆弧算法
在轴线首末点处,作轴线的垂线并按缓冲区半宽E截出左右边界的起迄点;在轴线的其它各个拐点上,首先判断该点的凹凸特性,在凸侧用圆弧弥合,而在凹侧用与该点所关联的前后两邻边距轴线的偏移量为E的两平行线的交点来生成对应顶点。在凸侧用圆弧弥合,使凸侧平行边界与轴线等宽;平行边界相交在角平分线上,如图3所示,交点距轴对应顶点的距离d=E/cos(A/2)或d=E/sin(B/2)。用该算法进行缓冲区生成时能最大限度地保证平行曲线的等宽性,排除了角平分线算法所带来的众多的异常情况。
在采用凸角圆弧算法生成缓冲区时,根据输变电工程环境敏感区的特点,生成缓冲区的主要步骤是:
(1)直线性判断。对于相邻三点作直线性判断。用以简化计算过程,特别是当出现相邻三点处于近似共线状态时,可用简化计算过程来代替平行线的求交运算和圆弧连接等。
(2)折点凹凸性的判断。轴线顶点处的凹凸特性的判断是非常重要的一环,因为它能确保何处需要用圆弧连接和何处需要用直线求交。这个问题可转化为两个矢量的叉积,即把相邻两个线段看成两个矢量,中间点为所需判定凹凸的顶点,其方向取为坐标点顺序方向。若前一个矢量以最小的角度扫向第二个矢量时呈逆时针,则为凸顶点。反之,为凹顶点。
(3)圆弧的嵌入。圆弧上布点的多少,取取决于计算步长(以角度计)。步长γ由近似表示缓冲区的正N边形的边数决定(γ=2π/N)。
(4)左、右侧缓冲区边界的生成与自相交问题处理。如图4所示,以矢量数据格式表示的曲线是具有方向性的,最自然的方式就是取曲线坐标串的方向为曲线前进方向。当缓冲区边界的生成基线(轴线)被取定方向后,其两侧的平行曲线也就自然地获得其左右属性。根据边界与轴线的关系,可为各条边界的两侧赋以内侧与外侧属性。朝向轴线的一侧取为内侧,背向轴线的一侧取为外侧。当轴线的弯曲空间不能容许缓冲区边界通过时,产生边界的自相交问题,形成若干个自相交多边形,自相交多边形分为岛屿多边形与重叠区多边形两种类型。当轴线方向为顺时针方向时,对于左边界,岛屿多边形呈逆时针方向,重叠多边形呈顺时针方向;对于右边界,岛屿多边形呈顺时针方向,重叠区多边形呈逆时针方向。岛屿多边形是缓冲区边界的有效组成部分,而重叠多边形不是缓冲区边界的有效组成部分,不参与缓冲区有效边界的最终重构。
在输变电工程环境敏感区类型中,以水源地保护区为代表的敏感区由于比较狭长,往往与河道的走向一致,出现此类自相交多边形的情况较多。由缓冲区多边形边界自相交所产生的自相交多边形的个数是难以确定的,同时会随着缓冲半径的不同而发生变化。
经过处理后的缓冲区的生成情况如图5、图6所示。
缓冲区的生成为实现环境敏感区的识别提供了最重要的基础,后续通过叠加分析,就可实现对各类环境敏感区的识别分析。
叠加分析
地理信息系统的叠加分析是将同一地区、同一比例尺的两组或更多的专题图层进行叠加,建立具有多重地理属性的空间分布区域,进行叠加产生一个新的数据层的操作,其结果综合了原来两层或多层地图要素所具有的属性,从而满足用户需求和协同决策的一种方法。输变电工程环境敏感区的自动识别正是主要基于这一功能来实现。
地理信息系统的叠加分析不同于通常所说的视觉信息复合,这主要是因为叠加分析的结果不仅产生视觉效果,更主要的是形成新的目标,对空间数据的区域进行了重新划分,属性数据中包含了参与叠加的多种数据项。根据不同的数据模型可将空间叠加分为栅格叠加和矢量叠加两种。栅格叠加比较容易实现,但精度往往不能满足用户的要求:而矢量叠加与其相反,它能达到很高的精度,但是需要处理大量的矢量空间数据。由于空间数据量较大,常规的算法难以满足用户对时间的要求,必须进行特殊的处理。
