CN112000729A - 一种电力工程gis系统 - Google Patents
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Abstract
一种电力工程GIS系统，包括规划设计模块，工程监督模块，数据获取模块，预处理模块，GIS平台和可视化模块。本发明的电力工程GIS系统实现对电力工程的设计、优化、施工、运行、可视化有效贯通，实现从规划、可研到初设的过程化管理，加快电力工程进度、提高电力工程质量，减轻电力工程人员劳动强度，为电力工程的规划、设计、施工、查询、分析、可视化提供智能、高效而准确的辅助工具。
Description
技术领域
本发明属于电力地理信息技术领域，具体涉及一种电力工程GIS系统。
背景技术
电力工程的规划设计业务主要包括项目规划、前期可行性研究、初步设计及施工图设计等环节，规划过程中涉及到社会、经济、环境等方面的问题，其复杂性首先表现在大量的不同种类数据，如主电网地理信息数据、配电网地理信息数据、主网和配网的电网调度数据，同时需要考虑线缆的辐射方式、电力负荷使用情况、电网运行方式等情况。
由于规划所涉及的部门和专业领域较多，规划方案需要满足安全性与可靠性、运行及投资的经济性以及电力供需平衡等多发方面要求。现有电力各部门中均建设有各自的系统，进行电网规划时，无法直接调用现有系统中的数据构建规划平台，造成了重复建设，增加了构建电网规划平台的经济成本和时间成本，而且电力工程规划平台的规划成果只能以单一的形式输出，无法以符合用户要求的形式进行展示。
另外，目前用户对于电力工程业务地图的可视化需求迫切，电力工程中矢量和栅格切片数据的数据量范围，达到了海量数据云存储所需的数据存储量级。据此数据存储量级，需要确定合适的存储设备。针对GIS平台需要进行海量数据交互的特点，研究兼具效率，传输速度，数据安全及数据完整性的存储框架。亟需形成针对电力工程海量矢量和切片数据的云存储框架，提升地图数据的制作和可视化能力。
发明内容
为了克服技术瓶颈，本发明提出了一种电力工程GIS系统，包括：
规划设计模块，用于获取候选电力工程规划任务，对规划任务进行整体优化设计，获得合格的规划任务；
工程监督模块，用于根据规划设计模块获得的合格的规划任务，实时监督电力工程的开展；
数据获取模块，用于获取实地的电力工程数据及周边环境数据、以及地理底图，其中，所述电力工程数据包括电力建筑数据和电力设备数据；
预处理模块，用于对所述数据获取模块获取的数据进行预处理，根据不同数据特点形成矢量数据和栅格数据；
GIS平台，用于根据所述矢量数据和栅格数据，形成地图底图和专题图层，建立系统数据库，实现工程分析功能；
可视化模块，用于响应客户端向电力工程GIS系统服务器的电力工程地图业务请求，向客户端传输电力工程地图数据，在客户端显示器上实现的专题地图显示；
本发明的有益效果包括：首先，本发明实现对电力工程的设计、优化、施工、运行、可视化有效贯通，实现从规划、可研到初设的过程化管理，加快电力工程进度、提高电力工程质量，减轻电力工程人员劳动强度，为电力工程规划、设计、施工、查询、分析、可视化提供智能、高效而准确的辅助工具。其次，可视化模块是本发明的一大特色。根据电力工程地图中栅格数据和矢量数据各自的特点，本发明从根本上对栅格数据和矢量数据区分处理，由于栅格数据传输慢，以变换后的数据形式完整传输栅格数据作为数据底图，而矢量数据传输快，再适应性地随点随传矢量数据作为地图特征要素，满足了快速响应用户请求的要求，也大大减轻了传输压力、搜索压力和客户端的渲染压力。再次，本发明对栅格数据和矢量数据分别切片，分别存储，解决了地图瓦片的切片效率以及地图瓦片的存放空间，提高了切片存储效率和搜索效率，提高数据搜索速度。本发明构建瓦片效率高，极大缩短了发布地图可视化服务的时间周期。另外，虽然服务器端获取潜在传输的矢量数据，但只需加载实际需要的矢量瓦片文件，大大减少了服务器的负担，提高了加载及显示效率。最后，云存储提供了非常高的系统冗余和安全性，存取方便。而栅格切片数据和矢量切片数据的应用，减少云存储的访问次数，可以有效较少服务器压力，减少网络负载和网络延迟。
附图说明
图1本发明的系统框架图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合附图参考实施例的描述，对本发明的方法和系统进行进一步的说明。
为了全面理解本发明，在以下详细描述中提到了众多具体细节。但是本领域技术人员应该理解，本发明可以无需这些具体细节而实现。在实施例中，不详细描述公知的方法、过程、组件，以免不必要地使实施例繁琐。
参见图1所示，本发明提供了一种电力工程GIS系统，包括：
规划设计模块，用于获取候选电力工程规划任务，对规划任务进行整体优化设计，获得合格的规划任务；
工程监督模块，用于根据规划设计模块获得的合格的规划任务，实时监督电力工程的开展；
数据获取模块，用于获取实地的电力工程数据及周边环境数据、以及地理底图，其中，所述电力工程数据包括电力建筑数据和电力设备数据；
预处理模块，用于对所述数据获取模块获取的数据进行预处理，根据不同数据特点形成矢量数据和栅格数据；
GIS平台，用于根据所述矢量数据和栅格数据，形成地图底图和专题图层，建立系统数据库，实现工程分析功能；
可视化模块，用于响应客户端向电力工程GIS系统服务器的电力工程地图业务请求，向客户端传输电力工程地图数据，在客户端显示器上实现的专题地图显示；
其中，所述规划设计模块包括设计管理模块、设计图模块以及仿真计算模块；
所述设计管理模块，用于获取候选规划任务，将规划任务发送至设计图模块绘制电力规划图，并依据所述仿真计算模块的仿真结果对规划任务进行评价并优化，获得合格的规划任务；规划任务包含规划设计图、设计内容和技术经济指标表；
所述设计图模块，用于依据所述设计管理模块中的候选规划任务，选取电力工程模型和相关电力负荷数据，绘制电力工程规划图，并将电力工程规划图提交至所述仿真计算模块；
所述仿真计算模块，用于依据候选电力工程规划图中的拓扑结构和实际用户用电位置和规律，通过模拟实际的电网运行管理情况，通过检测用电冲突现象找出所述候选电力工程规划图所规划的电网供电薄弱环节，将供电薄弱环节作为仿真结果发至所述设计管理模块；
其中，所述GIS平台包括工程环境GIS模块和GIS功能应用模块：
工程环境GIS模块，包括数据服务模块、基础维护模块、图形分模块、系统管理模块、数据接口模块，通过数据接口模块与数据采集模块和预处理模块通信，实现对电力工程数据及周边环境数据的读取、更新、分析，提供基础服务和开放的接口服务，实现系统间的信息共享；
GIS功能应用模块，包括电力建筑管理模块、电力设备管理模块、用户模块、工程分析模块、影像与矢量读取服务模块、工程数据读取服务模块、数据更新模块，实现电力工程查询、管理和综合分析。
其中，所述可视化模块包括：
采集模块，用于从电力工程GIS系统的GIS平台中采集电力工程地图的矢量数据和栅格数据；
切片模块，用于进行地图切片，将所述地图切割成不同等级的切片数据，生成矢量切片数据和栅格切片数据，所述栅格切片数据包括地理编码，所述矢量切片数据包括地理编码和要素编码，所述要素包括点元素、线元素和面元素；
存储模块，用于将切片完成的地图数据上传至云存储，其中，将矢量切片数据存储在空间云数据库中，将栅格切片数据存储在图形云数据库中，矢量切片数据和栅格切片数据通过地理编码来实现空间关联；
请求模块，用于客户端向电力工程GIS系统服务器请求电力工程地图业务，所述请求中包含请求区域位置；
提取模块，用于根据所述请求区域，电力工程GIS系统服务器在图形云数据库中提取对应的栅格切片数据；
压缩模块，用于将栅格切片数据转化为小波数据流，将小波数据流压缩为压缩数据流；
第一传输模块，用于通过网络将所述压缩数据流传输到客户端；
解压缩模块，用于客户端将压缩数据流解压缩为小波数据流，将小波数据流重新转化为栅格切片数据；
拼合模块，用于根据地理编码，将栅格切片数据拼合成为栅格数据地图，显示在显示器上；
确定模块，用于根据所述请求区域，电力工程GIS系统服务器在空间云数据库中确定对应的矢量切片数据，作为潜在传输的矢量数据；
检测模块，用于检测到用户通过鼠标或手指对显示器中地图的操作，确定光标所在的位置，以及光标所在位置对应的地图坐标；
第二传输模块，用于在所述潜在传输的矢量数据中查找所述地图坐标所对应的矢量切片数据，将该部分矢量切片数据通过网络传输到客户端；
合并模块，用于根据地理编码以及要素编码，将矢量切片数据拼合成为矢量数据，显示在显示器上；
显示模块，用于在显示器的地图上的对应坐标位置显示矢量数据。
优选地，其中，所述矢量数据主要包括电力工程中的点元素、线元素和面元素。
优选地，其中，所述栅格数据主要包括底层地图的各层数据。
优选地，其中，用户对地图的操作包括点击、缩放或平移。
优选地，其中，对栅格数据进行地图切片，具体包括：确定地图切片的范围和地图数据需要缩放的数量级别，把缩放级别最小、地图比例尺最大的地图作为金字塔的底层，并对地图其进行分块，从地图图片的左上角开始，从左到右、从上到下对地图数据进行切割，分割成相同大小的图像，形成第0层切片矩阵，在第0层地图图片的基础上，按照每2*2像素的方法合成为一个像素的方法生成第1层地图图片，并对第1层地图图片进行分块，分割成与上一层相同大小的图像，按照同样的方法生成剩余的其他层地图切片。
优选地，其中，所述GIS平台还包括：
基础维护模块，用于对所述电力工程数据及周边环境数据的更新；
图形分析模块，用于对电力工程的高级图形分析。
本发明与现有技术相比，其显著优点为：首先，本发明实现对电力工程的设计、优化、施工、运行、可视化有效贯通，实现从规划、可研到初设的过程化管理，加快电力工程进度、提高电力工程质量，减轻电力工程人员劳动强度，为电力工程规划、设计、施工、查询、分析、可视化提供智能、高效而准确的辅助工具。其次，可视化模块是本发明的一大特色。根据电力工程地图中栅格数据和矢量数据各自的特点，本发明从根本上对栅格数据和矢量数据区分处理，由于栅格数据传输慢，以变换后的数据形式完整传输栅格数据作为数据底图，而矢量数据传输快，再适应性地随点随传矢量数据作为地图特征要素，满足了快速响应用户请求的要求，也大大减轻了传输压力、搜索压力和客户端的渲染压力。再次，本发明对栅格数据和矢量数据分别切片，分别存储，解决了地图瓦片的切片效率以及地图瓦片的存放空间，提高了切片存储效率和搜索效率，提高数据搜索速度。本发明构建瓦片效率高，极大缩短了发布地图可视化服务的时间周期。另外，虽然服务器端获取潜在传输的矢量数据，但只需加载实际需要的矢量瓦片文件，大大减少了服务器的负担，提高了加载及显示效率。最后，本发明电力工程GIS系统使用的云存储提供了非常高的系统冗余和安全性，存取方便。而栅格切片数据和矢量切片数据的应用，减少云存储的访问次数，可以有效较少服务器压力，减少网络负载和网络延迟。
这里只说明了本发明的优选实施例，但其意并非限制本发明的范围、适用性和配置。相反，对实施例的详细说明可使本领域技术人员得以实施。应能理解，在不偏离所附权利要求书确定的本发明精神和范围情况下，可对一些细节做适当变更和修改。
Claims (6)
1.一种电力工程GIS系统，其特征在于，包括：
规划设计模块，用于获取候选电力工程规划任务，对规划任务进行整体优化设计，获得合格的规划任务；
工程监督模块，用于根据规划设计模块获得的合格的规划任务，实时监督电力工程的开展；
数据获取模块，用于获取实地的电力工程数据及周边环境数据、以及地理底图，其中，所述电力工程数据包括电力建筑数据和电力设备数据；
预处理模块，用于对所述数据获取模块获取的数据进行预处理，根据不同数据特点形成矢量数据和栅格数据；
GIS平台，用于根据所述矢量数据和栅格数据，形成地图底图和专题图层，建立系统数据库，实现工程分析功能；
可视化模块，用于响应客户端向电力工程GIS系统服务器的电力工程地图业务请求，向客户端传输电力工程地图数据，在客户端显示器上实现的专题地图显示；
其中，所述规划设计模块包括设计管理模块、设计图模块以及仿真计算模块；
所述设计管理模块，用于获取候选规划任务，将规划任务发送至设计图模块绘制电力规划图，并依据所述仿真计算模块的仿真结果对规划任务进行评价并优化，获得合格的规划任务；规划任务包含规划设计图、设计内容和技术经济指标表；
所述设计图模块，用于依据所述设计管理模块中的候选规划任务，选取电力工程模型和相关电力负荷数据，绘制电力工程规划图，并将电力工程规划图提交至所述仿真计算模块；
所述仿真计算模块，用于依据候选电力工程规划图中的拓扑结构和实际用户用电位置和规律，通过模拟实际的电网运行管理情况，通过检测用电冲突现象找出所述候选电力工程规划图所规划的电网供电薄弱环节，将供电薄弱环节作为仿真结果发至所述设计管理模块；
其中，所述GIS平台包括工程环境GIS模块和GIS功能应用模块：
工程环境GIS模块，包括数据服务模块、基础维护模块、图形分模块、系统管理模块、数据接口模块，通过数据接口模块与数据采集模块和预处理模块通信，实现对电力工程数据及周边环境数据的读取、更新、分析，提供基础服务和开放的接口服务，实现系统间的信息共享；
GIS功能应用模块，包括电力建筑管理模块、电力设备管理模块、用户模块、工程分析模块、影像与矢量读取服务模块、工程数据读取服务模块、数据更新模块，实现电力工程查询、管理和综合分析；
其中，所述可视化模块包括：
采集模块，用于从电力工程GIS系统的GIS平台中采集电力工程地图的矢量数据和栅格数据；
切片模块，用于进行地图切片，将所述地图切割成不同等级的切片数据，生成矢量切片数据和栅格切片数据，所述栅格切片数据包括地理编码，所述矢量切片数据包括地理编码和要素编码，所述要素包括点元素、线元素和面元素；
存储模块，用于将切片完成的地图数据上传至云存储，其中，将矢量切片数据存储在空间云数据库中，将栅格切片数据存储在图形云数据库中，矢量切片数据和栅格切片数据通过地理编码来实现空间关联；
请求模块，用于客户端向电力工程GIS系统服务器请求电力工程地图业务，所述请求中包含请求区域位置；
提取模块，用于根据所述请求区域，电力工程GIS系统服务器在图形云数据库中提取对应的栅格切片数据；
压缩模块，用于将栅格切片数据转化为小波数据流，将小波数据流压缩为压缩数据流；
第一传输模块，用于通过网络将所述压缩数据流传输到客户端；
解压缩模块，用于客户端将压缩数据流解压缩为小波数据流，将小波数据流重新转化为栅格切片数据；
拼合模块，用于根据地理编码，将栅格切片数据拼合成为栅格数据地图，显示在显示器上；
确定模块，用于根据所述请求区域，电力工程GIS系统服务器在空间云数据库中确定对应的矢量切片数据，作为潜在传输的矢量数据；
检测模块，用于检测到用户通过鼠标或手指对显示器中地图的操作，确定光标所在的位置，以及光标所在位置对应的地图坐标；
第二传输模块，用于在所述潜在传输的矢量数据中查找所述地图坐标所对应的矢量切片数据，将该部分矢量切片数据通过网络传输到客户端；
合并模块，用于根据地理编码以及要素编码，将矢量切片数据拼合成为矢量数据，显示在显示器上；
显示模块，用于在显示器的地图上的对应坐标位置显示矢量数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述矢量数据主要包括电力工程中的点元素、线元素和面元素。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述栅格数据主要包括底层地图的各层数据。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，用户对地图的操作包括点击、缩放或平移。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，对栅格数据进行地图切片，具体包括：确定地图切片的范围和地图数据需要缩放的数量级别，把缩放级别最小、地图比例尺最大的地图作为金字塔的底层，并对地图其进行分块，从地图图片的左上角开始，从左到右、从上到下对地图数据进行切割，分割成相同大小的图像，形成第0层切片矩阵，在第0层地图图片的基础上，按照每2*2像素的方法合成为一个像素的方法生成第1层地图图片，并对第1层地图图片进行分块，分割成与上一层相同大小的图像，按照同样的方法生成剩余的其他层地图切片。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述GIS平台还包括：
基础维护模块，用于对所述电力工程数据及周边环境数据的更新；
图形分析模块，用于对电力工程的高级图形分析。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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