CN113076385A - 一种自动获取电网特殊区域分布图等级信息的方法 - Google Patents

一种自动获取电网特殊区域分布图等级信息的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种自动获取电网特殊区域分布图等级信息的方法，包括查找待求杆塔对应点的坐标经纬度数据；依次读取存储有不同特殊区域信息的文件；从文件中读取一条记录，即一个面所对应的坐标点集；将记录中的坐标点集合分割成不同子集，不同子集代表不同封闭多边形；根据待求点坐标经纬度数据，判断待求点是否在封闭多边形内，记录包含待求点的封闭多边形数量；如确定待求点在该记录对应的面内，则该面对应的特殊区域等级即为待求点的特殊区域等级；否则对下一记录重复上述过程，直到确定待求点特殊区域等级。本发明可实现电网雷区、冰区、风区等十余种特殊区域分布图等级信息的自动批量提取，无需绘图环境支持，大幅提升工作效率，适用性强。

Description

一种自动获取电网特殊区域分布图等级信息的方法
技术领域
本发明涉及智能电网技术领域，具体是一种自动获取电网特殊区域分布图等级信息的方法。
背景技术
电网特殊区域分布图是电力系统中展示地理信息的一种重要的技术手段。分布图将特殊区域等级和地理位置联系起来，用于展示和分析电力设备所处的地理环境，为电网设备日常运维、故障研判、防灾应急等工作提供决策支持。
目前电网特殊区域分布图包括了雷区、冰区、风区等十余种不同类型的分布图，具有统一的成图规范，具有电子化、标准化、系列化特点。由于分布图采用电子矢量图方式存储，查阅往往需要专用软件，如ArcGIS等。日常需要查询某基杆塔所在处的特殊区域等级时需要人工对照多个图层逐一查找，过程繁琐；如需要批量查询，工作量大且效率低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自动获取电网特殊区域分布图等级信息的方法，其通过线路名称和杆塔号查询经纬度数据，通过解析存储特殊区域分布规律的矢量图文件，得到对应位置的特殊区域等级信息，本发明可实现电网雷区、冰区、风区等十余种特殊区域分布图等级信息的自动批量提取，无需绘图环境支持，具有效率高，适用性强，结果准确的优点。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种自动获取电网特殊区域分布图等级信息的方法，包括如下步骤：
(1)根据输电线路名称和杆塔号，从输电线路杆塔经纬度数据库中查找待求杆塔对应点的坐标经纬度数据；
(2)依次读取存储有不同特殊区域信息的文件，所述文件存储若干条记录，每条记录存储一个面的的空间位置以及该面对应的特殊区域等级，面的空间位置由一组坐标点的集合表示；
(3)从所述文件中读取一条记录，即一个面所对应的坐标点集；
(4)将记录中的坐标点集合分割成不同子集，不同子集代表不同封闭多边形；
(5)根据待求点坐标经纬度数据，判断待求点是否在封闭多边形内，记录包含待求点的封闭多边形数量n；
(6)根据n的奇偶性判断待求点是否在该记录对应的面内；
(7)如确定待求点在该记录对应的面内，则该面对应的特殊区
域等级即为待求点的特殊区域等级；否则对下一记录重复上述过程，直到确定待求点特殊区域等级。
进一步的，所述特殊区域包括冰区、风区、雷区、舞动区、污区、鸟害区、山火区，其中冰区和风区分为30年一遇、50年一遇和100年一遇，分别对应不同电压等级输电线路。
进一步的，一条记录的坐标点的集合通过顺序存储多个封闭多边形角点坐标来表示具有相同特殊区域等级的面。
进一步的，所述步骤(4)中，记录中的坐标点集合分割成不同子集的分割方法为：按坐标点的重复性来分割坐标点集合：对第一个点，搜索集合中最后一个与该点坐标相同的点，两者之间的坐标集合即代表一个独立的封闭多边形；然后对剩余点同理搜索，直到坐标点集合结尾。
进一步的，所述步骤(5)中，判断待求点是否在封闭多边形内的方法为引射线法，即从待求点引一条射线，判断该射线相交的封闭多边形边数，如为奇数，则判定在封闭多边形内部。
进一步的，所述步骤(5)具体实施步骤为：将射线由待求点向竖直向上引出，判定过程为：
1)依次读取封闭多边形各边的端点坐标，设某次读取值为(xi,yi)、(xi+1,yi+1)；
2)待求点坐标为(x0,y0)，若x0不在xi与xi+1之间，则读取下一条边坐标；
3)若x0在xi与xi+1之间，且
Figure BDA0002977454950000031
成立，则确定为相交边，读取下一条边坐标；
4)所有边处理完成后，若相交边数为奇数，判定在封闭多边形内部。
进一步的，所述步骤(6)中，根据n的奇偶性判断待求点是否在该记录对应的面内步骤为：对记录中的多个封闭多边形，依次判断待求点是否在封闭多边形内，如在奇数个封闭多边形内，则判定在该记录对应的面内。
本发明的优点在于：
1、与常规通过点的顺时针、逆时针存储顺序来确定面信息不同，本发明通过点在封闭多边形内部个数的奇偶性来确定点与面的位置关系，进而获得点对应位置的特殊区域等级，简化了数据存储形式和处理流程；
2、通过输电线路名称和杆塔号自动批量获取特殊区域等级，无需调用专用绘图软件打开地理信息文件，由操作人员逐一比对查询特殊区域等级，经实际操作验证，工作效率提高90％以上，方便推广应用。
附图说明
图1为本发明面的存储方式示意图；
图2为本发明面的存储方式实例；
图3为本发明点在封闭多边形内判定方法示意图；
图4为本发明批量获取特殊区域等级流程图；
图5为本发明自动获取电网特殊区域分布图等级信息的方法其中一个实施例的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，而不是全部的实施例。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，都属于本发明保护的范围。
请参阅图5，本发明实施例提供一种自动获取电网特殊区域分布图等级信息的方法，包括如下步骤：
(1)根据输电线路名称和杆塔号，从输电线路杆塔经纬度数据库中查找待求杆塔对应点的坐标经纬度数据；
(2)依次读取存储有不同特殊区域信息的文件，所述文件存储若干条记录，每条记录存储一个面的的空间位置以及该面对应的特殊区域等级，所述的面指的是二维平面上的区域，面的空间位置由一组坐标点的集合表示，一条记录对应一个特殊区域等级，如图1所示；
(3)从上述文件中读取一条记录，即一个面所对应的坐标点集；
(4)将记录中的坐标点集合分割成不同子集，不同子集代表不同封闭多边形；
(5)根据待求点坐标经纬度数据，判断待求点是否在封闭多边形内，记录包含待求点的封闭多边形数量n；
(6)根据n的奇偶性判断待求点是否在该记录对应的面内；
(7)如确定待求点在该记录对应的面内，则该面对应的特殊区域等级即为待求点的特殊区域等级；否则对下一记录重复上述过程，直到确定待求点特殊区域等级(如图4所示)。
所述存储有不同特殊区域信息的文件中，特殊区域包括冰区、风区、雷区、舞动区、污区、鸟害区、山火区等，其中冰区和风区还分为30年一遇、50年一遇和100年一遇，对应不同电压等级输电线路；雷区分布包括地闪密度、综合地闪密度、220kV和500kV线路反击、绕击雷击跳闸率分布。每一个存储有不同特殊区域信息的文件均存储有多条记录，每条记录包括对应面的空间位置和面的特殊区域等级，其中面的空间位置由一组坐标点的集合表示，一条记录对应一个特殊区域等级。
一条记录的坐标点的集合通过顺序存储多个封闭多边形角点坐标来表示具有相同特殊区域等级的面，如图1所示。图1(a)中角点坐标存储方式为[abcdea]；图1(b)为相离的两个面，角点坐标存储方式为[abcdeafghif]；图1(c)为包含孔洞的面，角点坐标存储方式为[abcdeafghif]；图1(d)为相互包含的面，角点坐标存储方式为[abcdeafghifjklmj]；图1(e)为有重复点的面，角点坐标存储方式为[abcdeafga]。例如图2所示某特殊区域分布图中一条记录的坐标点集合为：
(112.444962484595,31.4330660019591),(112.473058714927,31.396189700547),……,
(112.427402340637,31.4629182466872),(112.444962484595,31.4330660019591)，
(112.211412571757,31.2363923914319),(112.246532859672,31.232880362640),……,
(112.188584384612,31.262732607368),(112.211412571757,31.2363923914319)，
(112.525739145901,31.099423269461),(112.562615448212,31.0888871830868),……,
(112.502910958756,31.129275514189),(112.525739145901,31.099423269461)，
(112.216680614944,31.0923992118782),(112.174536269445,31.097667255065),……,
(112.243020830881,31.07483906882),(112.216680614944,31.0923992118782)
所述步骤(4)中，记录中的坐标点集合分割成不同子集的分割方法为：按坐标点的重复性来分割坐标点集合：对第一个点，搜索集合中最后一个与该点坐标相同的点，两者之间的坐标集合(含端点)即代表一个独立的封闭多边形；然后对剩余点同理搜索，直到坐标点集合结尾。如图1(a)分割成一个封闭多边形，对应集合为[abcdea]；(b)分割成两个封闭多边形，对应集合为[abcdea][fghif]；(c)分割成两个封闭多边形，对应集合为[abcdea][fghif]；(d)分割成三个封闭多边形，对应集合为[abcdea][fghif][jklmj]；(e)分割成一个封闭多边形，对应集合为[abcdeafga]。图2表示面的数据分割成4部分，代表4个封闭多边形，即：
1、(112.444962484595,31.4330660019591),(112.473058714927,31.396189700547),……,(112.427402340637,31.4629182466872),(112.444962484595,31.4330660019591)
2、(112.211412571757,31.2363923914319),(112.246532859672,31.232880362640),……,(112.188584384612,31.262732607368),(112.211412571757,31.2363923914319)
3、(112.525739145901,31.099423269461),(112.562615448212,31.0888871830868),……,(112.502910958756,31.129275514189),(112.525739145901,31.099423269461)
4、(112.216680614944,31.0923992118782),(112.174536269445,31.097667255065),……,(112.243020830881,31.07483906882),(112.216680614944,31.0923992118782)
所述步骤(5)中，判断待求点是否在封闭多边形内的方法为引射线法，即从待求点引一条射线，判断该射线相交的封闭多边形边数，如为奇数，则判定在封闭多边形内部。如图3所示，由一点引射线与3条多边形边相交，因此判定该点在封闭多边形内部。为方便处理，将射线由待求点向y+方向(竖直向上)引出。判定过程为：
1、依次读取封闭多边形各边的端点坐标，设某次读取值为(xi,yi)、(xi+1,yi+1)；
2、待求点坐标为(x0,y0)，若x0不在xi与xi+1之间，则读取下一条边坐标；
3、若x0在xi与xi+1之间，且
Figure BDA0002977454950000061
成立，则确定为相交边，读取下一条边坐标；
4、所有边处理完成后，若相交边数为奇数，判定在封闭多边形内部。
所述步骤(6)中，根据n的奇偶性判断待求点是否在该记录对应的面内步骤为：对记录中的多个封闭多边形，依次判断待求点是否在封闭多边形内，如在奇数个封闭多边形内，则判定在该记录对应的面内。如图1(d)中的点1、3，在奇数个封闭多边形内，判定在面内；点2，在偶数个封闭多边形内，判定不在面内。
如下表所示为按输电线路名称和杆塔号批量提取特殊区域等级的结果实例。
Figure BDA0002977454950000071
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，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种自动获取电网特殊区域分布图等级信息的方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)根据输电线路名称和杆塔号，从输电线路杆塔经纬度数据库中查找待求杆塔对应点的坐标经纬度数据；
(2)依次读取存储有不同特殊区域信息的文件，所述文件存储若干条记录，每条记录存储一个面的的空间位置以及该面对应的特殊区域等级，面的空间位置由一组坐标点的集合表示；
(3)从所述文件中读取一条记录，即一个面所对应的坐标点集；
(4)将记录中的坐标点集合分割成不同子集，不同子集代表不同封闭多边形；
(5)根据待求点坐标经纬度数据，判断待求点是否在封闭多边形内，记录包含待求点的封闭多边形数量n；
(6)根据n的奇偶性判断待求点是否在该记录对应的面内；
(7)如确定待求点在该记录对应的面内，则该面对应的特殊区域等级即为待求点的特殊区域等级；否则对下一记录重复上述过程，直到确定待求点特殊区域等级。
2.如权利要求1所述的读取存储有不同特殊区域信息的文件，其特征在于：所述特殊区域包括冰区、风区、雷区、舞动区、污区、鸟害区、山火区，其中冰区和风区分为30年一遇、50年一遇和100年一遇，分别对应不同电压等级输电线路。
3.如权利要求1所述的一条记录的坐标点集合，其特征在于：一条记录的坐标点的集合通过顺序存储多个封闭多边形角点坐标来表示具有相同特殊区域等级的面。
4.如权利要求3所述的坐标点集合分割方法，其特征在于：所述步骤(4)中，记录中的坐标点集合分割成不同子集的分割方法为：按坐标点的重复性来分割坐标点集合：对第一个点，搜索集合中最后一个与该点坐标相同的点，两者之间的坐标集合即代表一个独立的封闭多边形；然后对剩余点同理搜索，直到坐标点集合结尾。
5.如权利要求4所述的判断待求点是否在封闭多边形内方法，其特征在于：所述步骤(5)中，判断待求点是否在封闭多边形内的方法为引射线法，即从待求点引一条射线，判断该射线相交的封闭多边形边数，如为奇数，则判定在封闭多边形内部。
6.如权利要求5所述的判断待求点是否在该记录对应的面内方法，其特征在于：所述步骤(5)具体实施步骤为：将射线由待求点向竖直向上引出，判定过程为：
1)依次读取封闭多边形各边的端点坐标，设某次读取值为(xi,yi)、(xi+1,yi+1)；
2)待求点坐标为(x0,y0)，若x0不在xi与xi+1之间，则读取下一条边坐标；
3)若x0在xi与xi+1之间，且
Figure FDA0002977454940000021
成立，则确定为相交边，读取下一条边坐标；
4)所有边处理完成后，若相交边数为奇数，判定在封闭多边形内部。
7.如权利要求5所述的判断待求点是否在该记录对应的面内方法，其特征在于：所述步骤(6)中，根据n的奇偶性判断待求点是否在该记录对应的面内步骤为：对记录中的多个封闭多边形，依次判断待求点是否在封闭多边形内，如在奇数个封闭多边形内，则判定在该记录对应的面内。
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王佳树: "落—乌220kV线路设计及相关问题研究", 中国优秀硕士论文电子期刊网, no. 2008 *

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