基于电网管理的三维GIS平台设计与实现

第２８卷第１期　电脑开发与应用　（总００６３）　・６３・　文章编号：１００３—５８５０（２０１５）０１—００６３—０３　基于电网管理的三维ＧＩＳ平台设计与实现　马腾，王旭东，孙晓君　０３０００１）　（山西晋缘网络技术有限公司，太原摘要：分析了电网三维ＧＩＳ的研究现状，在充分调研电力ＧＩＳ系统特点的基础上，提出了三维ＧＩＳ的整体设计　和具体功能设计，并利用信息交换接口思路解决了三维ＧＩＳ与其他系统交互问题，为实际的电网管理工作提供了有价　值的参考建议。　关键词：电网，三维ＧＩＳ，信息系统，信息交换　中图分类号：ＴＰ３９１．４１　文献标识码：Ａ　Ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　Ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　３Ｄ　ＧＩＳ　Ｐｌａｔｆｏｒｍ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｇｒｉｄ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ＭＡ　Ｔｅｎｇ，ＷＡＮＧ　Ｘｕ－ｄｏｎｇ，ＳＵＮ　Ｘｉａｏ－ｊｕｎ　（Ｓｈａｎｘｉ　Ｊｉｎｙｕａｎ　Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｔａｉｙｕａｎ　０３０００１，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ａｎａｌｙｚｅｓ　ｔｈｅ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　ｏｆ　ｇｒｉｄ　３ｄ　ＧＩＳ．Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ　ｏｆ　ｇｒｉｄ　ＧＩＳ，　ｉｔ　ｓｅｔ　ｕｐ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｆｒａｍｅｗｏｒｋ　ａｎｄ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ　ｏｆ　３ｄ　ＧＩＳ．Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｓｏｌｖｅｓ　ｔｈｅ　ｐｒｏｂｌｅｍ　ｏｆ　ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ　ｗｉｔｈ　ｏｔｈｅｒ　ｓｙｓｔｅｍｓ　ｂｙ　ｗａｙ　ｏｆ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｅｘｃｈａｎｇｅ　ｉｎｔｅｒｆａｃｅ．Ａｎｄ　３ｄ　ＧＩＳ　ｓｙｓｔｅｍ　ｓｕｐｐｌｙ　ｖａｌｕａｂｌｅ　ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｓｎｓ　ｔｏ　ｇｒｉｄ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ．，　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｐｏｗｅｒ　ｇｒｉｄ，３ｄｇｅｏｇｒａｐｈｉｃ，ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ，ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｅｘｃｈａｎｇｅ　随着信息技术的迅速发展，数字化的图形技术取　得了重大进步，３Ｄ显示技术和虚拟现实技术在汽车、　社会建筑设计、城市和数字地球等领域得到了广泛的　应用。国内电力企业信息化起步早，发展速度快，电　网运行管理领域已建立了各种高水平的应用系统。　维应用，通常用点和线表示电气设备，不能表示设备　内部本身的结构，在其空间性能分析方面的局限性较　大。目前正在进行的是三维网格显示区域方面的研　究，暂时尚未延伸到整个城市电网管理。　考虑到城市电网中大量的电力接收端，完成对需　在电网管理的可视化应用管理方面，目前使用的是单　线图和地理信息地图的组合模型，通过该网络的拓扑　结构，获得了电网的实时信息和位置信息来监视电力　电方的输供电任务成为电网的主要工作。电力规划　布局将直接影响到城市的供电可靠性，经济性和可扩　展性。通过３Ｄ　ＧＩＳ在电网信息领域的建设，充分利用　传输和分配，辅以各种不同的监测装置，提升了电网　信息化管理水平。　三维空间信息服务功能，借鉴地理信息系统的成熟应　用集成，可以提供信息显示和快速分析，准确和直观　展现完整的城市电网。　１　我国三维ＧＩＳ研究现状　目前我国的三维显示和虚拟显示技术在电力行　２整体架构　三维地理信息系统可以收集，整理，汇总各电力　设备在电网的信息，以地理坐标为基础，实现综合电　业的应用主要集中在配电系统中，尚未真正实现三维　显示。目前比较成熟的系统都是基于ＧＩＳ系统的二　￥　收稿日期：２０１４—１０—２９．修回日期：２０１４—１１－１７　，ｌｃ　作者简介：马腾，男，１９７２年生，高级工程师，研究方向：计算机虚拟现实技术。　第２８卷第１期　电脑开发与应用　（总００６５）　。６５‘　形窗口展示功能。二维和三维窗口可以实现相关的　窗口界面切换，２Ｄ和３Ｄ场景转换可以互相提供对　应场景的当前位置。如图２所示。　图２鸟瞰图模块功能图　４．２．２场景操作　该模块可以实现对场景各种操作和现场输出。　利用鼠标和键盘，可以从任何角度实现三维场景漫　游。在三维空间中，实现实时漫游、步行模式漫游和高　空飞行模式漫游，场景的可视区域缩放的模拟，显示　所有的场景，显示或隐藏的环境和建筑物，可实现当　前场景输出为ＢＭＰ、ＪＰＧ等图像。该移动通过鼠标，　键盘的点击实现根据一定速度自由移动。　４．２．３预设运动路径定义　该模块可以实现基于用户视点的预设路径，利用　模型中的多视点的路线，包括高空鸟瞰街道周围的整　体模型和重点道路穿行等［２１。用户可以修改默认漫游　路径和速度，并能将每一个预定义的运动路径增加音　频解说和背景音乐。　４．２．４漫游线路定制　系统的漫游路线生成时将该路线设置漫游列表　中，用户可以方便地查看路线列表，在列表中单击，系　统会自动将漫游和路线保持一致，使系统易于显示场　景。系统还支持用户自定义的飞行路径，设置飞行路　线实现对重要设施观察和环绕方向飞行。支持实时　节点的编辑，可以设置路线参数，实现人、车、船、飞机　等任何模型在场景中的运动。　５信息交换接口设计　接口具有高度的开放性，符合一定的标准需要支　持不同的平台，不同的应用环境，其他系统和三维　ＧＩＳ可以通过３个层次实现服务调用。　５．１数据库访问　三维地理信息系统和其他系统可以互相读取彼　此的数据库视图，如涉及数据修改则开放存储过程，　则其他系统可以实现调用该过程。数据访问的关键　词需进行唯一标识约束。对方服务调用应当控制访　问数据库的权限［３１。　５．２　Ｓｏｃｋｅｔ通信　三维ＧＩＳ和其他系统可以相互开放Ｓｏｃｋｅｔ端口　与对方通信，采用Ｓｏｃｋｅｔ通信方式一般在以下场合　使用：　三维ＧＩＳ客户端（其他系统本地客户端）；　其他系统客户端（本地三维ＧＩＳ客户端）；　三维ＧＩＳ服务器端（固定地址的其他服务器端）；　其他服务器商（固定地址的三维ＧＩＳ服务器端）；　使用Ｓｏｃｋｅｔ通信时，服务方应提供固定地址（或　本地）和固定端口。　５．３组件调用　三维地理信息系统和其他系统可以提供的ＣＯＭ　组件或网络组件的形式为对方提供服务。当一个组　件被调用时，系统所提供的通信服务组件应具有低耦　合的特点，即服务方软件在失去响应的情况下，不会　导致其他使用方软件的有关闭和错误情况发生。三　维ＧＩＳ与其他业务系统的接口图如图３所示。　图３系统接口图　系统为与其他系统之间实现共享连接，需设计开　发相应的系统接口，按系统接口实现的方式，我们可　以归纳为以下３类：服务级共享类接口、功能级共享　类接口、数据级共享类接口。　６结束语　由于三维ＧＩＳ中的应用是一个新兴的应用领域，　企业受有限的人力、财力等方面制约，三维ＧＩＳ将是　一个长期的持续改进过程。只要不断地探索和创新，　积极推广使用，并逐步完善功能，随着企业信息化不　断加快和自动化技术成熟，三维ＧＩＳ的成熟应用在不　久的将来会成为现实。　参考文献：　［１】王旭东．基于力反馈器的质点压力物理建模及其仿真【Ｄ］．太　原：中北大学，２００９．　【２］任艳阳，王旭东．基于一体化智能辅助支持的输电线路灾害　预测预警系统研究与实现［ＪＪ．电力学报，２０１３（５）：４２５—４２７．　【３］王旭东，韩燮，娄岩峰．大型场馆人员疏散仿真预测的研究　『Ｊ１．计算机。Ｔ　程设计，２００９（２）：４５５—４５７．