GIS平臺(tái)在寧夏電網(wǎng)空間數(shù)據(jù)采編管理中的應(yīng)用

關(guān) 昆，劉小飛，王建國

(天津市測繪院，天津300381)

GIS平臺(tái)在寧夏電網(wǎng)空間數(shù)據(jù)采編管理中的應(yīng)用

關(guān) 昆，劉小飛，王建國

(天津市測繪院，天津300381)

完善而準(zhǔn)確的電力數(shù)據(jù)是建立電網(wǎng)地理信息平臺(tái)的關(guān)鍵，為保證GPS采集的電力數(shù)據(jù)的精確性，原始數(shù)據(jù)必須經(jīng)過進(jìn)一步的采編處理和檢驗(yàn)才能進(jìn)入地理信息數(shù)據(jù)庫。介紹了地理信息平臺(tái)技術(shù)在寧夏電網(wǎng)空間數(shù)據(jù)采編與管理中的具體應(yīng)用方法和工作流程，詳細(xì)描述了電力空間數(shù)據(jù)的特點(diǎn)、展示和管理方式以及采編方案，論述了系統(tǒng)涉及的服務(wù)式 GIS、空間數(shù)據(jù)庫、RIA等主要技術(shù)的應(yīng)用。

地理信息平臺(tái)；電力空間信息；服務(wù)式GIS；RIA

隨著近年來地理信息平臺(tái)技術(shù)的發(fā)展，各地相繼為電網(wǎng)設(shè)施建立起地理信息管理平臺(tái)，推動(dòng)電力生產(chǎn)管理的信息化。目前電網(wǎng)空間信息管理已進(jìn)入服務(wù)式共享與應(yīng)用的新階段[1]。地理信息系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集，主要是由工作人員使用移動(dòng)設(shè)備在現(xiàn)場定位設(shè)備的地理位置并寫入屬性信息。為了保證采集數(shù)據(jù)的可靠性和完整性，采集的數(shù)據(jù)必須經(jīng)過檢驗(yàn)和進(jìn)一步的采編處理才能進(jìn)入GIS平臺(tái)，因此，研究出針對電力采集數(shù)據(jù)的信息化表現(xiàn)和后處理技術(shù)流程具有重要意義。本文應(yīng)用地理信息服務(wù)平臺(tái)技術(shù)，結(jié)合服務(wù)式GIS及空間數(shù)據(jù)庫等技術(shù)，開發(fā)出電網(wǎng)空間數(shù)據(jù)采編與管理系統(tǒng)，對寧夏地區(qū)電網(wǎng)輸配電和農(nóng)網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行采編處理，對結(jié)果數(shù)據(jù)和應(yīng)用進(jìn)行展示和使用，為電力信息化平臺(tái)建設(shè)提供了良好的解決方案。

1 關(guān)鍵技術(shù)

1.1 地理信息服務(wù)平臺(tái)技術(shù)

系統(tǒng)以天津市地理信息服務(wù)平臺(tái)技術(shù)為基礎(chǔ)，該平臺(tái)以服務(wù)為核心，封裝了各類地理信息數(shù)據(jù)服務(wù)和功能服務(wù)。應(yīng)用平臺(tái)的技術(shù)成果，在寧夏電力數(shù)據(jù)工作中進(jìn)行系統(tǒng)的快速搭建，通過開發(fā)接口定制開發(fā)電力應(yīng)用的各項(xiàng)功能，方便了電力應(yīng)用的系統(tǒng)建設(shè)。

服務(wù)平臺(tái)采用SOA（面向服務(wù)架構(gòu)）開發(fā)，解決軟件的跨業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)互操作問題。采用 REST架構(gòu)的Web Service實(shí)現(xiàn)GIS功能。基于REST的服務(wù)與其他風(fēng)格的服務(wù)相比，在服務(wù)的布設(shè)、性能、效率和可移植性上都更勝一籌。系統(tǒng)中把電網(wǎng)數(shù)據(jù)處理相關(guān)的GIS基礎(chǔ)和核心功能全部進(jìn)行封裝，以服務(wù)的方式提供給客戶端[2]。

1.2 海量影像發(fā)布技術(shù)

對寧夏地區(qū)高精度影像地圖數(shù)據(jù)采用海量影像發(fā)布及快速瀏覽技術(shù)完成，主要采用瓦片地圖的金字塔模型來建立。這是一種多分辨率層次模型，把地圖比例尺最大的地圖圖片作為金字塔的底層，并從左至右、從上到下進(jìn)行切割分塊，按每2×2像素類推到第N層，形成比例尺由大到小的金字塔型結(jié)構(gòu)[3]。

系統(tǒng)把切片后的瓦片地圖作為背景，存儲(chǔ)在電力服務(wù)器中，根據(jù)請求動(dòng)態(tài)檢索相應(yīng)的圖塊并拼接后發(fā)送給客戶端。瓦片地圖技術(shù)在地圖的快速瀏覽和顯示方面具有很大的速度優(yōu)勢，方便了海量影像的發(fā)布管理。

1.3 Silverlight RIA

Silverlight是微軟開發(fā)的一個(gè)跨瀏覽器、跨平臺(tái)的插件，帶來了新的多媒體體驗(yàn)和交互式應(yīng)用程序體驗(yàn)，是微軟富客戶端應(yīng)用的主要開發(fā)平臺(tái)[4]。應(yīng)用Silverlight可以開發(fā)出具有豐富的用戶體驗(yàn)和地圖顯示效果的Web-GIS，解決了空間數(shù)據(jù)的互操作和跨平臺(tái)的問題，增強(qiáng)了可移植性[5]。

2 電網(wǎng)空間數(shù)據(jù)組織

電網(wǎng)空間數(shù)據(jù)包括基礎(chǔ)地理信息底圖數(shù)據(jù)、電力設(shè)施空間數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)通過合理的組織與管理將數(shù)據(jù)集成到GIS平臺(tái)，并將電力設(shè)施數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在Sql Server Spatial空間數(shù)據(jù)庫中，為電力數(shù)據(jù)采編工作提供基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)支撐。組織結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2.1 基礎(chǔ)地理信息底圖數(shù)據(jù)

基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫具體包括全區(qū)衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)、0.5m正射航空影像、0.2m正射航空影像以及全區(qū)街區(qū)底圖數(shù)據(jù)。具有精度高、信息豐富的特點(diǎn)，是人工處理和坐標(biāo)變更的重要參考依據(jù)。底圖數(shù)據(jù)范例如圖2所示。

圖1 電網(wǎng)空間數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)圖

圖2 0.2 m正射航空影像

2.2 電力設(shè)施空間數(shù)據(jù)庫

電力設(shè)施專題數(shù)據(jù)庫包括空間數(shù)據(jù)庫、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫和設(shè)施的圖片數(shù)據(jù)庫 3種。其中，電力設(shè)施空間數(shù)據(jù)庫包含以下3類：

1）輸電專題庫：包括發(fā)電廠、變電站、輸電線路、輸電桿塔等；

2）配電專題庫：包括配電饋線、配電分段線路、配電桿塔等；

3）農(nóng)網(wǎng)專題庫：包括農(nóng)網(wǎng)饋線、農(nóng)網(wǎng)分段線路、農(nóng)網(wǎng)桿塔等。

2.3 電力設(shè)施業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫

它包含各類電力設(shè)施空間數(shù)據(jù)庫對應(yīng)的臺(tái)帳信息，是作為記錄電力設(shè)施基本信息的一個(gè)屬性數(shù)據(jù)庫。在采集工作完成后，GIS平臺(tái)通過實(shí)測數(shù)據(jù)與臺(tái)帳數(shù)據(jù)庫的掛接和檢核來實(shí)現(xiàn)電力設(shè)施后處理工作。

2.4 電力設(shè)施圖片數(shù)據(jù)庫

它包含各類電網(wǎng)類型的每種設(shè)施所對應(yīng)的圖片信息，是在對電力設(shè)施的判讀和分類時(shí)提供給采編作業(yè)人員的重要決策依據(jù)。

圖片數(shù)據(jù)的管理，采用“資源即服務(wù)”的模式，把圖片存儲(chǔ)在Web服務(wù)器IIS中，通過對服務(wù)的調(diào)用來獲取圖片資源。

2.5 電力信息的GIS圖形化展示

對于電力空間數(shù)據(jù)庫而言，需要查詢并顯示海量的電力設(shè)施點(diǎn)，這對于電力數(shù)據(jù)庫而言是一個(gè)重要的考驗(yàn)。系統(tǒng)采取WebGIS結(jié)合Silverlight RIA的顯示模式，通過多點(diǎn)聚合、按地圖比例尺分級顯示、優(yōu)化空間索引等方式實(shí)現(xiàn)海量設(shè)施信息點(diǎn)的圖形化顯示[6]。

3 電網(wǎng)空間數(shù)據(jù)的采編管理與實(shí)現(xiàn)

3.1 電力設(shè)施數(shù)據(jù)采編工作流程

經(jīng)過GPS地面測控采集的電網(wǎng)數(shù)據(jù)需要處理的情況包括：設(shè)施分類不準(zhǔn)確、點(diǎn)位位置錯(cuò)誤、屬性和臺(tái)賬無法掛接等。設(shè)施采編處理流程如圖3所示。

圖3 電力設(shè)施數(shù)據(jù)采編工作流程圖

3.2 設(shè)施類型的變更

由于采集工作中的誤差，入庫的設(shè)施存在類型混亂的情況，需要在程序中加以處理。利用電力圖片數(shù)據(jù)庫，在客戶端可以方便地查看每個(gè)設(shè)施的圖片情況；再根據(jù)設(shè)施類型，判斷其種類，重新入庫。

3.3 設(shè)施屬性編輯與重編碼

在設(shè)施采集過程結(jié)束后，屬性數(shù)據(jù)存在著名稱不規(guī)范、順序混亂等問題，需要在程序中進(jìn)行屬性的編輯，并給予規(guī)范的順序并編碼，其方法如下：

1）如果存在線路信息，則根據(jù)設(shè)施和所屬線路的拓?fù)潢P(guān)系，遍歷線路上的點(diǎn)位，使其與設(shè)施匹配，達(dá)到設(shè)施排序的目的。

2）在設(shè)施列表中由人工根據(jù)地理底圖判讀設(shè)施的位置，由人工來完成排序。

3.4 位置自動(dòng)捕捉與坐標(biāo)信息的編輯

它包括設(shè)施位置的移動(dòng)和自動(dòng)捕捉。位置移動(dòng)工作根據(jù)影像信息，通過人工控制鍵盤完成。根據(jù)點(diǎn)位的屬性，將點(diǎn)自動(dòng)捕捉到關(guān)聯(lián)設(shè)施的正確位置上。如果關(guān)聯(lián)設(shè)施是線，則捕捉到線的節(jié)點(diǎn)上，捕捉并編輯設(shè)施坐標(biāo)信息情況見圖4。

圖4 捕捉并編輯設(shè)施坐標(biāo)信息

3.5 臺(tái)帳數(shù)據(jù)的掛接和檢核

遍歷每條線路中的各個(gè)設(shè)施并對比臺(tái)帳屬性，自動(dòng)對實(shí)測和臺(tái)帳的 2批數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)量和每個(gè)設(shè)施的屬性的檢核，實(shí)現(xiàn)實(shí)測數(shù)據(jù)和臺(tái)帳數(shù)據(jù)的自動(dòng)掛接。

3.6 自動(dòng)生成線路

將線路上設(shè)施的點(diǎn)位和屬性信息編輯完成后，根據(jù)設(shè)施的點(diǎn)位由程序自動(dòng)生成線路并保存到GIS平臺(tái)數(shù)據(jù)庫。

3.7 電力設(shè)施處理實(shí)例

根據(jù)服務(wù)式GIS技術(shù)，結(jié)合SilverlightRIA開發(fā)出寧夏電網(wǎng)空間數(shù)據(jù)采編與管理系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)如圖5所示。工作實(shí)例如圖6所示。

圖5 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖

圖6 電力設(shè)施處理實(shí)例

4 結(jié)語

通過對寧夏地區(qū)GPS采集數(shù)據(jù)的后處理流程的描述，開發(fā)出處理采集數(shù)據(jù)的采編與管理系統(tǒng)，將原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，通過數(shù)據(jù)校正和質(zhì)量檢查后得到規(guī)范化的電力設(shè)施空間數(shù)據(jù)并入庫。系統(tǒng)運(yùn)行在瀏覽器中，無需安裝程序，同時(shí)滿足數(shù)據(jù)處理的多人同步作業(yè)要求。

系統(tǒng)建成后，實(shí)現(xiàn)了對寧夏電網(wǎng)地理及設(shè)備信息的統(tǒng)一展現(xiàn)，將在構(gòu)建“智能電網(wǎng)”和電力地理信息平臺(tái)建設(shè)，為政府及相關(guān)部門提供電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施共享服務(wù)方面發(fā)揮重要作用。

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Application of GIS Platform in Ningxia Electrical Spatial Data Processing and Management

by GUAN Kun

Perfect and accurate power data is the key to establish power GIS platform.To ensure the reliability and integrity of the GPS power data,raw data must be further edited and tested in order to enter the GIS database.This paper described a specific application methods and working procedures of GIS platform technology in Ningxiaelectrical spatial data editing and managing.It described the characteristics of electrical spatial data,the presentation and the editorial program.In addition,it discussed the service GIS,spatial database,RIA and other major technology which involved in the system.

GIS platform，electricity spatial data，service GIS，RIA

2011-12-23

項(xiàng)目來源：2010年度天津市規(guī)劃局科技資助項(xiàng)目（2010-KJA-13）。

P208

B

1672-4623(2012)06-0086-03

關(guān)昆，碩士，工程師，主要從事網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)方面的研究與應(yīng)用。