从图形学的角度,多边形与多边形(或线)的叠加算法的核心是多边形对多边形(或线)的裁剪。在图形系统中,二维裁剪是最为基础和常用的操作之一。其典型的应用是在图形的消隐等各种三维图形的处理以及各种排料算法的求交操作之中。对裁剪算法的研究主要集中在裁剪直线和裁剪多边形两方面。在本发明中,多边形裁剪与线剪裁相比具有更高的使用率,是研究环境敏感区自动识别时需要解决的主要课题。
多边形裁剪用于裁剪掉被裁剪多边形(又称为实体多边形)位于窗口(又称为裁剪多边形)之外的部分。多边形愈复杂,其裁剪算法就愈难以实现。现有的解决方案或者局限于某一类多边形,或者结构复杂且时间消耗大。对于特殊情况已有几种有效的算法,如Sutherland-Hodgeman、粱-Barsky、Foley、Maillot、Andereev等算法要求裁剪多边形是矩形。而在本的实际研究中,只有对于一般多边形的裁剪才有普遍意义,且更实用。为此,研究了目前常用的适用于一般多边形的裁剪算法以及近年来出现的一些改进算法,在这类算法中最具有代表性有Weiler算法和近年出现的Vatti算法及Greiner-Hormann算法,Weiler算法使用的是树形数据结构,适用于任意多边形的裁剪。本发明主要采Weiler算法进行多边形的裁剪和处理。下面对有关裁剪方法进行说明。
在Weiler算法中,裁剪窗口和被裁剪多边形可以是凸的、凹的或者是带有内环的任意多边形。裁剪窗口和被裁剪多边形处于完全对等的地位,称被裁剪多边形为主多边形。记为A,称裁剪窗口为裁剪多边形,记为B,A、B分别用实线和虚线表示。约定多边形外部边界的顶点逆时针排列,内环的顶点顺时针排列。因此,多边形区域始终位于有向边的左侧。多边形A和B的边界将整个二维平面划分成A∩B,A-B,B-A,四个区域。如图7所示。
内裁剪的结果(即两多边形的叠加)为A∩B。裁剪结果区域的边界由A的部分边界和B的部分边界两部分组成,并且在交点处边界发生交替,即由A边界转至B的边界,或由B的边界转至A的边界。由于多边形构成一个封闭的区域,所以,如果主多边形和裁剪多边形有交点,则交点必成对出现。这些交点分为两类,一类称为入点,主多边形边界由此交点进入裁剪多边形区域内;另一类称为出点,主多边形边界由此交点离开裁剪多边形区域。为满足本发明研究中敏感区叠加和自动识别的要求,本工程裁剪的主要步骤,一是建立主多边形和裁剪多边形的顶点表;二是求主多边形和裁剪多边形的交点,并将这些交点按顺序插入两多边形的顶点表中,在两多边形顶点表中的相同交点间建立双向指针;三是将裁剪多边形对主多边形进行裁剪操作。
综上,通过缓冲区分析以及叠加分析两种手段,对于输电线路这类线性工程,通过合理设置对自然保护区、水源保护区、文物古迹、森林公园等各类敏感区的报警距离,以此距离进行缓冲区的生成,并在各类缓冲区的基础上,进行叠加分析,从而判断出需要识别的环境敏感区,并进行统计和分析。
当然,叠加的方法还有很多,在本发明中缓冲区的生成方法的基础上,本领域技术人员完全能够结合公知常识,将叠加的步骤用其他方法进行替换,属于不需要付出创造性的劳动。
如图8所示,在变电站选址过程中,初步的规划方案包括A、B、C、D四种,经过环境敏感区的识别,识别出包括第一中学、中心医院和森林公园三处敏感区域,而A、C、D三种方案均有敏感区域的重叠或交叉,因此,选择B方案为实施方案。
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 (10)

