CN112214485A - 基于全球剖分网格的电网资源数据组织规划方法 - Google Patents

基于全球剖分网格的电网资源数据组织规划方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了基于全球剖分网格的电网资源数据组织规划方法，涉及空间数据管理技术领域。本发明能够利用电网资源数据的空间信息对其进行有效整合，实现了对电网资源数据的高效完备的组织规划。包括如下步骤：获取所有待组织的电网资源数据。根据电网资源数据对应的位置信息构建网格标识码。网格标识码由二维网格码、标识符和高程编码组成。二维网格码为依据电网资源数据的位置信息确定的北斗网格码，标识符用于指示高程编码的编码方式。高程编码为针对电网资源数据的高程信息的编码。针对所有待组织的电网资源数据，以其对应的网格标识码作为索引码存入电网资源数据索引大表。利用电网资源数据索引大表实现对电网资源数据的组织规划。

Description

基于全球剖分网格的电网资源数据组织规划方法
技术领域
本发明涉及空间数据管理技术领域，具体涉及基于全球剖分网格的电网资源数据组织规划方法。
背景技术
建设满足能源互联网要求的高性能平台需要面对管理的要素数量大、变化频繁、用户多、响应实时性高的问题，具有极高的难度。电网场景中，电网资源数据(即电网空间位置数据，以及以空间数据为索引管理的电网资源数据)具有来源多、数据量巨大、处理分析复杂等特点。
因此，尽管已经有文献提出用编码来进行各类空间数据管理的研究，但是如何对于电网资源数据进行统一规范的组织管理，面向不同数据类型提出有效、统一的编码方法，研究电网资源数据组织管理的关键技术，依然目前亟待解决重要问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了基于全球剖分网格的电网资源数据组织规划方法，能够利用电网资源数据的空间信息对其进行有效整合，实现了对电网资源数据的高效完备的组织规划。
为达到上述目的，本发明的技术方案包括如下步骤：
S1、获取所有待组织的电网资源数据。
S2、根据电网资源数据对应的位置信息构建网格标识码。
网格标识码由二维网格码、标识符和高程编码组成。
二维网格码为依据电网资源数据的位置信息确定的北斗网格码，标识符用于指示高程编码的编码方式。
高程编码为针对电网资源数据的高程信息的编码。
S3、针对所有待组织的电网资源数据，以其对应的网格标识码作为索引码存入电网资源数据索引大表。
S4、利用电网资源数据索引大表实现对电网资源数据的组织规划。
进一步地，二维网格码为依据电网资源数据的位置信息确定的北斗网格码，具体为：选取第八层级的北斗网格，以电网资源数据的位置信息所属第八层级的北斗网格为编码网格，以编码网格的北斗网格码作为二维网格码。
进一步地，高程编码具体为：包括两种编码方式，一种是利用电网资源真实的高程信息的编码方式；另一种是利用电网资源的楼层信息的编码方式。
利用电网资源真实的高程信息的编码方式，具体为：高程编码从北斗网格码第五层网格开始划分，到第八层网格截止；其中倒数第五位的取值范围是0-9和A-E，倒数第五位为E则代表地下，为0-9和A-D则表示地上，对应第四层网格的高度为1.85km；倒数第四位的取值范围是0-9和A-E，其中A-E表示10-15，对应第五层网格的高度为123.69m；倒数第三位的取值范围是0-1，对应第六层网格的高度为61.84m；倒数第二位的取值范围是0-7，对应第七层网格的高度为7.7m；倒数第一位的取值范围是0-7，对应第八层网格的高度为0.97m；编码方式是倒数第五位为使用高程信息除以1.85km的商，高程信息除以1.85km的余数为Re5；倒数第四位为使用Re5除以123.69m的商，Re5除以123.69m的余数为Re4；倒数第三位为使用Re4除以61.84m的商，Re4除以61.84m的余数为Re3；倒数第二位为使用Re3除以7.7m的商，Re3除以7.7m的余数为Re2；倒数第一位为使用Re2除以0.97m的商。
利用电网资源的楼层信息的编码方式，具体为：采用楼层时，从地下到地上，分两个尺度，按照半层来计算X Y1 Y2 Y3 Z，其中X为0～8时表示地上、9表示地下；Y1 Y2 Y3表示楼层，取值为0～9；Z取值为0或1，Z取值为0时表示全层，1表示半层。
进一步地，S4包括利用电网资源数据索引大表，通过部分匹配网格标识码中的二维网格码，查找并组织设定待检索区域的电网资源数据。
进一步地，S4包括利用电网资源数据索引大表，通过部分匹配网格标识码中的高程编码，查找并组织设定高程信息对应的电网资源数据。
进一步地，S3，具体为：
S301、构建由一台以上的主机组成的电网资源组织网络，电网资源数据索引大表在其中一台主机上维护。
S302、主机持续接收外部输入的待组织的电网资源数据，采用S2中方法得到每个待组织的电网资源数据的网格标识码，并存入主机中的电网资源数据索引大表。
S303、主机预先设定电网资源数据索引大表的最大容量；当电网资源数据索引大表超过最大容量时，电网资源数据索引大表分裂为两份，其中一份送入网络中的空闲主机中进行维护。
返回S302，直至外部输入完成。
有益效果：
1、本发明提供的一种基于全球剖分网格的电网资源数据组织规划方法，是一种面向不同的电网资源数据类型的有效、统一的编码方法，是利用电网资源数据的空间位置信息，利用立体网格编码进行关联；本发明通过网格编码查询电网资源数据，从而将每一个电网资源数据对应的空间范围都被进行了网格化和网格编码，每个网格编码都对应着所覆盖的电网资源数据。从而实现了对电网资源数据有效、统一的组织规划，且利用北斗网格码优异的聚合特性，可与现有的数据组织网格形成聚合关系。因此，在电网资源数据地球剖分组织体系下，可根据各行业应用需要，快速聚合成各型各类数据产品。
2、本发明提供的基于全球剖分网格的电网资源数据组织规划方法，将高程信息作为重要的编码加入到电网资源数据的网格标识码中，高程信息是电网资源数据中重要的属性信息，本发明能够针对高程信息进行编码获得统一的编码格式，进一步实现了不同类型、不同尺度、不同时相的电网资源数据的统一关联。
3、本发明针对基于全球剖分网格的电网资源数据组织规划方法中所建立的电网资源数据大表，考虑到随着数据量的增长，电网资源数据剖分索引大表会不断增长，当该表增长到一定大小时，设置剖分索引大表的最大容量，保证电网资源数据索引大表的结构不变的情况，计算机按照先前设计的规则自动分裂剖分索引大表，即一分为二，然后把分裂后子索引大表由其它的主机维护，分裂后的表可以独立增长，再进行分裂，如此反复。由于分裂出来的子表被分布在不同的主机上维护，对大表的操作演化成对各子表的操作，处理效率高于对整个大表的操作。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种基于全球剖分网格的电网资源数据组织规划方法流程图；
图2为本发明实施例中网格标识码编码结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
本发明提供了一种基于全球剖分网格的电网资源数据组织规划方法，流程如图1所示，包括如下步骤：
S1、获取所有待组织的电网资源数据；电网资源数据包含有电网空间位置数据，以及以空间数据为索引管理的电网数据；例如杆塔、低压杆塔、10kV站房、0.4kV站房、墙支架以及低压用户接入点等电网设备的设备数据、移动端数据、业务数据和外部数据；存储于不同数据库，有些以数据点的形式进行存储，有些以数据范围的形式存储。
S2、根据电网资源数据对应的位置信息构建网格标识码。
网格标识码由二维网格码、标识符和高程编码组成；其编码构成如图2所示。
二维网格码为依据电网资源数据的位置信息确定的北斗网格码，标识符用于指示高程编码的编码方式。
二维网格码基于北斗二维网格位置码(简称北斗网格码)，总长96bite。北斗网格码是基于GeoSOT剖分框架的一种编码形式。选取第八层级北斗网格，相当于1/32″×1/32″网格，相当于0.97m×0.97m网格；标识符是一个0-1数，1bite。
高程编码包括两种编码方式，一种是利用电网资源真实的高程信息的编码方式；另一种是利用电网资源的楼层信息的编码方式；
利用电网资源真实的高程信息的编码方式，具体为：高程编码从北斗网格码第五层网格开始划分，到第八层网格截止；其中倒数第五位的取值范围是0-9和A-E，倒数第五位为E则代表地下(高度为负)，为0-9和A-D则表示地上，对应第四层网格的高度为1.85km；倒数第四位的取值范围是0-9和A-E，其中A-E表示10-15，对应第五层网格的高度为123.69m；倒数第三位的取值范围是0-1，对应第六层网格的高度为61.84m；倒数第二位的取值范围是0-7，对应第七层网格的高度为7.7m；倒数第一位的取值范围是0-7，对应第八层网格的高度为0.97m；编码方式是倒数第五位为使用高程信息除以1.85km的商，高程信息除以1.85km的余数为Re5；倒数第四位为使用Re5除以123.69m的商，Re5除以123.69m的余数为Re4；倒数第三位为使用Re4除以61.84m的商，Re4除以61.84m的余数为Re3；倒数第二位为使用Re3除以7.7m的商，Re3除以7.7m的余数为Re2；倒数第一位为使用Re2除以0.97m的商。
利用电网资源的楼层信息的编码方式，具体为：采用楼层时，从地下到地上，分两个尺度，按照半层来计算XY1Y2Y3Z，其中X为0～8时表示地上、9表示地下；Y1Y2Y3表示楼层，取值为0～9；Z取值为0或1，Z取值为0时表示全层，1表示半层。例如10000-代表地面1000层，10001代表地面1000层半；92000-代表地下200层，9201代表地下200层半。其中，地面0-899层，地下-1-99层。00401表示地上第40层半。90401表示地下第40层半。00020表示地上第2层。
S3、针对所有待组织的电网资源数据，以其对应的网格标识码作为索引码存入电网资源数据索引大表。
具体为：
S301、构建由一台以上的主机组成的电网资源组织网络，电网资源数据索引大表在其中一台主机上维护。
S302、主机持续接收外部输入的待组织的电网资源数据，采用S2中方法得到每个待组织的电网资源数据的网格标识码，并存入主机中的电网资源数据索引大表。
S303、主机预先设定电网资源数据索引大表的最大容量；当电网资源数据索引大表超过最大容量时，电网资源数据索引大表分裂为两份，其中一份送入网络中的空闲主机中进行维护。
返回S302，直至外部输入完成。
随着数据量的增长，电网资源数据剖分索引大表会不断增长，当该表增长到一定大小时，设置剖分索引大表的最大容量，保证电网资源数据索引大表的结构不变的情况，计算机按照先前设计的规则自动分裂剖分索引大表，即一分为二，然后把分裂后子索引大表由其它的主机维护，分裂后的表可以独立增长，再进行分裂，如此反复。由于分裂出来的子表被分布在不同的主机上维护，对大表的操作演化成对各子表的操作，处理效率显然高于对整个大表的操作。其中网格索引码行键按照八叉树遍历的Z序排列，即位置相邻网格被尽可能地组织在相同或相邻的子表中，从而保证了数据访问效率。
在电网资源数据剖分索引大表中，索引数据在存储前经过了排序和压缩，各类属性信息都被连接为字符串并按照属性列的字典序排列。某一张大表在它的生长过程中会分裂为许多子表，新产生的子表可以被指定到任意主机上维护。为了快速地找到子表所在位置，我们还设计了一个描述子表索引的全局元数据表，负责保存和维护系统中所有子表的索引。在索引大表基础上，以全球剖分网格编码提供的四叉树编码索引(O-tree索引)。在本专利中所提到的编码模式的第一部分均为二维编码。在全局元数据表中，只对该二维编码进行索引。因为编码符合四叉树的结构，所以可以构造四叉树索引。当需要查询某一空间范围内的电网资源数据时，可根据全局元数据表快速确定该范围的所有数据所存储的位置，便于进一步在数据表中进行检索。
S4、利用电网资源数据索引大表实现对电网资源数据的组织规划。
本步骤S4包括利用电网资源数据索引大表，通过部分匹配网格标识码中的二维网格码，查找并组织设定待检索区域的电网资源数据。
S4还包括利用电网资源数据索引大表，通过部分匹配网格标识码中的高程编码，查找并组织设定高程信息对应的电网资源数据。
本发明针对电网资源数据多源异构、整合不便的业务需求，充分利用电网资源数据剖分编码模型“区位一致、编码相同”的特点，依托基于剖分编码的电网资源数据空间关联模型，发展基于剖分编码多源异构数据的关联汇集、叠置整合和拼接整合等应用方法。电网资源数据剖分关联技术的实质是：当多源异构数据建立了统一编码之后，通过编码即自动与地球上的网格建立了关联关系。在电网资源数据全球剖分网格编码地球剖分技术体系下，平时将各类各型电网资源数据统一按全球剖分网格编码逻辑分块与编码，实现不同类型、不同尺度、不同时相数据的统一关联。在应急情况下，依据数据区位标识编码将数据自动汇集，省去数据查询检索时间，实现“应急数据保障常备化”。
电网资源数据所占据的空间范围被网格(网格集合)完全覆盖，且所有的网格(网格集合)中都覆盖有电网资源数据，则称电网资源数据与网格(网格集合)相关联。对于电线杆、电表等常抽象为点对象，用经纬高的坐标点来表示，可用单一的网格进行表示，一个点对象关联一个网格编码。电网线路等常抽象为线对象，用经纬高的坐标串来表示，可用网格集合进行关联，一个线对象关联多个网格编码。站房等常抽象为面对象(或体对象)，用经纬高的坐标集合来表示，一个面对象关联多个网格编码。依托基于剖分编码的电网资源数据空间关联模型，利用“区位一致、编码相同”的特点，可实现电网资源数据的统一关联。在此基础上，利用全球剖分网格编码网格具有优异的聚合特性，可与现有的数据组织网格形成聚合关系。因此，在电网资源数据地球剖分组织体系下，可根据各行业应用需要，快速聚合成各型各类数据产品。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.基于全球剖分网格的电网资源数据组织规划方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、获取所有待组织的电网资源数据；
S2、根据电网资源数据对应的位置信息构建网格标识码；
所述网格标识码由二维网格码、标识符和高程编码组成；
所述二维网格码为依据电网资源数据的位置信息确定的北斗网格码，所述标识符用于指示高程编码的编码方式；
所述高程编码为针对电网资源数据的高程信息的编码；
S3、针对所有待组织的电网资源数据，以其对应的网格标识码作为索引码存入电网资源数据索引大表；
S4、利用所述电网资源数据索引大表实现对电网资源数据的组织规划。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述二维网格码为依据电网资源数据的位置信息确定的北斗网格码，具体为：
选取第八层级的北斗网格，以电网资源数据的位置信息所属第八层级的北斗网格为编码网格，以编码网格的北斗网格码作为所述二维网格码。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述高程编码具体为：包括两种编码方式，一种是利用所述电网资源真实的高程信息的编码方式；另一种是利用所述电网资源的楼层信息的编码方式；
所述利用所述电网资源真实的高程信息的编码方式，具体为：高程编码从北斗网格码第五层网格开始划分，到第八层网格截止；其中倒数第五位的取值范围是0-9和A-E，倒数第五位为E则代表地下，为0-9和A-D则表示地上，对应第四层网格的高度为1.85km；倒数第四位的取值范围是0-9和A-E，其中A-E表示10-15，对应第五层网格的高度为123.69m；倒数第三位的取值范围是0-1，对应第六层网格的高度为61.84m；倒数第二位的取值范围是0-7，对应第七层网格的高度为7.7m；倒数第一位的取值范围是0-7，对应第八层网格的高度为0.97m；编码方式是倒数第五位为使用高程信息除以1.85km的商，高程信息除以1.85km的余数为Re5；倒数第四位为使用Re5除以123.69m的商，Re5除以123.69m的余数为Re4；倒数第三位为使用Re4除以61.84m的商，Re4除以61.84m的余数为Re3；倒数第二位为使用Re3除以7.7m的商，Re3除以7.7m的余数为Re2；倒数第一位为使用Re2除以0.97m的商；
所述利用所述电网资源的楼层信息的编码方式，具体为：采用楼层时，从地下到地上，分两个尺度，按照半层来计算XY1Y2Y3Z，其中X为0～8时表示地上、9表示地下；Y1Y2Y3表示楼层，取值为0～9；Z取值为0或1，Z取值为0时表示全层，1表示半层。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述S4包括利用所述电网资源数据索引大表，通过部分匹配所述网格标识码中的二维网格码，查找并组织设定待检索区域的电网资源数据。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述S4包括利用所述电网资源数据索引大表，通过部分匹配所述网格标识码中的高程编码，查找并组织设定高程信息对应的电网资源数据。
6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述S3，具体为：
S301、构建由一台以上的主机组成的电网资源组织网络，所述电网资源数据索引大表在其中一台主机上维护；
S302、主机持续接收外部输入的待组织的电网资源数据，采用S2中方法得到每个待组织的电网资源数据的网格标识码，并存入主机中的电网资源数据索引大表；
S303、主机预先设定所述电网资源数据索引大表的最大容量；当所述电网资源数据索引大表超过所述最大容量时，所述电网资源数据索引大表分裂为两份，其中一份送入网络中的空闲主机中进行维护；
返回S302，直至外部输入完成。
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