CN112685616A - 一种基于空间网格和建筑信息模型的精准化电力部件管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明所提供的一种基于空间网格和建筑信息模型的精准化电力部件管理方法，通过建立三维地球平台；利用建筑信息模型对电力部件建模，将电力部件的格式转换为三维地球平台所加载的文件类型；对电力部件模型进行解析，得到电力部件模型内部各个电力子部件的局部坐标信息；针对各个电力子部件，将局部坐标转换为地理坐标；根据地理坐标将电力部件的三维模型文件加载到三维地球平台上；建立电力部件索引表，根据各个电力子部件的地理坐标、比例大小对各个电力子部件进行网格编码，将网格编码作为索引码保存到电力部件索引表；根据电力部件索引表管理电力部件。实现电力部件的精细高效管理，解决无法实现对电力部件实时实景、定量动态管理的缺陷。

Description

一种基于空间网格和建筑信息模型的精准化电力部件管理 方法

技术领域

本发明属于空间数据管理技术领域，具体涉及一种基于空间网格和建筑信息模型的精准化电力部件管理方法。

背景技术

随着电力业务的飞速发展和数字孪生、大数据应用等技术的不断完善，能源互联网建设的步步推进，传统的复杂大电网正在紧追科学发展的脚步向新型智能化电网迈进，使得精确管理电力部件显得越发重要，并且对电力部件管理提出了新的需求，从模糊管理变为精细化、高效化管理，从定性、静态管理变为定量、动态管理，从滞后管理变为实时管理，对应可视化场景从二维平面变为三维立体等等。

而当前的电力部件管理的方式远远不能满足这些新需求。国内部分基于二维地图上的部件管理，无法实现实景，非常不利于非专业人员对电力部件的有效管理。部分基于实景三维模型的电力部件管理，其使用的全面、高精度的实景三维影像构建三维模型，但此三维模型没有内部结构，管理人员很难进行空间查询，无法对电力部件进行精确高效管理。

发明内容

有鉴于此，本公开提出了一种基于空间网格和建筑信息模型的精准化电力部件管理方法，通过空间网格与建筑信息模型的结合，使用Cesium平台构建实景三维可视化地球平台，实现电力部件的精细高效管理，有效地解决了当前电力部件管理方法无法实现对电力部件精细高效、实时实景、定量动态管理的缺陷。

根据本发明的一方面，提出了一种基于空间网格和建筑信息模型的精准化电力部件管理方法，所述方法包括：

建立三维地球平台，将所述三维地球平台分解为多尺度嵌套空间立体网格，为每个所述立体网格赋予剖分编码；

利用所述建筑信息模型对所述电力部件建模，并将所述电力部件的格式转换为所述三维地球平台所加载的三维模型文件类型；

对所述电力部件模型进行解析，得到所述电力部件模型内部的各个电力子部件的局部坐标信息；

针对各个电力子部件，将所述电力子部件的局部坐标进行坐标转换为相应的地理坐标；

根据所述地理坐标将所述电力部件的三维模型文件加载到所述三维地球平台上实现可视化；

建立所述电力部件索引表，根据各个所述电力子部件的地理坐标、比例大小对各个所述电力子部件进行网格编码，并将各个所述电力子部件的网格编码作为索引码保存到所述电力部件索引表；

根据所述电力部件索引表对各个所述电力子部件进行管理。

在一种可能的实现方式中，所述将所述三维地球平台分解为多尺度嵌套空间立体网格，为每个所述立体网格赋予剖分编码，包括：

采用GeoSOT全球剖分立体网格体系对所述三维地球平台的空间进行划分，得到所述三维地球平台的多尺度嵌套空间立体网格，并利用所述GeoSOT全球剖分立体网格体系的编码方法为每个立体网格赋予唯一的剖分编码。

在一种可能的实现方式中，将所述电力子部件的局部坐标进行坐标转换为相应的地理坐标，包括：

设定WGS84地理坐标系下中心点的经度为lng，纬度为lat及高程为alt，则中心点坐标为(lng，lat，alt)，所述中心点在笛卡尔空间直角坐标系所对应的坐标为(x，y，z)；

根据电力部件模型进行解析出的各个电力子部件的局部坐标，所述局部坐标为相对于中心点坐标的偏移量(X，Y，Z)，得到各个电力子部件在笛卡尔空间直角坐标系下的坐标(X+x，Y+y，Z+z)；

将所述坐标(X+x，Y+y，Z+z)转换成在WGS84地理坐标系的坐标，即为各个电力子部件的地理坐标。

在一种可能的实现方式中，所述对所述电力部件模型进行解析，还得到所述电力部件模型内部的各个电力子部件的属性信息，所述属性信息包括图形信息、场景信息、着色器和纹理图片信息。

在一种可能的实现方式中，所述局部坐标信息为顶点坐标信息。

在一种可能的实现方式中，三维模型文件类型为GLTF文件。

在一种可能的实现方式中，所述对各个所述电力子部件进行管理，包括：对所述各个所述电力子部件进行双向查询，动态增加和动态删除。

在一种可能的实现方式中，基于GeoSOT全球剖分立体网格体系设计编码函数、解码函数和绘制网格函数；

其中，所述编码函数，用于根据所述立体网格的层级、经度、纬度和高程进行编码，得到所述立体网格的编码；

所述解码函数，用于对所述立体网格的编码进行解码，得到所述立体网格的层级、经度范围、纬度范围和高程范围；

所述绘制网格函数，用于根据所述立体网格的层级、经度范围、纬度范围和高程范围对所述立体网格进行绘制。

通过建立三维地球平台，将三维地球平台分解为多尺度嵌套空间立体网格，为每个立体网格赋予剖分编码；利用建筑信息模型对电力部件建模，并将电力部件的格式转换为三维地球平台所加载的三维模型文件类型；对电力部件模型进行解析，得到电力部件模型内部的各个电力子部件的局部坐标信息；针对各个电力子部件，将电力子部件的局部坐标进行坐标转换为相应的地理坐标；根据地理坐标将所述电力部件的三维模型文件加载到三维地球平台上实现可视化；建立电力部件索引表，根据各个电力子部件的地理坐标、比例大小对各个电力子部件进行网格编码，并将各个电力子部件的网格编码作为索引码保存到电力部件索引表；根据电力部件索引表对各个电力子部件进行管理。能够通过空间网格与建筑信息模型的结合，使用Cesium平台构建实景三维可视化地球平台，实现电力部件的精细高效管理，有效地解决了当前电力部件管理方法无法实现对电力部件精细高效、实时实景、定量动态管理的缺陷。

根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。

附图说明

包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本公开的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本公开的原理。

图1示出根据本公开一实施例的基于空间网格和建筑信息模型的精准化电力部件管理方法流程图；

图2示出根据本公开另一实施例的步骤S4的进一步限定流程图。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

另外，为了更好的说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。

图1示出根据本公开一实施例的基于空间网格和建筑信息模型的精准化电力部件管理方法流程图。该方法可以实现电力部件的精准化管理，如图1所示，该方法可以包括：

步骤S1：建立三维地球平台，将三维地球平台分解为多尺度嵌套空间立体网格，为每个立体网格赋予剖分编码。

例如，可以采用GeoSOT全球剖分立体网格体系对三维地球平台的空间进行划分，得到三维地球平台的多尺度嵌套空间立体网格，并利用GeoSOT全球剖分立体网格体系的编码方法为每个立体网格赋予唯一的剖分编码。

基于GeoSOT全球剖分立体网格体系设计编码函数、解码函数，绘制网格函数。

其中，编码函数可以用于根据立体网格的层级、经度、纬度和高程进行编码得到立体网格的编码。编码函数能够实现立体网格的经度、纬度和高程到GeoSOT编码的转换，输入立体网格的层级、经度、纬度和高程四个参数，输出立体网格对应的GeoSOT编码。

解码函数可以用于对立体网格的编码进行解码，得到立体网格的层级，经度范围、纬度范围和高程范围。解码函数主要实现立体网格的GeoSOT编码到立体网格的经度、纬度、高程和层级的转换。输入的是立体网格的GeoSOT编码，输出的是立体网格所对应的层级、经度范围、纬度范围和高程范围。

绘制网格函数可以用于根据立体网格的层级、经度范围、纬度范围和高程范围对立体网格进行绘制。

其中，绘制网格函数可以包括单个网格绘制、局部网格绘制及全球网格绘制。绘制单个实体网格，只需输入立体网格的GeoSOT编码。绘制局部区域网格，需输入立体网格的层级、经度范围、纬度范围和高程范围，当经纬度和高程范围为全球时，绘制的则是全球立体网格。

通过采用GeoSOT全球剖分立体网格体系能够对三维地球平台的空间进行划分并为每个立体网格赋予唯一的剖分编码。

步骤S2：利用建筑信息模型对所述电力部件建模，并将电力部件的格式转换为三维地球平台所加载的三维模型文件类型。

其中，三维模型文件类型可以为GLTF文件类型。目前常用的BIM模型文件类型是FBX，但FBX文件解析困难，且Cesium三维地球平台不支持加载FBX文件，因此，需要对FBX文件进行类型转换，转换成GLTF文件，在成功转换GLTF文件后，加载GLTF文件到Cesium平台上。

步骤S3：对电力部件模型进行解析，得到电力部件模型内部的各个电力子部件的局部坐标信息。

其中，电力子部件的局部坐标信息可以为电力子部件的顶点坐标信息。

在一示例中，对所述电力部件模型进行解析还可以得到电力部件模型内部的各个电力子部件的属性信息；属性信息可以包括图形信息、场景信息、着色器和纹理图片信息等。

例如，电力部件模型主要解析的是转换成功后的三维模型GLTF文件，分别读取各个电力子部件的顶点坐标、纹理坐标、法线以及索引等图形信息，相机和动画等场景信息，以及电力部件模型对应的着色器和纹理图片信息等。

步骤S4：针对各个电力子部件，将电力子部件的局部坐标进行坐标转换为相应的地理坐标。

通过电力模型解析可得到电力部件的各种属性信息，例如各个电力部件的局部坐标和属性信息等。但解析出的各个电力子部件的局部坐标是相对于电力模型的中心点坐标的偏移量，电力模型内部为空间直角坐标系，若要将电力模型加载到三维地球平台上，而三维地球平台的坐标系为WGS84地理坐标系，则需要将电力子部件的局部坐标转换为相应的WGS84地理坐标。

图2示出根据本公开另一实施例的步骤S4的进一步限定流程图。

在一示例中，如图2所示，将电力子部件的局部坐标进行坐标转换为相应的地理坐标，可以包括：

步骤S41：设定WGS84地理坐标系下中心点的经度为lng，纬度为lat及高程为alt，则中心点坐标为(lng，lat，alt)，中心点在笛卡尔空间直角坐标系所对应的坐标为(x，y，z)；

步骤S42：根据电力部件模型进行解析出的各个电力子部件的局部坐标，所述局部坐标为相对于中心点坐标的偏移量(X，Y，Z)，得到各个电力子部件在笛卡尔空间直角坐标系下的坐标(X+x，Y+y，Z+z)；

步骤S43：将坐标(X+x，Y+y，Z+z)转换成在WGS84地理坐标系的坐标，即为各个电力子部件的地理坐标。

通过该转换能够得到各个电力子部件在三维地球平台上的位置信息。

步骤S5：根据地理坐标将电力部件的三维模型文件加载到三维地球平台上实现可视化。

步骤S6：建立电力部件索引表，根据各个电力子部件的地理坐标、比例大小对各个电力子部件进行网格编码，并将各个电力子部件的网格编码作为索引码保存到所述电力部件索引表。除了能够对电力部件进行编码，还可以对电力模型整体进行分区分层设计一套从绝对编码(GeoSOT网格编码)到相对编码(编码长度大大减小)再到电力部件位置信息的语义编码的编码体系，可极大的方便非专业人员在实地快速找到电力部件的目标。

步骤S7：根据电力部件索引表对各个电力子部件进行管理。其中，对各个所述电力子部件进行管理可以包括：对各个电力子部件进行双向查询，动态增加和动态删除等操作。

通过建立三维地球平台，将三维地球平台分解为多尺度嵌套空间立体网格，为每个立体网格赋予剖分编码；利用建筑信息模型对电力部件建模，并将电力部件的格式转换为三维地球平台所加载的三维模型文件类型；对电力部件模型进行解析，得到电力部件模型内部的各个电力子部件的局部坐标信息；针对各个电力子部件，将电力子部件的局部坐标进行坐标转换为相应的地理坐标；根据地理坐标将所述电力部件的三维模型文件加载到三维地球平台上实现可视化；建立电力部件索引表，根据各个电力子部件的地理坐标、比例大小对各个电力子部件进行网格编码，并将各个电力子部件的网格编码作为索引码保存到电力部件索引表；根据电力部件索引表对各个电力子部件进行管理。能够通过空间网格与建筑信息模型的结合，使用Cesium平台构建实景三维可视化地球平台，实现电力部件的精细高效管理，有效地解决了当前电力部件管理方法无法实现对电力部件精细高效、实时实景、定量动态管理的缺陷。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (8)

1.一种基于空间网格和建筑信息模型的精准化电力部件管理方法，其特征在于，所述方法包括：

建立三维地球平台，将所述三维地球平台分解为多尺度嵌套空间立体网格，为每个所述立体网格赋予剖分编码；

利用所述建筑信息模型对所述电力部件建模，并将所述电力部件的格式转换为所述三维地球平台所加载的三维模型文件类型；

对所述电力部件模型进行解析，得到所述电力部件模型内部的各个电力子部件的局部坐标信息；

针对各个电力子部件，将所述电力子部件的局部坐标进行坐标转换为相应的地理坐标；

根据所述地理坐标将所述电力部件的三维模型文件加载到所述三维地球平台上实现可视化；

建立所述电力部件索引表，根据各个所述电力子部件的地理坐标、比例大小对各个所述电力子部件进行网格编码，并将各个所述电力子部件的网格编码作为索引码存到所述电力部件索引表；

根据所述电力部件索引表对各个所述电力子部件进行管理。

2.根据权利要求1所述的精准化电力部件管理方法，其特征在于，所述将所述三维地球平台分解为多尺度嵌套空间立体网格，为每个所述立体网格赋予剖分编码，包括：

采用GeoSOT全球剖分立体网格体系对所述三维地球平台的空间进行划分，得到所述三维地球平台的多尺度嵌套空间立体网格，并利用所述GeoSOT全球剖分立体网格体系的编码方法为每个立体网格赋予唯一的剖分编码。

3.根据权利要求1所述的精准化电力部件管理方法，其特征在于，将所述电力子部件的局部坐标进行坐标转换为相应的地理坐标，包括：

设定WGS84地理坐标系下中心点的经度为lng，纬度为lat及高程为alt，则中心点坐标为(lng，lat，alt)，所述中心点在笛卡尔空间直角坐标系所对应的坐标为(x，y，z)；

根据电力部件模型进行解析出的各个电力子部件的局部坐标，所述局部坐标为相对于中心点坐标的偏移量(X，Y，Z)，得到各个电力子部件在笛卡尔空间直角坐标系下的坐标(X+x，Y+y，Z+z)；

将所述坐标(X+x，Y+y，Z+z)转换成在WGS84地理坐标系的坐标，即为各个电力子部件的地理坐标。

4.根据权利要求1所述的精准化电力部件管理方法，其特征在于，所述对所述电力部件模型进行解析，还得到所述电力部件模型内部的各个电力子部件的属性信息，所述属性信息包括图形信息、场景信息、着色器和纹理图片信息。

5.根据权利要求1所述的精准化电力部件管理方法，其特征在于，所述局部坐标信息为顶点坐标信息。

6.根据权利要求1所述电力部件管理方法，其特征在于，三维模型文件类型为GLTF文件类型。

7.根据权利要求1所述的精准化电力部件管理方法，其特征在于，所述对各个所述电力子部件进行管理，包括：对所述各个所述电力子部件进行双向查询，动态增加和动态删除。

8.根据权利要求2所述的精准化电力部件管理方法，其特征在于，基于GeoSOT全球剖分立体网格体系设计编码函数、解码函数和绘制网格函数；

其中，所述编码函数，用于根据所述立体网格的层级、经度、纬度和高程进行编码，得到所述立体网格的编码；

所述解码函数，用于对所述立体网格的编码进行解码，得到所述立体网格的层级、经度范围、纬度范围和高程范围；

所述绘制网格函数，用于根据所述立体网格的层级、经度范围、纬度范围和高程范围对所述立体网格进行绘制。

Images