1.一种基于输变电工程环境敏感区的路径站址优化方法,其特征是:包括以下步骤:
(1)结合地理信息,在GIS地理信息系统中根据确定的环境敏感区域目标的空间实体,生成基本点;
(2)根据基本点确定生成的缓冲区形状,利用矢量算法,进行直线性判断、折点凹凸性判断,并嵌入圆弧,生成缓冲区,划分缓冲区边界的自相交边界;
(3)对生成的缓冲区进行多边形裁剪,对空间数据的区域重新划分,将区域内的不同的数据模型进行空间叠加,根据叠加结果,确定环境敏感区域;
(4)将设定的路径或站址规划与确定的环境敏感区域相重叠对比,若路径或站址规划与环境敏感区域发生重叠,则修改路径或站址规划。
2.如权利要求1所述的一种基于输变电工程环境敏感区的路径站址优化方法,其特征是:
所述步骤(2)中,对不同类型的目标实体,所产生的缓冲区也不同,点的缓冲区为以点为圆心,一定距离为半径的圆;线的缓冲区是以线为中心轴线,距中心轴线一定距离的平行条带多边形;面缓冲区是由面的边界多边形向外或向内扩展一定距离所生成的新的多边形。
3.如权利要求1所述的一种基于输变电工程环境敏感区的路径站址优化方法,其特征是:
所述步骤(2)中,利用角平分线算法生成缓冲区,以线目标为轴线,并分别在其两侧作距轴线一定距离,即设定的缓冲半径的平行线来生成缓冲区边界,在轴线首末点处,作轴线的垂线并按缓冲区半径截出左右边界的起迄点,在轴线的其它各个拐点上,用与该点所关联的前后两邻边距轴线的偏移量为缓冲区半径的两平行线的交点来生成两平行边界的对应顶点。
4.如权利要求1所述的一种基于输变电工程环境敏感区的路径站址优化方法,其特征是:
利用凸角圆弧算法生成缓冲区,在轴线首末点处,作轴线的垂线并按缓冲区半径截出左右边界的起迄点;在轴线的其它各个拐点上,首先判断该点的凹凸特性,在凸侧用圆弧弥合,而在凹侧用与该点所关联的前后两邻边距轴线的偏移量为缓冲区半径的两平行线的交点来生成对应顶点。
5.如权利要求1所述的一种基于输变电工程环境敏感区的路径站址优化方法,其特征是:
所述步骤(2)中,将轴线顶点处的凹凸特性的判断转化为两个矢量的叉积,即把相邻两个线段看成两个矢量,中间点为所需判定凹凸的顶点,其方向取为坐标点顺序方向,若前一个矢量以最小的角度扫向第二个矢量时呈逆时针,则为凸顶点,反之,为凹顶点。
6.如权利要求1所述的一种基于输变电工程环境敏感区的路径站址优化方法,其特征是:
利用圆弧弥合时,圆弧上布点的多少,取取决于计算步长,而步长由表示缓冲区的正N边形的边数决定。
7.如权利要求1所述的一种基于输变电工程环境敏感区的路径站址优化方法,其特征是:
所述步骤(2)中,取缓冲区的曲线坐标串的方向为曲线前进方向,当缓冲区边界的生成轴线被取定方向后,其两侧的平行曲线根据轴线获得其左右属性,根据边界与轴线的关系,为各条边界的两侧赋以内侧与外侧属性,朝向轴线的一侧取为内侧,背向轴线的一侧取为外侧。
8.如权利要求1所述的一种基于输变电工程环境敏感区的路径站址优化方法,其特征是:
所述步骤(2)中,当轴线的弯曲空间不能容许缓冲区边界通过时,产生边界的自相交问题,形成若干个自相交多边形,自相交多边形分为岛屿多边形与重叠区多边形两种类型,当轴线方向为顺时针方向时,对于左边界,岛屿多边形呈逆时针方向,重叠多边形呈顺时针方向;对于右边界,岛屿多边形呈顺时针方向,重叠区多边形呈逆时针方向;岛屿多边形是缓冲区边界的有效组成部分,而重叠多边形不是缓冲区边界的有效组成部分,不参与缓冲区有效边界的最终重构。
9.如权利要求1所述的一种基于输变电工程环境敏感区的路径站址优化方法,其特征是:
所述步骤(3)中,叠加分析是将同一地区、同一比例尺的两组或更多的专题图层进行叠加,建立具有多重地理属性的空间分布区域,进行叠加产生一个新的数据层的操作,其结果综合原来两层或多层地图要素所具有的属性。
10.如权利要求1所述的一种基于输变电工程环境敏感区的路径站址优化方法,其特征是:
所述步骤(4)中,将所有路径或站址规划方案放入GIS地理信息系统,若有路径或站址规划方案与确定的环境敏感区域发生重叠或交叉,则淘汰该规划方案或进行修改,使所有路径或站址避开环境敏感区域。
CN201710050029.4A 2017-01-23 2017-01-23 基于输变电工程环境敏感区的路径站址优化方法 Active CN106780738B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710050029.4A CN106780738B (zh) 2017-01-23 2017-01-23 基于输变电工程环境敏感区的路径站址优化方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710050029.4A CN106780738B (zh) 2017-01-23 2017-01-23 基于输变电工程环境敏感区的路径站址优化方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106780738A true CN106780738A (zh) 2017-05-31
CN106780738B CN106780738B (zh) 2020-02-11

Family

ID=58942566

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710050029.4A Active CN106780738B (zh) 2017-01-23 2017-01-23 基于输变电工程环境敏感区的路径站址优化方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106780738B (zh)

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107885960A (zh) * 2017-12-07 2018-04-06 北京天润新能投资有限公司 一种基于风电场场内施工道路自动选线的土方量估算系统及估算方法
CN108062438A (zh) * 2017-12-07 2018-05-22 北京天润新能投资有限公司 一种用于风电场运行道路的选线系统及选线方法
CN108109437A (zh) * 2018-01-24 2018-06-01 广东容祺智能科技有限公司 一种基于地图特征的无人机自主航线提取生成方法
CN108198090A (zh) * 2017-12-18 2018-06-22 广西电网有限责任公司电力科学研究院 一种电网输配电设施台风监测布点方法
CN110347357A (zh) * 2019-07-15 2019-10-18 北大方正集团有限公司 打印处理方法和装置
CN110428098A (zh) * 2019-07-29 2019-11-08 国网陕西省电力公司电力科学研究院 电网建设项目环境敏感区识别方法和计算机可读取存储介质
CN110689187A (zh) * 2019-09-23 2020-01-14 北京洛斯达数字遥感技术有限公司 一种基于多条件约束的变电站自动化选址方法
CN110794849A (zh) * 2019-11-28 2020-02-14 广州视源电子科技股份有限公司 路径的处理方法、装置、机器人、计算机设备和存储介质
CN110929323A (zh) * 2019-11-20 2020-03-27 上海建工四建集团有限公司 设备路由连接关系渲染路径去重方法和电子设备
CN111460685A (zh) * 2020-04-21 2020-07-28 中国地质科学院地质力学研究所 一种缓冲区建立方法和分析方法及其应用
CN111651548A (zh) * 2020-06-08 2020-09-11 广州欧科信息技术股份有限公司 基于历史文化遗产地图数据的分路分析方法及装置
CN111681314A (zh) * 2020-05-29 2020-09-18 中国地质大学(武汉) 一种基于虚拟等值线约束的第四系覆盖层三维建模方法
CN112733482A (zh) * 2021-01-14 2021-04-30 国网福建省电力有限公司 一种用于电网建设项目的生态保护红线规避方法
CN114330912A (zh) * 2021-12-31 2022-04-12 华润电力技术研究院有限公司 一种风电场线路的确定方法、装置及介质
CN115063324A (zh) * 2022-08-16 2022-09-16 中国电子科技集团公司第二十八研究所 一种用于数据稀疏岛礁的边线平滑外推方法
CN115796557A (zh) * 2023-02-02 2023-03-14 湖北君邦环境技术有限责任公司 一种输变电工程建设项目生态影响评价方法、系统及介质

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101976248A (zh) * 2010-10-15 2011-02-16 陕西电力科学研究院 一种快速识别输变电工程环境风险的方法
US8238658B2 (en) * 2009-01-21 2012-08-07 The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy Boundary extraction method
CN102763263A (zh) * 2010-01-15 2012-10-31 G4协同学公司 用于测量充电状态的方法和系统
CN104008241A (zh) * 2014-05-27 2014-08-27 江苏省电力设计院 一种输电线路多窗口联动选线、排塔定位系统及方法
CN106023657A (zh) * 2015-03-30 2016-10-12 国际商业机器公司 用于实现受限操作区域的系统、方法和交通工具

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8238658B2 (en) * 2009-01-21 2012-08-07 The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy Boundary extraction method
CN102763263A (zh) * 2010-01-15 2012-10-31 G4协同学公司 用于测量充电状态的方法和系统
CN101976248A (zh) * 2010-10-15 2011-02-16 陕西电力科学研究院 一种快速识别输变电工程环境风险的方法
CN104008241A (zh) * 2014-05-27 2014-08-27 江苏省电力设计院 一种输电线路多窗口联动选线、排塔定位系统及方法
CN106023657A (zh) * 2015-03-30 2016-10-12 国际商业机器公司 用于实现受限操作区域的系统、方法和交通工具

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
白晓春: "基于GIS技术的输变电工程环境敏感区识别研究", 《陕西电力》 *
贺亮 等: "输变电工程建设中的水土流失及环境敏感区研究", 《环境变化与水安全——第五届中国水论坛论文集》 *

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107885960A (zh) * 2017-12-07 2018-04-06 北京天润新能投资有限公司 一种基于风电场场内施工道路自动选线的土方量估算系统及估算方法
CN108062438A (zh) * 2017-12-07 2018-05-22 北京天润新能投资有限公司 一种用于风电场运行道路的选线系统及选线方法
CN108198090A (zh) * 2017-12-18 2018-06-22 广西电网有限责任公司电力科学研究院 一种电网输配电设施台风监测布点方法
CN108198090B (zh) * 2017-12-18 2022-04-22 广西电网有限责任公司电力科学研究院 一种电网输配电设施台风监测布点方法
CN108109437A (zh) * 2018-01-24 2018-06-01 广东容祺智能科技有限公司 一种基于地图特征的无人机自主航线提取生成方法
CN110347357A (zh) * 2019-07-15 2019-10-18 北大方正集团有限公司 打印处理方法和装置
CN110428098A (zh) * 2019-07-29 2019-11-08 国网陕西省电力公司电力科学研究院 电网建设项目环境敏感区识别方法和计算机可读取存储介质
CN110689187A (zh) * 2019-09-23 2020-01-14 北京洛斯达数字遥感技术有限公司 一种基于多条件约束的变电站自动化选址方法
CN110689187B (zh) * 2019-09-23 2023-05-23 北京洛斯达科技发展有限公司 一种基于多条件约束的变电站自动选址方法
CN110929323A (zh) * 2019-11-20 2020-03-27 上海建工四建集团有限公司 设备路由连接关系渲染路径去重方法和电子设备
CN110794849A (zh) * 2019-11-28 2020-02-14 广州视源电子科技股份有限公司 路径的处理方法、装置、机器人、计算机设备和存储介质
CN111460685A (zh) * 2020-04-21 2020-07-28 中国地质科学院地质力学研究所 一种缓冲区建立方法和分析方法及其应用
CN111460685B (zh) * 2020-04-21 2020-12-01 中国地质科学院地质力学研究所 一种缓冲区建立方法和分析方法及其应用
CN111681314A (zh) * 2020-05-29 2020-09-18 中国地质大学(武汉) 一种基于虚拟等值线约束的第四系覆盖层三维建模方法
CN111681314B (zh) * 2020-05-29 2021-04-06 中国地质大学(武汉) 一种基于虚拟等值线约束的第四系覆盖层三维建模方法
CN111651548A (zh) * 2020-06-08 2020-09-11 广州欧科信息技术股份有限公司 基于历史文化遗产地图数据的分路分析方法及装置
CN111651548B (zh) * 2020-06-08 2023-05-23 广州欧科信息技术股份有限公司 基于历史文化遗产地图数据的分路分析方法及装置
CN112733482A (zh) * 2021-01-14 2021-04-30 国网福建省电力有限公司 一种用于电网建设项目的生态保护红线规避方法
CN114330912A (zh) * 2021-12-31 2022-04-12 华润电力技术研究院有限公司 一种风电场线路的确定方法、装置及介质
CN115063324A (zh) * 2022-08-16 2022-09-16 中国电子科技集团公司第二十八研究所 一种用于数据稀疏岛礁的边线平滑外推方法
CN115063324B (zh) * 2022-08-16 2022-11-25 中国电子科技集团公司第二十八研究所 一种用于数据稀疏岛礁的边线平滑外推方法
CN115796557A (zh) * 2023-02-02 2023-03-14 湖北君邦环境技术有限责任公司 一种输变电工程建设项目生态影响评价方法、系统及介质

Also Published As

Publication number Publication date
CN106780738B (zh) 2020-02-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106780738A (zh) 基于输变电工程环境敏感区的路径站址优化方法
CN106777365B (zh) 输变电工程环境敏感区域智能识别与预测方法
CN102314711B (zh) 矿产资源评价信息的三维可视化方法及其装置
CN102521443B (zh) 基于计算机视觉的物流节点设施布局优化方法
Ding et al. An inclusive model for assessing the sustainability of cities in developing countries–Trinity of Cities' Sustainability from Spatial, Logical and Time Dimensions (TCS-SLTD)
Vafai et al. Determination of shoreline sensitivity to oil spills by use of GIS and fuzzy model. Case study–The coastal areas of Caspian Sea in north of Iran
CN102289581A (zh) 一种基于空间作用划分的模拟城市扩展的方法
CN105868923A (zh) 基于多要素耦合模型的资源环境承载力评价方法
O'Driscoll Landscape prominence: Examining the topographical position of Irish hillforts using a cumulative viewshed approach
Xia et al. On the potential of urban three-dimensional space development: The case of Liuzhou, China
Liang et al. Examining the impact of multidimensional accessibility on regional poverty in Laos
CN115062682A (zh) 目标功能区标识方法、装置、存储介质及设备
Yuan et al. From design to digital model: A quantitative analysis approach to Garden Cities theory
CN106845501A (zh) 一种针对输变电工程环境敏感区域识别的缓冲区分析方法
CN101763659B (zh) 基于图像集的大规模数字化高程数据模型自动生成方法
CN113361827B (zh) 一种基于强化学习的土地规划优化算法
CN114971061A (zh) 一种应急救援基地选址优化方法
Yesiana et al. Strengthening City Branding Through Investment in Ambarawa Urban Area, Semarang Regency
Jiao et al. Optimization path of carbon offsetting in negative urban spaces under dual carbon goals
Liu et al. Construction of 3D design model of urban public space based on ArcGIS water system terrain visualization data
Akil Land-use and road development pattern of downtown makassar since 19th century until now
Chen [Retracted] Construction of a Large Visual Landscape Design Platform considering Low‐Carbon Environmental Protection Based on Nanomaterials
Qiu Spatial Analysis Method of Urban Design Based on Big Data
Aji et al. GIS Application For Evaluation of Trade and Services Area Development in Serang City, Banten Province
Zeng et al. Construction of 3D Digital Reconstruction System of Urban Landscape Spatial Pattern Based on Deep Learning

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Xie Lianke

Inventor after: Li Yong

Inventor after: Xu Naiyuan

Inventor after: Wang Hao

Inventor after: Yin Jianguang

Inventor after: Ma Junjie

Inventor after: Zhao Yan

Inventor after: Zhang Yong

Inventor after: Cang Yuwei

Inventor after: Zhang Guoying

Inventor after: Ma Xingang

Inventor after: Liu Hui

Inventor after: Chen Suhong

Inventor after: Wang Fei

Inventor before: Xie Lianke

Inventor before: Li Yong

Inventor before: Yin Jianguang

Inventor before: Ma Junjie

Inventor before: Zhao Yan

Inventor before: Zhang Yong

Inventor before: Cang Yuwei

Inventor before: Zhang Guoying

Inventor before: Ma Xingang

Inventor before: Liu Hui

Inventor before: Chen Suhong

Inventor before: Wang Fei

CB03 Change of inventor or designer information
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant