基于GIS的电力线网管理系统的设计与实现

６２　测绘第３６卷第２期２０１３年４月　基于ＧＩＳ的电力线网管理系统的设计与实现　斯庭勇　高飞　胡小华　张耀允　（１．合肥工业大学土木与水利工程学院，安徽合肥２　３０００９；２．合肥市国土资源局，安徽合肥２　３００７１）　［摘要］介绍了基于ＧＩＳ的电力线网管理系统的总体设计方案、数据库设计、系统设计。在分析了基于ＧＩＳ建　立电力线网管理系统必要性的基础上，提出了系统的设计思路、数据组织模式和功能模块划分方法等；在数据　处理模块方面，结合电力线路数据采集的要求，提出了相应的处理方法。　［关键词］电力线网：ＧＩ￥；系统设计；数据库　［中图分类号］Ｐ２０８　［文献标识码］Ａ　［文章编号］ｉ６７４—５０１９（２０１３）０２—００６２—０４　Ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｐｏｗｅｒ　Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＧＩＳ　Ｓ／Ｔｉｎｇ－ｙｏｎｇ　６　ＤＦｅｉ　ＨＵＸｉａｏ－ｈｕａ　ＺＨＡＮＧ　Ｙａｏ－ｙｕｎ　１　引言　在电力线路测量中，ＧＰＳ　ＲＴＫ（实时动态全球定　利用ＡｒｃＧＩＳ　Ｅｎｇｉｎｅ，建立具有数据管理、图形　属性查询、图形编辑和生成、空间分析、统计汇总，　制图输出等主要功能的管理系统。　２．３总体需求　位技术）的应用已经很普遍，并成为主流线路作业　方式。然而采集的数据依旧是坐标数据、采集时间　等基础数据，距离成图，还需要大量的人工绘制工　作。借助南方ＣＡＳＳ系统，可以实现测量点的自动展　现，但所绘制的图形缺少属性信息，不能满足电网　空间信息服务平台的数据要求。　系统应满足以下几方面的要求：一是系统以ＧＩＳ　平台为基础，满足电力线路测量、设计及管理的需　要，同时便于使用；二是系统应该满足矢量、栅格　及与之关联的属性数据的管理，具有数据输入、编　辑处理、查询、统计、汇总、制图、输出、更新等　ＧＩＳ（地理信息系统）技术的应用，为采集、存　储、管理、分析和描述与地理空间和分布有关的数　据提供了方法与工具。ＧＩＳ中的图形属性统一，同时　拥有强大的空问分析和统计功能。因此，将ＧＩＳ、ＧＰＳ，　甚至ＲＳ（遥感）结合，在电力线路测量中综合应用，　提高了数据的采集、管理与应用的效率。　功能，能够满足日常管理、规划实施的要求；三是　系统数据应具有可交换性，可选择标准的数据格式　并设计合适的数据交换格式，能够实现与不同的系　统软件及各类数据库之间的数据共享。　３系统设计与实现　３．１数据库　数据库系统包括：基础地理数据、原始采集数　据、线网结构级文本数据、线网矢量数据（测点矢　量图、杆塔矢量图、线路矢量图）、外业相片数据、　近年来，电力系统与ＧＩＳ的结合受到越来越多的　关注，推动了电力ＧＩＳ的应用　。文献４提出借助　ＧＩＳ，监控电力设备；文献５应用三维技术到电力ＧＩＳ，　是研究的热点之一；文献６为解决电力网络模型问题　提供了思路。但是专门针对电力线路和线网的测量、　维护和设计的电力ＧＩＳ，目前在还不够普遍。因此，　本文应用ＧＩＳ的原理与二次开发功能，结合ＧＩＳ系统　遥感或航空摄影数据等。　空间数据统一采用２０００国家大地坐标系、１９８５　国家高程基准，需要转化为平面坐标时，采用高斯　设计，对电力线网的管理系统进行了探讨。　克吕格３度带投影。获取最近时间段的遥感和航片，　坐标系如果不符合要求，要重新进行配准。　电力线网矢量图主要属性如表ｌ一表３。　３．２系统框架结构　２设计目标　２．１数据库建设　以电力线网的成果及原始资料为基础，利用　ＧＩＳ，结合Ｏｒａｃｌｅ，建立数据库。　２．２管理系统的建设　依据开发和管理的不同层次，系统分为五层：　应用层、开发层、数据层、数据引擎和硬件层。框　架结构如图１。　测绘第３６卷第２期２０１３年４月　求得Ｋ＝．ｉｎｖ（Ａ・Ｑ・ＡＴ）木Ｗ　求改正值　＝Ｑ－Ａｒ・Ｋ　最后，中间点可用改正后的观测值求得：　Ｘ０＝（ＸＡ＋Ｖ　＋　＋Ｖ　）／２，　Ｙｏ＝（ＹＡ＋Ｖ　＋　＋１，　）／２。　３．２．３编辑模块　主要是实现线路设计中的各种绘图功能和数据　库管理。首先是对矢量图形数据的绘制和修改，如　图形的添加、移动、复制、删除等基本操作，以及　图形的相交、分割、合并、融合等空间操作；图形　数据的拓扑分析，借鉴ＡｒｃＣａｔｌｏｇ中的拓扑分析选　项，同时结合电力线路部门的需求，实现若干拓扑　分析；属性信息的编辑，包括从文件（如ｅｘｃｅ１）录　入和手工录入；数据库内容的增加、删除、更新；　数据库属性的字段增加、字段类型设置、约束条件　等数据库的建库功能。　３．２．４分析统计模块　统计包括对空间和属性数据总体和部分的总　量、最值、均值、中误差等统计。统计相关属性数　据，提供灵活、通用的图表、报表工具，使用ＴｅｅＣｈａｒｔ　控件实现线状图、柱状图、饼图等绘制，并可对结　果进行打印输出；空间分析主要是叠加、缓冲区分　析和地统计分析。除此之外，该模块还具有以下特　点：统计和分析目标可以在多个图层之间进行，统　计范围可以指定以及使用多种统计分析方法等。　３．２．５输出模块　制图输出，依据电力部门制图规范，设定比例　尺、图例、颜色、符号等，输出不同精度的地图，　包括各类地形图、专题图等产品的输出。按照数据　库图形输出产品模式，主要提供基本产品（４Ｄ）、复　合产品以及专题产品的图件输出功能。　数据输出，不但包括ｇｅｏｄａｔａｂａｓｅ、ｓｈａｐｅ等　ＡｒｃＧＩＳ标准格式，同时要支持ｖｃｔ格式的输出，保　证与其他行业的数据进行交换。属性和数值以ｅｘｃｅｌ　输出，文本和统计图以ｗｏｒｄ输出。　３．２．６　３Ｄ演示与输出　利用ＡｒｃＳｃｅｎｅ的控件，实现对ＤＥＭ、设计路线　和杆塔的三维浏览和查询。　４系统开发概述　电力线网管理系统采用客户端／服务器（Ｃ／Ｓ）　的系统运行模式，采用关系数据库系统Ｏｒａｃｌｅ作为　支撑系统数据层。　以ＡｒｃＳＤＥ空间数据库引擎为主体，ＡｒｃＳＤＥ是　６５　ＡｒｃＧＩＳ与关系数据库之间的ＧＩＳ通道。通过ＡｒｃＳＤＥ，　ＡｒｃＧＩＳ可以在Ｏｒａｃｌｅ中方便地管理一个共享的、多　用户的空间数据库。　系统开发中要注意的重点与难点问题是：各模　块之间要高内聚低耦合，这样便于扩展与维护；各　个组件之间的兼容问题，版本要尽量统一；数据、　文档要规范化，同时在输入输出时设置异常处理。　５结束语　当前，在电力线网设计和管理中，ＧＩＳ正逐步普　及并取代传统方式。以ＧＩＳ为基础，从主要目标、　总体设想、总体设计、数据库建设基本内容、系统　功能等方面，对电力线网管理信息系统进行设计，　力求做到“实用性”、“可扩展性”、“重点性”、“安　全性”和“实用性”相结合。从数据检核到应用、　管理和维护，从流程上保证了数据的质量和使用效　率。本系统为电力ＧＩＳ综合管理系统的一个部分，　针对安徽省电网的外业数据采集中统一使用的ＧＰＳ　ＲＴＫ，设计了与之配合的线网管理系统，配合外业线　路测量，得到不错的效果，为电网ＧＩＳ空间信息服　务平台提供了数据基础。　随着ＧＩＳ在电力行业的普及，ＧＩＳ在电力行业的　各阶段都将得到深入应用。如何能综合地、有效地　发挥ＧＩＳ拓扑分析、空间分析和海量数据存储的优　势，仍将是需要深入研究的问题。　参考文献　［１］翁颖钧，朱仲英．地理信息系统技术在电力系统自动化　中的应用［Ｊ］．电力系统自动化，２００３，２７（１８）：７４—７８．　［２］胡晓倩．电力地理信息系统的数据库结构原理和应用研　究［Ｄ］．重庆：重庆大学，２００１．　［３］卢娟，李沛川．电力ＧＩＳ的发展及主要功能［Ｊ］．测绘与　空间地理信息，２００４，２７（１）：３１－３４．　［４］史丽萍，王力鹏．电力杆塔监控系统中电子地图的设计　研究［Ｊ］．电力系统保护与控制，２０１２，４０（５）：９６—９９．　［５］魏祖宽，蒋楠，金在弘．电力信息系统中三维ＧＩＳ关键技　术的应用研究［Ｊ］．计算机与现代化，２０１０，３４（５）：　８３—８６．　［６］胡斌，江南，陈钟明，等．电力ＧＩＳ网络模型的设计和实　现［Ｊ］．地球信息科学，２００７，９（４）：７０—７３．　［７］陈涛，郭明武．城市区域土地规划信息系统设计与实现　［Ｊ］．测绘与空间地理信息，２０１１，３４（４）：１０７－１０９．　［８］柳响林，张志勋．ＤＧＰＳ　ＲＴＫ技术及其在电力线路定线测　量中的应用［Ｊ］．测绘信息与工程，２０００，（２）：２８－３２．　［收稿日期］２０１３—０１—０６