CN113326339B - 一种基于gis的精细化电力气象预报数据展示方法及系统 - Google Patents

一种基于gis的精细化电力气象预报数据展示方法及系统 Download PDF

Info

Publication number
CN113326339B
CN113326339B CN202110493775.7A CN202110493775A CN113326339B CN 113326339 B CN113326339 B CN 113326339B CN 202110493775 A CN202110493775 A CN 202110493775A CN 113326339 B CN113326339 B CN 113326339B
Authority
CN
China
Prior art keywords
data
gis
electric power
meteorological
primitive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110493775.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113326339A (zh
Inventor
王超
李哲
王津宇
卢明
梁允
姚德贵
周宁
郭志民
刘善峰
王磊
李帅
杨磊
苑司坤
高阳
崔晶晶
马建伟
耿俊成
吕卓
陈岑
刘莘昱
张小斐
刘昊
杨文�
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
State Grid Corp of China SGCC
Electric Power Research Institute of State Grid Henan Electric Power Co Ltd
Henan Jiuyu Enpai Power Technology Co Ltd
Original Assignee
State Grid Corp of China SGCC
Electric Power Research Institute of State Grid Henan Electric Power Co Ltd
Henan Jiuyu Enpai Power Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by State Grid Corp of China SGCC, Electric Power Research Institute of State Grid Henan Electric Power Co Ltd, Henan Jiuyu Enpai Power Technology Co Ltd filed Critical State Grid Corp of China SGCC
Priority to CN202110493775.7A priority Critical patent/CN113326339B/zh
Publication of CN113326339A publication Critical patent/CN113326339A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113326339B publication Critical patent/CN113326339B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F16/00—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor
    • G06F16/20—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor of structured data, e.g. relational data
    • G06F16/29—Geographical information databases
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F16/00—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor
    • G06F16/20—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor of structured data, e.g. relational data
    • G06F16/21—Design, administration or maintenance of databases
    • G06F16/215—Improving data quality; Data cleansing, e.g. de-duplication, removing invalid entries or correcting typographical errors
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F16/00—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor
    • G06F16/20—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor of structured data, e.g. relational data
    • G06F16/26—Visual data mining; Browsing structured data
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/50—Systems or methods supporting the power network operation or management, involving a certain degree of interaction with the load-side end user applications

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

一种基于GIS的精细化电力气象预报数据展示方法及系统，方法包括：1、采集电力气象信息；2、对采集的数据进行清洗并存入数据存储中心；3、根据用户的选择，在服务器上查找是否已有生成的符合用户选择的图元，如有，直接调取该图元并将其叠加至GIS地图上，完成数据展示；如没有，则进入步骤4；4、根据用户选择区域提取对应数据存储中心里的数据进行数据融合；5、根据融合的数据生成对应的图元并将其输出至服务器；6、将生成的图元叠加至GIS地图上。本发明公开的系统是基于该方法的系统。本方法与系统使用的数据融合算法以及重复利用之前所绘制的图元方法能够大幅提升精细化数值预报数据在GIS地图上的展示效果以及展示效率，有效提升用户体验。

Description

一种基于GIS的精细化电力气象预报数据展示方法及系统
技术领域
本发明属于电力气象数据展示领域，具体涉及一种基于GIS的精细化电力气象预报数据展示方法及系统。
背景技术
随着分布式新能源的不断发展，特别是风力、光伏发电的大规模普及应用，电力对气象变化的敏感度越来越高，气象变化对电力负荷需求影响日益加深，针对电网设备进行更加精细化的气象预报变得十分必要。
近年来，我国气象预报不断向精细化迈进，主要产品是以精细化数值预报为技术核心的精准天气预报。同时，电网数字化的快速发展使得电网基础数据获取越来越丰富、准确，这为面向电网的气象精细化数值预报奠定了数据基础。然而，随着数值预报精细化程度的不断提升以及气象数据种类的不断丰富，对电力气象系统数据的存储、处理与展示提出了更高的要求。现有技术中，电力气象系统对精细化数值预报的展示以精细化格点为基础图元，采用Flex绘图技术将各个精细化格点数据直接绘制在GIS地图上。这种方式在解析展示30*30公里的精细化格点数据时，尚可以满足系统非功能需求，然而随着数值预报9*9公里、3*3公里甚至1*1格点数据逐渐成为主流，在GIS地图上直接进行格点绘制的展示方式已不能满足电力气象系统快速、高效的显示要求。此外，未来数值预报精细化程度将进一步提升，精细化预报的范围也将进一步增大，因此，提出一种基于GIS的电力气象精细化数值预报展示方法是非常必要的。
发明内容
为解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种基于GIS的精细化电力气象预报数据展示方法及系统。
本发明采用如下的技术方案：
一种基于GIS的精细化电力气象预报数值展示方法，包括以下步骤：
步骤1：采集电力气象信息；
步骤2：对步骤1采集的数据进行清洗并存入数据存储中心；
步骤3：根据用户在GIS地图用户界面的选择，在服务器上查找是否已有生成的符合用户选择的图元，如有，直接从服务器上调取该图元并将其叠加至GIS地图上，完成数据展示；如没有，则进入步骤4；
步骤4：根据步骤3中用户选择的子区域提取步骤2中对应数据存储中心里的数据进行数据融合；
步骤5：根据步骤4融合的数据生成对应的图元并将其输出至服务器；
步骤6：将步骤5生成的图元叠加至GIS地图上。
在步骤1中，电力气象信息包括电网GIS数据、基础气象数据、电力气象服务数据；
电网GIS数据包含电网各区域以及路径的地理位置数据；
基础气象数据包括精细化天气预报数据、雷达数据、雷电定位数据以及这些数据对应的GIS数据；精细化天气预报数据包括短期天气预报数据、中期天气预报数据与集合预报数据；
电力气象服务数据包括电网气象中长期气候预测数据、电网气象灾害临近预警数据以及这些数据对应的GIS数据。
在步骤2中，数据清洗包括：将采集失败的基础气象数据与电力气象服务数据剔除；对于单位平方公里内缺失或无效的预报数据，使用其方圆单元平方公里内相对应参数的平均值进行补充；
无效的预报数据包括异常值和填充值，其中，异常值为超出预报数据范围的预报数据；
清洗后的数据可以转化为NetCDF格式进行存储，或直接将清洗后的数据进行存储。
在步骤2中，数据存储中心包括数据库以及数值预报信息表，根据清洗后数据的格式选择存储数据的位置。
数值预报信息表用以存储NetCDF格式的基础气象数据或电力气象服务数据，一条NetCDF格式的数据仅储存一条基础气象数据或电力气象服务数据中的非GIS数据，在数据预报信息表中对应一条记录；将基础气象数据或电力气象服务数据中的GIS数据以及电网GIS数据存储于一个临时列表中。
如果基础气象数据与电力气象服务数据为一般数字格式或文字格式的数据时，则采用数据库进行存储；数据库包括至少一个GIS数据库以及至少一个关系型数据库。
在步骤3中，用户可以在所述用户界面选择区域内的子区域、子区域内要展示的内容以及图元的绘制属性进行数据精细化展示；绘制属性包括是否进行填充、是否绘制外边框、外边框的颜色。
在步骤4中，用户所选子区域中GIS数据点可从电网GIS数据中电网各区域以及路径的地理位置数据中获得；
数据融合的方法为将基础气象数据或电力气象服务数据的经度与纬度与所选子区域中GIS数据的经度与纬度进行配对，具体包括以下内容：
步骤401：将基础气象数据或电力气象服务数据的经度与纬度值换算成其相对应的十进制数值后并根据用户所选子区域的大小进行归一化处理，转换为归一化后的x与y坐标值，具体方法为：
Figure BDA0003053465640000031
式中，normx表示归一化后的纬度值即归一化后的x坐标值，xmax为所选子区域的最大x坐标值，xmin为所选子区域的最小x坐标值；
Figure BDA0003053465640000032
式中，normy表示归一化后的经度值即归一化后的y坐标值，ymax为所选子区域的最大y坐标值，ymin为所选子区域的最小y坐标值；
步骤402：使用以下关系式所示的配对阈值的方法进行匹配：
Figure BDA0003053465640000033
式中，t表示配对阈值，当该阈值小于0.5时，将需要展示的基础气象数据或电力气象服务数据与的经度与纬度与子区域中的GIS数据点进行关联，如果对于子区域中的多个GIS数据点的配对阈值都小于0.5时，则与配对阈值最小的GIS数据点进行关联；
·表示点乘；
pi表示第i个需要展示的基础气象数据或电力气象服务数据点，i＝1,2...MM,MM为所有需要展示的基础气象数据或电力气象服务数据点的总数；pi＝(xi,yi),xi与yi分别表示第i个需要展示的基础气象数据或电力气象服务数据的归一化后的x与y坐标值；
Figure BDA0003053465640000046
为将点pi,j投影到GIS地图上的相关方向，分别对应pi中的xi,yi；
Figure BDA0003053465640000047
以及
Figure BDA0003053465640000048
的选值区间均为[0.9,1]；
γ为计算的过程中间数，取值方法为：
Figure BDA0003053465640000041
式中，c0、c1、c2分别表示GIS数据点的配对系数，计算方法为：
Figure BDA0003053465640000042
Figure BDA0003053465640000043
Figure BDA0003053465640000044
其中，N表示所选子区域所有GIS数据点的总和，aμ为所选子区域内每个GIS数据点对应的权重，满足如下关系式：
Figure BDA0003053465640000045
式中，gx,μ表示所选子区域第μ个GIS数据点的x坐标值，gy,μ表示所选子区域第μ个GIS数据点的y坐标值；
步骤403：从数据存储中心读取配对后的GIS数据点对应的需要展示的基础气象数据或电力气象服务数据中的非GIS数据，完成数据融合。
在步骤5中，根据数据特征将步骤4融合后的数据分为点结构、线结构以及面结构，并依据每一种结构、所要展示的内容以及用户选择的图元的绘制属性构建图元。
本发明还公开了一种基于GIS的精细化电力气象预报数据展示方法而实现的基于GIS的精细化电力气象预报数据展示系统，包括数据采集模块、数据清洗模块、数据存储模块、用户选择界面、数据融合模块、图元绘制模块、服务器以及图元展示模块，其特征在于：
数据采集模块用于采集电力气象信息并输入至数据清洗模块，所采集的电力气象信息包括电网GIS数据、基础气象数据以及电力气象服务数据；
数据清洗模块包括将采集失败的基础气象数据与电力气象服务数据剔除；对于单位平方公里内缺失或无效的预报数据，使用其方圆单元平方公里内相对应参数的平均值进行补充，所述数据清洗模块也可将数据封装为NetCDF格式或直接将清洗后的数据输入至所述数据存储模块；
数据存储模块根据数据的格式进行数据存储；如清洗后的基础气象数据与电力气象服务数据为NetCDF格式，则使用数据预报信息表进行存储，并将其对应的GIS数据存储至一个临时列表中；如清洗后的基础气象数据与电力气象服务数据为一般数字以及文字型格式数据，则将其存入关系型数据库，对应的GIS数据存入GIS数据库；将所述电网GIS数据存入GIS数据库；
用户选择界面根据用户选择的子区域、子区域内容以及绘制属性在服务器上查找是否有符合条件的已绘制好的图元，如有，则图元展示模块直接读取服务器上的图元进行展示；如没有，则将用户选择的参数传输至所述数据融合模块；
数据融合模块根据用户选择的参数读取数据存储模块中的数据，并将读取的基础气象数据或电力气象服务数据与GIS数据点的经度与纬度进行配对融合；并将融合好的数据传输至所述图元绘制模块；
