CN109933559A - 一种基于电力业务的数据展示优化方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于电力业务的数据展示优化方法，所述的方法包括以下步骤：将电力数据导入服务器系统；针对不同格式的电力数据，选择数据切片或等级细分的数据优化方式进行数据优化；将优化后的电力数据放入数据服务集群中；利用数据服务集群进行数据展示。其中对于二维数据采用数据切片的数据优化方式，对于三维模型或点云数据采用等级细分的数据优化方式。与现有技术相比，本发明具有虚拟现实中集成数据的应用效率和效果显著提高从而能满足电力业务需求等优点。

Description

一种基于电力业务的数据展示优化方法

技术领域

本发明涉及电力领域数据展示方法，尤其是涉及一种基于电力业务的数据展示优化方法。

背景技术

近年来，随着虚拟现实技术的兴起，电力行业也尝试在多个领域中探索新技术与传统业务的结合点。虚拟现实技术在电力行业应用中前景广阔，场景既涵盖县、地、市、省乃至全国这样的大范围电力调度通道场景，也包括不同电压等级的电站内部设备、设施的小场景，甚至是变压器、断路器这样的微场景。这些场景都有三维还原、可视化浏览、虚拟化操作的需要。虚拟现实技术不仅仅是从平面PC拓展到了移动终端和穿戴式设备，视角也从二维拓展到了三维真实模拟，数据处理领域更是包括地理高程、地理栅格、矢量影像、激光点云、设备设施模型等多种海量数据的集成加工和展示。随着仿真技术和虚拟现实应用需求的不断提高，具有真实自然视觉效果的虚拟环境建模技术将变得越来越重要，不论是三维场景中的自然景物(地形、植被等)，还是电力设备、设施都需要尽可能还原现场真实的视觉感官。虽然目前计算机图形硬件已经有了长足的发展，对于现实的效果有了巨大的进步，但是实际应用中经常需要面对图形数据量往往比硬件可以实时显示的数据量大一个或多个数量级，且模型的复杂程度超过当前计算机硬件的实际处理能力。考虑到场景的复杂度几乎是无限的，所以需要通过算法和软件技术，在所期望的硬件性能和现实硬件水平之间搭起一座桥梁，做到在一台普通的计算机上做到对不同类型海量数据的快速浏览、定位、查询、更新，以此满足电力业务的实时性要求高，管理地理范围广，设备数量多，安全等级高等业务特点，是本发明将要解决的问题。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于电力业务的数据展示优化方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于电力业务的数据展示优化方法，所述的方法包括以下步骤：

S1、将电力数据导入服务器系统；

S2、针对不同格式的电力数据，选择数据切片或等级细分数据优化方式进行数据优化；

S3、将优化后的电力数据放入数据服务集群中；

S4、利用数据服务集群进行数据展示。

优选地，所述的步骤S2中对于二维数据采用数据切片的数据优化方式，对于三维模型或点云数据采用等级细分的数据优化方式。

优选地，所述的等级细分数据优化方式中进行等级划分的标准包括：以距离标准分级、以尺寸标准分级、以偏心率分级和以视野深度分级。

优选地，所述的以距离标准分级具体为按照观察者视点到物体内指定点的欧氏距离进行分级。

优选地，所述的以尺寸标准分级具体为按物体尺寸由大至小对细节层次进行由精细至粗糙处理。

优选地，所述的以偏心率分级具体为根据物体距离人眼视网膜中心距离进行分级。

优选地，所述的以视野深度分级具体为根据物体距离人眼聚焦区域的距离进行分级。

优选地，所述的数据切片数据优化方式采用金字塔切片方式。

优选地，所述的服务器系统包括代理服务器、缓存服务器和存储服务器，所述的代理服务器分别连接缓存服务器和多个存储服务器。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、虚拟现实中集成数据的应用效率和效果显著提高，满足电力业务需求：针对电力业务集成的不同数据格式，采用金字塔切片的方法，预先生成可展示的数据，按照一定的规则组织方式存放在服务端，由客户端提交决定调用并返回相应的数据，而不是在客户端实时绘制大大节省的计算时间，用空间换时间的方式提高客户端调度、加载和渲染速度；采用等级细分的方式处理，对于同一个设备，可以使用多种方式切换简单模型和精细模型的显示，使得视野中的个体数据量在不影响效果的情况下达到最小；

2、本发明能有效支持海量不同类型数据的自动处理，满足电力行业的不同业务需求，为电力诸多业务应用的开展提供有效的基础服务手段，特别是在地理影像、三维模型、激光点云等数据本体与数据量都十分巨大的信息处理过程中，在符合业务数据质量的前提下，能极大地节省人力成本。

附图说明

图1为本发明流程示意图；

图2为本发明中系统结构示意图。

具体实施方式

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的一部分实施例，而不是全部实施例。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的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。

实施例

本发明基于虚拟现实技术在电力特定领域中使用的基础数据特点，针对不同的数据类型使用不同的预处理和展示方式，提出了一套完整解决海量数据的显示优化处理方案。对于虚拟现实中集成数据的应用效率、效果方面有显著的提高，能满足电力业务的需求。

技术方案概述：

从数据处理角度而言，虚拟现实技术是一种新兴的集成大量结构化和非结构化数据的技术。这些数据类型多样、组成复杂，数据数量和质量都比传统二维技术中使用的数据有着几何级数的增长和提升。从传统的三维网格化模型，到地理影像、数字高程和矢量影像数据，甚至是激光点云数据都需要集成进来。

对不同的数据处理方式各不相同，总体而言，地理影像、数字高程和矢量影像这样二维存储的数据，可以采用金字塔切片的方法，预先生成可展示的数据，按照一定的规则组织方式存放在服务端，由客户端提交决定调用并返回相应的数据，而不是在客户端实时绘制大大节省的计算时间，用空间换时间的方式提高客户端调度、加载和渲染速度；而对于三维模型、点云这样的个体数据，适合单个处理，一般采用等级细分的方式处理。对于同一个设备，可以使用多种方式切换简单模型和精细模型的显示。例如，远处使用简单的模型，这时由于在屏幕上所占像素少，并不会降低使用者对设备模型的判断；近处使用标准甚至是精细模型，以提高使用者对模型的观察需求。这样做的好处在于不管数据的稀疏密集程度，可以只按照某种规则调度和加载，使得视野中的个体数据量在不影响效果的情况下达到最小。

技术方案详述：

针对电力业务应用中集成的不同数据格式，使用不同的优化方式。地理影像、数字高程和矢量影像这样二维存储的数据，可以采用金字塔切片的方法，预先生成可展示的数据；而对于三维模型、点云这样的个体数据，采用等级细分的方式处理。

1.数据切片

对于采用金字塔切片的数据处理方式，在切分前需要确定坐标系、数据配准等准备工作，同时考虑原始图片实际的大小，制定切分等级、分片大小等计划；借助外部工具自动完成切片工作；在切片完成后需要按照数据的特点组织不同的数据结构，满足迅速获取的性能要求。

对原始数据切片的处理流程如下：

对一张大范围的地理影像、数字高程、矢量影像，甚至是地形点云切片，首先需要知道此文件的地理范围坐标：

(x1,y1),(x2,y2)，(x3,y3)，(x4,y4)；

这是切片的基准位置。如果需要切片的文件有多个，那么需要遍历所有的原始文件。以TIFF格式的地理影像为例，使用GDAL库获取每一张图片的左上角以及右下角坐标信息、像素值等，定义一个二维向量，并将TIFF图的文件名以及读取的坐标信息写入自定义向量中；

切片是一个循环过程，每一次切片开始都需要建立一张空白的TIFF图片，该TIFF图的大小等于所切瓦片的大小；首先找到(x1,y1)点所在的TIFF图的文件名，对该TIFF图与(x1,y1),(x2,y2)，(x3,y3)，(x4,y4)所包络范围重合的部分进行切片，以(x1,y1)为切片原点，从配置文件中获取切片大小的宽度和高度，切片格式可以为PNG；

当切到边缘位置时，如果宽度或高度小于期望值时，则根据坐标点定位到下一张TIFF图中，并切出少的那部分图片贴到生成的PNG图片中。

以此类推，切出(x1,y1),(x2,y2)，(x3,y3)，(x4,y4)包络的所有TIFF图片。

2.等级细分

对于采用等级细分的数据处理方式，本发明在自主研发的高效率渲染引擎基础上，构建了自动细分三维模型和激光点云的模块，能对单个模型自动处理大部分的等级细分成果，在辅助以少量的人工干预，形成不同层次的模型，在使用有等级的模型显示时，可以采用多种不同的判断方法决定使用何种等级模型展示。考虑到电力设备设施占用场景大，以固定不动为主的特性，可以使用的主要方法有：

距离标准，考虑物体到观察者的距离(这个距离是从视点到物体内指定点的欧氏距离)，这种方法的理论依据是当一个物体距离视点越远，此物体能够被观察到的精细的细节部分就越少；

尺寸标准，或者考虑模型在屏幕上的像素占比，利用人眼辨识物体的能力随着物体尺寸的减小而减弱的特性。它考虑到待表示物体的尺寸，较小的物体用较粗糙的细节层次，较大的用较精细的细节层次。

偏心率，利用了人眼辨识物体的能力随着物体逐渐远离视域中心而减弱的特性。视网膜的中心对物体细节的分辨能力较强，视网膜边缘的分辨能力较弱。

视野深度，这种方法根据观察者眼睛的焦距来为物体选择合适的细节层次。在聚焦区域的前面或者后面的物体不被聚焦。

这些判断方式都意味着在设备、设施模型距离用户视点合适的地方选择较粗糙的细节层次来展示模型不会对显示的逼真度有很大影响，从而能得到满足要求的三维模型和激光点云集合。

3.处理流程

如图1所示，对不同的数据采用不同的处理方式。在金字塔切片处理完成后，需要对碎片化的小文件整合打包，利用磁盘和内存的工作特点，按照一定的存储结构组织排序，这用做不仅可以减少碎片的存在，更会大大加快磁盘的检索速度，提高服务的相应速度。在处理完成后将得到的数据放在专门的数据服务集群中；而等级细分处理完成后，需要人工干预的步骤以减少机器处理时对原有数据的提取偏差，在完成之后可以放入到专门的数据服务集群中。

本发明能有效支持海量不同类型数据的自动处理，满足电力行业的不同业务需求，为电力诸多业务应用的开展提供有效的基础服务手段。特别是在地理影像、三维模型、激光点云等数据本体与数据量都十分巨大的信息处理过程中，在符合业务数据质量的前提下，能极大的节省人力成本。

如图2所示，服务器系统包括代理服务器、缓存服务器和存储服务器，所述的代理服务器分别连接缓存服务器和多个存储服务器。在分别处理不同类型的海量数据之后，还需要有安全、稳定、反应迅速的服务提供数据支持。本发明提供一套完整的针对电力业务数据特点的数据处理和展示方法，在自动处理成符合要求的数据之后，还提供统一、简单、可靠的基于http协议的服务以支撑虚拟现实技术在电力领域的应用。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种基于电力业务的数据展示优化方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：

S1、将电力数据导入服务器系统；

S2、针对不同格式的电力数据，选择数据切片或等级细分数据优化方式进行数据优化；

S3、将优化后的电力数据放入数据服务集群中；

S4、利用数据服务集群进行数据展示。

2.根据权利要求1所述的一种基于电力业务的数据展示优化方法，其特征在于，所述的步骤S2中对于二维数据采用数据切片的数据优化方式，对于三维模型或点云数据采用等级细分的数据优化方式。

3.根据权利要求1所述的一种基于电力业务的数据展示优化方法，其特征在于，所述的等级细分数据优化方式中进行等级划分的标准包括：以距离标准分级、以尺寸标准分级、以偏心率分级和以视野深度分级。

4.根据权利要求3所述的一种基于电力业务的数据展示优化方法，其特征在于，所述的以距离标准分级具体为按照观察者视点到物体内指定点的欧氏距离进行分级。

5.根据权利要求3所述的一种基于电力业务的数据展示优化方法，其特征在于，所述的以尺寸标准分级具体为按物体尺寸由大至小对细节层次进行由精细至粗糙处理。

6.根据权利要求3所述的一种基于电力业务的数据展示优化方法，其特征在于，所述的以偏心率分级具体为根据物体距离人眼视网膜中心距离进行分级。

7.根据权利要求3所述的一种基于电力业务的数据展示优化方法，其特征在于，所述的以视野深度分级具体为根据物体距离人眼聚焦区域的距离进行分级。

8.根据权利要求1所述的一种基于电力业务的数据展示优化方法，其特征在于，所述的数据切片数据优化方式采用金字塔切片方式。

9.根据权利要求1所述的一种基于电力业务的数据展示优化方法，其特征在于，所述的服务器系统包括代理服务器、缓存服务器和存储服务器，所述的代理服务器分别连接缓存服务器和多个存储服务器。