图元绘制模块根据融合后数据的点结构、线结构以及面结构，以及用户选择的绘制属性构建图元；
本系统的所有模块皆部署在服务器上，当所述图元绘制模块绘制完图元后，图元随即存放在服务器上；
图元展示模块从所述服务器上读取图元并将其叠加至GIS地图上。
本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明的数据融合算法以及重复利用之前所绘制的图元方法能够大幅提升精细化数值预报数据在GIS地图上的展示效果以及展示效率，有效提升用户体验。
附图说明
图1为本发明一种基于GIS的精细化电力气象预报数值展示方法的流程示意图；
图2为本发明一种基于GIS的精细化电力气象预报数值展示系统的系统结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本申请的保护范围。
如图1，本发明包括以下步骤：
步骤1：采集电力气象信息；
电力气象信息包括电网GIS数据基础电力数据、基础气象数据、电力气象服务数据。
其中，电网GIS数据包含电网各区域以及路径的地理位置数据。
基础气象数据包括精细化天气预报数据、雷达数据、雷电定位数据以及这些数据对应的GIS数据；精细化天气预报数据包括短期天气预报数据、中期天气预报数据与集合预报数据；本优选实施例中，短期天气预报数据为对未来72小时预报要素的预测数据以及所采集区域对应的GIS数据，以1小时为单位时间点进行预测，普通区域的水平分辨率为3km×3km，重点区域的水平分辨率为1km×1km；中期天气预报数据为对未来168小时预报要素的预测数据以及所采集区域对应的GIS数据，以3小时为单位时间点进行预测，水平分辨率为9km×9km；集合预报为对未来48小时的预测数据以及所采集区域对应的GIS数据，以1小时为单位时间点进行预测，水平分辨率为10km×10km；预报要素包括风速、风向、温度、降雨量以及相对湿度。
电力气象服务数据包括电网气象中长期气候预测数据、电网气象灾害临近预警数据以及这些数据对应的GIS数据；本优选实施例中，电网气象中长期气候预测数据为依据往年同时期起候气候特点、气候变化规律和电网生产特点，针对迎峰度夏、度冬等电网主要生产过程计算得到的以一个月为单位的预测数据，电网气象中长期气候预测内容包括温度、降水、重要天气过程发生时间段、强度、影响区域；电网气象灾害临近预警数据为根据气象灾害的发生性质、可能造成的危害和影响范围发布的临近气象预警，电网气象灾害临近预警内容包括气象灾害类型、等级、时间、区域、可能受影响的电网设备设施、输电线路舞动发生概率。
在本实施例中，采集的为河南省内的电力气象信息，其中基础电力数据以及基础气象数据从中国气象局所提供FTP服务器上下载传输至国网信息内网的NC文件中获得。
步骤2：对步骤1采集的数据进行清洗并存入数据存储中心；
在本实施例中，数据清洗包括将采集失败的基础气象数据与电力气象服务数据剔除；对于单位平方公里内缺失或无效的预报数据，使用其方圆单元平方公里内相对应参数的平均值进行补充；
无效数据包括异常值和填充值，其中异常值为超出预报数据范围的预报数值，填充值可为“NAN”或其他约定的数值。在本实施例中，填充值为NC文件头中约定的填充数值，表示此处预报数值异常。
NC文件是从中国气象局所提供FTP服务器上下载传输至国网信息内网的含有基础电力数据的基础气象数据文件，NC文件头约定内容包括文件所包含的数据变量、类型、单位以及范围。
清洗后的数据可以转化为NetCDF格式进行存储，或直接进行存储。
所述数据存储中心包括数据库以及数值预报信息表，在本专利中可根据清洗后数据的格式选择存储数据的方式。
所述数值预报信息表用以存储NetCDF格式的基础气象数据或电力气象服务数据，一条NetCDF格式的数据仅储存一条基础气象数据或电力气象服务数据中的非GIS数据，在数据预报信息表中对应一条记录；将基础气象数据或电力气象服务数据中的GIS数据以及电网GIS数据存储于一个临时列表中。
本发明还可以采用数据库进行数据的存储。如果基础气象数据与电力气象服务数据为一般数字格式或文字格式的数据时，采用数据库进行存储。数据库包括至少一个GIS数据库以及至少一个关系型数据库；在本实施例中，使用了一个GIS数据库以及一个关系型数据库A。
在对数据清洗完之后，将电网GIS数据以及基础气象数据或电力气象服务数据中的GIS数据存储至GIS数据库；将基础气象数据以及电力气象服务数据中的非GIS数据存入关系型数据库A中。
步骤3：根据用户在GIS地图用户界面的选择，在服务器上查找是否已有生成的符合用户选择的图元，如有，直接从服务器上调取该图元并将其叠加至GIS地图上，完成数据展示；如没有，则进入步骤4；
用户可以在用户界面根据需求选择子区域、子区域内要展示的内容以及图元的绘制属性进行数据精细化展示；图元的绘制属性包括是否进行填充、填充颜色、是否绘制外边框、外边框的颜色。
步骤4：根据步骤3中用户选择的子区域提取步骤2中对应数据存储中心里的数据进行数据融合；
用户所选子区域中GIS数据点可从电网GIS数据中电网各区域以及路径的地理位置数据中获得；
由于需要展示的基础气象数据或电力气象服务数据与所选子区域的GIS数据点的经度与纬度不会完全一致，因此利用以下方法将基础气象数据或电力气象服务数据的经度与纬度与所选子区域中GIS数据的经度与纬度进行配对，基础气象数据或电力气象服务数据的经度与纬度可从基础气象数据或电力气象服务数据里的GIS数据中获得。
步骤401：将基础气象数据或电力气象服务数据的经度与纬度值换算成其相对应的十进制数值后并根据用户所选子区域的大小进行归一化处理，转换为x与y坐标值，具体方法为：
Figure BDA0003053465640000081
其中，normx表示归一化后的纬度值即归一化后的x坐标值，xmax为所选子区域的最大x坐标值，xmin为所选子区域的最小x坐标值；
Figure BDA0003053465640000082
其中，normy表示归一化后的经度值即归一化后的y坐标值，ymax为所选子区域的最大y坐标值，ymin为所选子区域的最小y坐标值；
步骤402：使用以下计算配对阈值的方法进行匹配：
Figure BDA0003053465640000083
其中，t表示配对阈值，当该阈值小于0.5时，将需要展示的基础气象数据或电力气象服务数据的经度与纬度与子区域中的GIS数据点进行关联，如果对于子区域中的多个GIS数据点的配对阈值都小于0.5时，则与配对阈值最小的GIS数据点进行关联；
·表示点乘；
pi表示第i个需要展示的基础气象数据或电力气象服务数据点，i＝1,2...MM,MM为所有需要展示的基础气象数据或电力气象服务数据点的总数；pi＝(xi,yi),xi与yi分别表示第i个需要展示的基础气象数据或电力气象服务数据中的归一化后的x与y坐标值；
Figure BDA0003053465640000091
为将点pi投影到GIS地图上的相关方向，分别对应pi中的xi,yi；
Figure BDA0003053465640000092
以及
Figure BDA0003053465640000093
的选值区间均为[0.9,1]；
γ为计算的过程中间数，取值方法为：
Figure BDA0003053465640000094
c0、c1、c2分别表示GIS数据点的配对系数，计算方法为：
Figure BDA0003053465640000095
Figure BDA0003053465640000096
Figure BDA0003053465640000097
其中，N表示所选子区域所有GIS数据点的总和，aμ为所选子区域内每个数据点对应的权重，
Figure BDA0003053465640000098
其中，gx,μ表示所选子区域第μ个GIS数据点的x坐标值，gy,μ表示所选子区域第μ个GIS数据点的y坐标值。
步骤403：从数据存储中心读取配对后的GIS数据点对应的需要展示的基础气象数据或电力气象服务数据中的非GIS数据，完成数据融合。
步骤5：根据步骤4融合的数据生成对应的图元并将其输出至服务器；
根据数据特征将步骤4融合后的数据分为点结构、线结构以及面结构，并依据每一种结构、所要展示的内容以及用户选择的图元的绘制属性构建图元；
所要展示的内容对应需要展示的基础气象数据或电力气象服务数据中的非GIS数据。
此处说明的是所生成图元的分辨率，在本实施例中，由于河南省经度范围为110°21'-116°39'，纬度范围为31°23'-36°22'，经纬度比例约为7:6，考虑屏幕分辨率、成图效率和服务器的存储空间情况，采用1400*1200(7:6)进行成图。
步骤6：将步骤5生成的图元叠加至GIS地图上；
如图2，本发明还公开了一个基于GIS的精细化电力气象预报数据展示的系统，包括数据采集模块、数据清洗模块、数据存储模块、用户选择界面、数据融合模块、图元绘制模块、服务器以及图元展示模块；
数据采集模块所采集的数据包括电网GIS数据、基础气象数据以及电力气象服务数据，数据采集模块将采集的数据输入至数据清洗模块；
数据清洗模块包括将采集失败的基础气象数据与电力气象服务数据剔除；对于单位平方公里内缺失或无效的预报数据，使用其方圆单元平方公里内相对应参数的平均值进行补充，数据清洗模块也可将数据封装为NetCDF格式或直接将清洗后的数据输入至数据存储模块；
数据存储模块根据数据的格式进行数据存储；如清洗后的基础气象数据与电力气象服务数据为NetCDF格式，则使用数据预报信息表进行存储，并将其对应的GIS数据存储至一个临时列表中；如清洗后的基础气象数据与电力气象服务数据为一般数字格式或文字格式的数据时，则将其存入关系型数据库，对应的GIS数据存入GIS数据库；将电网GIS数据存入GIS数据库；
用户选择界面根据用户选择的子区域、子区域内容以及绘制属性在服务器上查找是否有符合条件的已绘制好的图元，如有，则图元展示模块直接读取服务器上的图元进行展示；如没有，则将用户选择的参数传输至数据融合模块；
数据融合模块根据用户选择的参数读取数据存储模块中的数据，并将读取的基础气象数据或电力气象服务数据与GIS数据点的经度与纬度进行配对融合；并将融合好的数据传输至图元绘制模块；
图元绘制模块根据融合后数据的点结构、线结构以及面结构，以及用户选择的绘制属性构建图元；
本系统的所有模块皆部署在服务器上，当图元绘制模块绘制完图元后，图元随即存放在服务器上；
图元展示模块从服务器上读取图元并将其叠加至GIS地图上。
本发明申请人结合说明书附图对本发明的实施示例做了详细的说明与描述，但是本领域技术人员应该理解，以上实施示例仅为本发明的优选实施方案，详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本发明精神，而并非对本发明保护范围的限制，相反，任何基于本发明的发明精神所作的任何改进或修饰都应当落在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于GIS的精细化电力气象预报数据展示方法，其特征在于，所述展示方法包括以下步骤：
步骤1：采集电力气象信息；
步骤2：对步骤1采集的数据进行清洗并存入数据存储中心；
步骤3：根据用户在GIS地图用户界面的选择，在服务器上查找是否已有生成的符合用户选择的图元，如有，直接从服务器上调取该图元并将其叠加至GIS地图上，完成数据展示；如没有，则进入步骤4；
步骤4：根据步骤3中用户选择的子区域提取步骤2中对应数据存储中心里的数据进行数据融合；
用户所选子区域中GIS数据点可从电网GIS数据中电网各区域以及路径的地理位置数据中获得；
数据融合的方法为将基础气象数据或电力气象服务数据的经度与纬度与所选子区域中GIS数据的经度与纬度进行配对，具体包括以下内容：
步骤401：将基础气象数据或电力气象服务数据的经度与纬度值换算成其相对应的十进制数值后并根据用户所选子区域的大小进行归一化处理，转换为归一化后的x与y坐标值，具体方法为：
Figure FDA0003746404510000011
式中，normx表示归一化后的纬度值即归一化后的x坐标值，xmax为所选子区域的最大x坐标值，xmin为所选子区域的最小x坐标值；
Figure FDA0003746404510000012
式中，normy表示归一化后的经度值即归一化后的y坐标值，ymax为所选子区域的最大y坐标值，ymin为所选子区域的最小y坐标值；
步骤402：使用以下关系式所示的配对阈值的方法进行匹配：
Figure FDA0003746404510000013
式中，t表示配对阈值，当该阈值小于0.5时，将需要展示的基础气象数据或电力气象服务数据的经度与纬度与子区域中的GIS数据点进行关联，如果对于子区域中的多个GIS数据点的配对阈值都小于0.5时，则与配对阈值最小的GIS数据点进行关联；
·表示点乘；
pi表示第i个需要展示的基础气象数据或电力气象服务数据点，i＝1,2…MM,MM为所有需要展示的基础气象数据或电力气象服务数据点的总数；pi＝(xi,yi),xi与yi分别表示第i个需要展示的基础气象数据或电力气象服务数据中的归一化后的x与y坐标值；
Figure FDA0003746404510000021
为将点pi投影到GIS地图上的相关方向，分别对应pi中的xi,yi；
Figure FDA0003746404510000022
以及
Figure FDA0003746404510000023
的选值区间均为[0.9,1]；
γ为计算的过程中间数，取值方法为：
Figure FDA0003746404510000024
式中，c0、c1、c2分别表示GIS数据点的配对系数，计算方法为：
Figure FDA0003746404510000025
Figure FDA0003746404510000026
Figure FDA0003746404510000027
其中，N表示所选子区域所有GIS数据点的总和，aμ为所选子区域内每个GIS数据点对应的权重，满足如下关系式：
Figure FDA0003746404510000028
式中，gx,μ表示所选子区域第μ个GIS数据点的x坐标值，gy,μ表示所选子区域第μ个GIS数据点的y坐标值；
步骤403：从数据存储中心读取配对后的GIS数据点对应的需要展示的基础气象数据或电力气象服务数据中的非GIS数据，完成数据融合；
步骤5：根据步骤4融合的数据生成对应的图元并将其输出至服务器；
步骤6：将步骤5生成的图元叠加至GIS地图上。
2.根据权利要求1所述的精细化电力气象预报数据展示方法，其特征在于：
在所述步骤1中，所述电力气象信息包括电网GIS数据、基础气象数据、电力气象服务数据；
所述电网GIS数据包含电网各区域以及路径的地理位置数据；
所述基础气象数据包括精细化天气预报数据、雷达数据、雷电定位数据以及这些数据对应的GIS数据；精细化天气预报数据包括短期天气预报数据、中期天气预报数据与集合预报数据；
电力气象服务数据包括电网气象中长期气候预测数据、电网气象灾害临近预警数据以及这些数据对应的GIS数据。
3.根据权利要求2所述的精细化电力气象预报数据展示方法，其特征在于：
在所述步骤2中，数据清洗包括：将采集失败的基础气象数据与电力气象服务数据剔除；对于单位平方公里内缺失或无效的预报数据，使用其方圆单元平方公里内相对应参数的平均值进行补充；
所述无效的预报数据包括异常值和填充值，其中，异常值为超出预报数据范围的预报数据；
所述清洗后的数据可以转化为NetCDF格式进行存储，或直接将清洗后的数据进行存储。
4.根据权利要求3所述的精细化电力气象预报数据展示方法，其特征在于：
在所述步骤2中，所述数据存储中心包括数据库以及数值预报信息表，根据清洗后数据的格式选择存储数据的位置。
5.根据权利要求4所述的精细化电力气象预报数据展示方法，其特征在于：
所述数值预报信息表用以存储NetCDF格式的基础气象数据或电力气象服务数据，一条NetCDF格式的数据仅储存一条基础气象数据或电力气象服务数据中的非GIS数据，在数据预报信息表中对应一条记录；将基础气象数据或电力气象服务数据中的GIS数据以及电网GIS数据存储于一个临时列表中。
6.根据权利要求4或5所述的精细化电力气象预报数据展示方法，其特征在于：
如果基础气象数据与电力气象服务数据为一般数字格式或文字格式的数据时，则采用所述数据库进行存储；所述数据库包括至少一个GIS数据库以及至少一个关系型数据库。
7.根据权利要求6所述的精细化电力气象预报数据展示方法，其特征在于：
在所述步骤3中，用户可以在所述用户界面选择区域内的子区域、子区域内要展示的内容以及图元的绘制属性进行数据精细化展示；所述绘制属性包括是否进行填充、是否绘制外边框、外边框的颜色。
8.根据权利要求7所述的精细化电力气象预报数据展示方法，其特征在于：
在所述步骤5中，根据数据特征将步骤4融合后的数据分为点结构、线结构以及面结构，并依据每一种结构、所要展示的内容以及用户选择的图元的绘制属性构建图元。
9.利用权利要求1-8任意一项权利要求所述的基于GIS的精细化电力气象预报数据展示方法而实现的基于GIS的精细化电力气象预报数据展示系统，包括数据采集模块、数据清洗模块、数据存储模块、用户选择界面、数据融合模块、图元绘制模块、服务器以及图元展示模块，其特征在于：
所述数据采集模块用于采集电力气象信息并输入至数据清洗模块，所采集的电力气象信息包括电网GIS数据、基础气象数据以及电力气象服务数据；
所述数据清洗模块包括将采集失败的基础气象数据与电力气象服务数据剔除；对于单位平方公里内缺失或无效的预报数据，使用其方圆单元平方公里内相对应参数的平均值进行补充，所述数据清洗模块也可将数据封装为NetCDF格式或直接将清洗后的数据输入至所述数据存储模块；
所述数据存储模块根据数据的格式进行数据存储；如清洗后的基础气象数据与电力气象服务数据为NetCDF格式，则使用数据预报信息表进行存储，并将其对应的GIS数据存储至一个临时列表中；如清洗后的基础气象数据与电力气象服务数据为一般数字以及文字型格式数据，则将其存入关系型数据库，对应的GIS数据存入GIS数据库；将所述电网GIS数据存入GIS数据库；
所述用户选择界面根据用户选择的子区域、子区域内容以及绘制属性在服务器上查找是否有符合条件的已绘制好的图元，如有，则图元展示模块直接读取服务器上的图元进行展示；如没有，则将用户选择的参数传输至所述数据融合模块；
所述数据融合模块根据用户选择的参数读取数据存储模块中的数据，并将读取的基础气象数据或电力气象服务数据与GIS数据点的经度与纬度进行配对融合；并将融合好的数据传输至所述图元绘制模块；
所述图元绘制模块根据融合后数据的点结构、线结构以及面结构，以及用户选择的绘制属性构建图元；
本系统的所有模块皆部署在所述服务器上，当所述图元绘制模块绘制完图元后，图元随即存放在服务器上；
所述图元展示模块从所述服务器上读取图元并将其叠加至GIS地图上。
CN202110493775.7A 2021-05-07 2021-05-07 一种基于gis的精细化电力气象预报数据展示方法及系统 Active CN113326339B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110493775.7A CN113326339B (zh) 2021-05-07 2021-05-07 一种基于gis的精细化电力气象预报数据展示方法及系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110493775.7A CN113326339B (zh) 2021-05-07 2021-05-07 一种基于gis的精细化电力气象预报数据展示方法及系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113326339A CN113326339A (zh) 2021-08-31
CN113326339B true CN113326339B (zh) 2022-09-09

Family

ID=77414299

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110493775.7A Active CN113326339B (zh) 2021-05-07 2021-05-07 一种基于gis的精细化电力气象预报数据展示方法及系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113326339B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114977520B (zh) * 2022-07-29 2022-11-08 广州中浩控制技术有限公司 一种电力数据展示系统、装置及计算机可读存储介质
CN115809382B (zh) * 2022-12-19 2023-09-08 中科三清科技有限公司 环境数据显示方法、装置、存储介质及电子设备

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7421344B1 (en) * 2003-09-30 2008-09-02 Weather Central, Inc. System and method for presenting personalized weather information and the like
US20140372038A1 (en) * 2013-04-04 2014-12-18 Sky Motion Research, Ulc Method for generating and displaying a nowcast in selectable time increments
CN104950351B (zh) * 2014-09-04 2016-04-20 国网山东省电力公司应急管理中心 基于气象的多气象要素复合横向展示方法及系统
CN104950348B (zh) * 2014-09-04 2016-04-20 国网山东省电力公司应急管理中心 一种气象数据与电网设施的关联方法及系统
CN109189392A (zh) * 2018-07-10 2019-01-11 武汉华信联创技术工程有限公司 一种提供格点天气预报接口服务的方法、系统及存储介质
CN110147415A (zh) * 2018-08-15 2019-08-20 中国电力科学研究院有限公司 一种地理信息系统gis的气象数据分布图展示方法及系统
CN110807112A (zh) * 2019-10-29 2020-02-18 广州数鹏通科技有限公司 基于地图的数据展示方法和装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
基于百度地图的精细化格点预报显示;张宏芳等;《气象科技》;20170415(第02期);第261-268页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN113326339A (zh) 2021-08-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113326339B (zh) 一种基于gis的精细化电力气象预报数据展示方法及系统
CN101634721B (zh) 一种基于历史数据的台风水灾智能预警系统
CN111896680B (zh) 基于卫星遥感数据的温室气体排放分析方法及系统
CN112966863B (zh) 一种用于天气预报的一体化智能网格预报业务系统
Klouček et al. How does data accuracy influence the reliability of digital viewshed models? A case study with wind turbines
CN102254239A (zh) 基于微地形风场分布及台风叠加效应的电网风灾预警系统
CN107507275B (zh) 基于大数据的输电线路跳闸影响范围确定的方法及装置
CN109407177B (zh) 基于机器学习与常规气象观测的大雾识别系统和应用方法
CN106849353B (zh) 输变电工程环保监测与敏感区域预测系统及方法
CN109375290B (zh) 一种基于机器学习的跨海大桥雾监测系统及其应用方法
CN106570789A (zh) 一种基于gis系统的电网规划生态敏感区识别方法
CN110737737A (zh) 一种国土矢量数据渲染方法及系统
CN109254290A (zh) 一种天气雷达并行拼图方法及系统
CN114049462A (zh) 一种三维模型单体化方法及装置
CN115457211A (zh) 基于数字孪生的变电站管理方法及系统
CN115329667A (zh) 一种风机点位确定方法、装置、设备及存储介质
CN106557580A (zh) 基于网格化的精细化气象服务系统
CN105631569A (zh) 基于电网gis电气化铁路牵引站气象监测及预警方法及系统
CN112288591A (zh) 一种基于激光点云地图的三维管控平台系统
CN116957179A (zh) 变电站运维路径规划方法、装置、电子设备及可读介质
CN116843528A (zh) 多源卫星高时频电网火险监测方法及系统
CN116488335A (zh) 一种城区尺度的电力能耗动态监测调配方法、系统及设备
CN114219151B (zh) 自适应通用航空应急救援气象保障系统
Chao Machine learning-based intelligent weather modification forecast in smart city potential area
CN115016036A (zh) 一种农业气象监测方法、装置、设备及存储介质

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant