三維GIS電力規(guī)劃應用系統(tǒng)建設方案.doc

三維GIS電力規(guī)劃應用系統(tǒng)建設方案需求設計數(shù)據(jù)需求場景范圍場景制作范圍為市轄區(qū)，約平方公里，需要市轄區(qū)范圍數(shù)字高程數(shù)據(jù)(DEM)、數(shù)字正射影像數(shù)據(jù)(DOM)。DOM模型專題數(shù)據(jù)場景中需要表現(xiàn)的桿塔數(shù)據(jù)，包括桿塔的模型數(shù)據(jù)及相關素材和資料等。桿塔的模型數(shù)據(jù)需要符合NVP建模規(guī)范的3ds格式數(shù)據(jù)和模型的紋理等，桿塔的模型必須包含接線點模型；桿塔的資料應該有所屬線路、桿號、桿型、呼高、接線位置、接入位置、接出位置、桿塔照片等信息。一期的電力設備表現(xiàn)主要以輸電桿塔和輸電線路為主；其他模型專題數(shù)據(jù)電力設備、設施模型，包括變電站、電廠、電力線路、桿塔、開閉所、分線箱、環(huán)網(wǎng)柜、變壓器等一期不做表現(xiàn)。（注：3ds模型數(shù)據(jù)參考NVP建模規(guī)范文檔）。業(yè)務專題數(shù)據(jù)業(yè)務專題數(shù)據(jù)包括各種電力設備、設施的相關參數(shù)、圖片信息、位置數(shù)據(jù)等。一期業(yè)務專題數(shù)據(jù)主要包括輸電線路的桿塔排位數(shù)據(jù)。居民用地、基礎道路、河流矢量數(shù)據(jù)。為保證能夠建立合理正確的業(yè)務專題數(shù)據(jù)庫，用戶提供的業(yè)務專題數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)格式要求格式規(guī)范正確統(tǒng)一。模型基礎數(shù)據(jù)在用戶提供的帶有樓層高度或者樓層數(shù)的矢量信息數(shù)據(jù)，生成矢量樓塊數(shù)據(jù)。一期暫時不對電力設備或者標志性建筑做精模。功能需求 提供標準的三維地圖漫游和快速的地圖漫游功能，及鷹眼快速定位功能； 提供用戶權限管理設置功能； 提供根據(jù)輸電線路的桿塔排位數(shù)據(jù)生成三維輸電線路、桿塔場景數(shù)據(jù)功能； 電力設備、設施模型分層組織、分層顯示功能； 有基本信息查找定位功能，方便用戶查找； 提供輸電線路新建線路圖層，并能修改編輯線路坐標和屬性； 提供輸電線路新建線路的報表輸出，專題圖輸出，交換數(shù)據(jù)格式輸出； 提供線路查詢統(tǒng)計功能，主要包括空間查詢，模糊查詢，條件查詢，拓撲查詢，沿線統(tǒng)計，查詢結果報表輸出功能。三維場景建設方案制作范圍市轄區(qū)，約平方公里?；A數(shù)據(jù)建設 使用NVP影像處理模塊，將帶有配置信息的影像數(shù)據(jù)和地形轉換成NVP的金字塔結構的pak數(shù)據(jù)； 使用NVP模型處理模塊，將房屋用戶矢量數(shù)據(jù)，河流矢量數(shù)據(jù)轉成成NVP模型層數(shù)據(jù)； 使用NVP矢量處理模塊，將POI矢量點數(shù)據(jù)，道路矢量線數(shù)據(jù)，轉換成NVP矢量模型層數(shù)據(jù)。模型制作方法專題模型輸電桿塔模型，使用3dMax建模工具按照輸電桿塔結構及現(xiàn)場采集的照片進行建模，將建好的模型導出成3ds格式；其中輸電線路模型層在應用系統(tǒng)中根據(jù)桿塔坐標信息、弧垂計算公式用程序生成?；A模型矢量樓塊數(shù)據(jù)模型層，采用NVP矢量樓塊生成工具，導入用戶提供的二維電子地圖數(shù)據(jù)生成。應用系統(tǒng)設計方案應用系統(tǒng)設計系統(tǒng)功能結構圖表 1 系統(tǒng)功能結構圖用戶權限管理系統(tǒng)用戶權限設置管理權限管理系統(tǒng)提供用戶、用戶組的添加、修改、刪除、查詢等操作。結合電力規(guī)劃系統(tǒng)的功能和數(shù)據(jù)，創(chuàng)建不同的用戶組。用戶登陸驗證用戶進入系統(tǒng)時，必須首先通過用戶名稱密碼驗證，通過驗證后，用戶才可以進入系統(tǒng)；在用戶登陸驗證時，權限服務器返回用戶的權限信息，應用系統(tǒng)根據(jù)權限信息初始化系統(tǒng)菜單、工具欄和工作區(qū)，不同權限的用戶系統(tǒng)功能不同。漫游瀏覽基礎模塊交互瀏覽功能用戶可以通過鍵盤輕松實現(xiàn)瀏覽操作。 前進：前進鍵（UPARROW） 后退：后退鍵（DOWNARROW） 左轉：向左鍵（LEFTARROW） 右轉：向右鍵（RIGHTARROW） 仰視角變大：PageUp鍵 俯視角變大：PageDown鍵 上升鍵：Home鍵或是小鍵盤的“+”鍵 下降鍵：End鍵或是小鍵盤的“”鍵圖 1 交互瀏覽用戶可以在飛行模式（模仿空中飛行的瀏覽模式）和步行模式（模仿地面行走的一種仿真瀏覽模式）這兩種瀏覽模式下自由的一鍵切換。基本瀏覽模塊功能包含以下四個功能： 移動場景：可進行場景的拖動。 場景縮放：可進行場景的縮放。 旋轉場景：以選中對象的中心點旋轉場景。視點導航視點導航提供保存視點，刪除視點，定位視點功能。保存視點將當前視點的位置參數(shù)和縮略圖保存下來；在試點導航窗口內(nèi)雙擊視點縮略圖就可以定位到保存的視點。圖 2 視點導航用戶地標功能地標分為注記地標、線狀地標、面狀地標。地標能夠保存用戶在本地添加繪制的矢量數(shù)據(jù)。圖 3 注記地標效果圖 4 矢量面地標圖層管理圖層控制系統(tǒng)能將各電壓等級的輸配電線路圖、線路上的各種設備圖、變配電站圖、開關站圖以及基礎地形圖進行分層綜合顯示。在三維場景制作過程中，將電力設備模型及基礎圖分類整合到不同的模型層中。在應用系統(tǒng)中，提供圖層控制界面，用戶可以分別控制每一個模型層的可見性，即實現(xiàn)電力設備設施分層顯示功能。功能示意圖如下所示：圖 5 圖層控制圖層定位用戶可以對指定圖層在三維場景中定位。圖層的定位默認是定位到圖層最大外包盒的中心點位置。三維分析功能坐標測量坐標測量的結果為鼠標點擊位置的地理坐標，坐標測量分為兩種方式表現(xiàn)，一種通過鼠標點擊場景窗口獲得查詢結果，另外一種方式是開啟實時坐標測量移動鼠標時在狀態(tài)欄中顯示光標的地理坐標。圖 6 坐標測量圖 7 狀態(tài)欄實時坐標測量面積測量面積測量結果為水平投影面積。用鼠標依次選中待測量區(qū)域的頂點，雙擊結束。選擇每個頂點都觸發(fā)事件，傳出當前區(qū)域的面積和周長。選點過程中，點擊鼠標右鍵取消當前點。圖 8 面積測量垂直距離測量垂直距離測量結果為垂直方向上的投影距離，僅支持兩點間垂直距離測量。選中起點后，在起點處構成一條垂直于水平面的直線，終點在這條直線上的投影與起點的距離為測量結果。如下圖所示，黃色的線段長度即垂直距離。圖 9 垂直距離測量水平距離測量水平距離測量結果為水平投影距離，支持多點連續(xù)測量。測量時，鼠標單擊選點，以最高點所在的水平面作為投影面顯示測量線段，其中第一個和最后一個點顯示投影垂線，如下圖所示。投影面可以根據(jù)所選點集自適應變化。選點過程中，點擊鼠標右鍵取消當前點。圖 10 水平距離測量空間距離測量空間距離測量結果是三維空間的距離值，支持多點測量。點選時，如果地形上有地物，則點落在地物上；否則落在地形上。如下圖所示。圖 11 空間距離測量圖 12 測量結果顯示通視分析兩點通視分析為場景中任意兩點之間在直線方向上的可視性分析，即在觀測點和目標點之間是否存在障礙物（地形、建筑物等）。在場景中點擊一個位置，作為起點；然后移動鼠標。在鼠標位置與起點之間的連線上，可見的部分用黃色表示，不可見的部分（被地物遮擋的部分）用紅色表示，兩者之間的的碰撞點用綠色表示。如下圖：圖 13 通視分析專題模型層創(chuàng)建模塊創(chuàng)建電力線、桿塔模型層根據(jù)的桿塔參數(shù)（桿型等）和桿塔坐標文件，在場景中生成桿塔模型，并將桿塔模型與屬性數(shù)據(jù)庫中的桿塔信息關聯(lián)。根據(jù)的桿塔參數(shù)（桿型等）和桿塔坐標文件，在場景中生成電力線模型；輸電線路圖層按照電壓等級進行分類，因此根據(jù)輸電線路的電壓等級將轉換線路數(shù)據(jù)存儲到對應的等級的圖層中。創(chuàng)建矢量模型層使用NVP矢量處理模塊，將POI矢量點數(shù)據(jù)，道路矢量線數(shù)據(jù)，轉換成NVP矢量模型層數(shù)據(jù)。使用NVP模型處理模塊，將房屋用戶矢量數(shù)據(jù)，河流矢量數(shù)據(jù)轉成成NVP模型層數(shù)據(jù)。輸電線路規(guī)劃與設計輸電線路設計新建輸電線路圖層，參考地形數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)繪制輸電線路，設置輸電線路屬性；生成輸電線路平斷面圖，通過平斷面圖或者三維透視圖，編輯輸電線路坐標，桿塔的類型、高度、位置、方位。設計成果輸出對于送電線路最終設計成果，系統(tǒng)可以以文件文件，Excel表等方式導出，方便用戶在后續(xù)的實際勘測中查看。電力設備查詢統(tǒng)計空間查詢幾何查詢。通常也稱為空間查詢，通過空間位置的相關性查詢。幾何查詢通常需要與場景地圖窗口進行交互操作。在場景窗口內(nèi)，通過設置圓心坐標和調(diào)整圓半徑繪制圓來構建一個查詢信息。對于查詢返回的結果按照設備類型分類顯示，如果查詢結果多于一頁所需要的數(shù)據(jù)，將對查詢結果分頁顯示。模糊查詢模糊查詢也稱為關鍵字查詢，輸入一個關鍵字，系統(tǒng)將按照關鍵字查詢所有電力設備，通過電力設備的名稱與關鍵字進行匹配。查詢結果按照設備類型分類顯示。圖 14 模糊查詢界面設計分類條件查詢系統(tǒng)提供方便靈活的查詢功能，用戶可指定某一類設備設施，輸入查詢字段及查詢內(nèi)容，系統(tǒng)可采用模糊查詢方式查詢到符合條件的設備設施，用戶可以指定查詢結果中的某一設備設施并在三維場景中定位。圖 15 分類查詢拓撲查詢?yōu)橛脩籼峁┮粋€按設備的邏輯關系組織的樹狀結構，該樹狀結構將與某個變電站（或某一條線路）相連接的各種電力設備按連接順序組織在一起，使用戶方便地查詢到與該變電站（或該條線路）相連接的各種電力設備的臺帳信息。對于其他查詢方式獲得的查詢結果，都可以進行拓撲查詢。數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能電力線沿線統(tǒng)計功能，分為統(tǒng)計系統(tǒng)中選擇電力線的跨越的道路，河流，房屋，電力線等各種信息。電力線沿線統(tǒng)計，可以將電力線建立一個緩沖區(qū)，根據(jù)電力線的電壓設置不同的緩沖區(qū)半徑，然后計算緩沖區(qū)與道路，河流，房屋，電力線的數(shù)據(jù)做交集運算，分類返回電力線跨越的地物信息。統(tǒng)計結果可以按照規(guī)定格式輸出為Excel格式文件。統(tǒng)計報表功能對于電力設備查詢統(tǒng)計結果，系統(tǒng)提供報表功能，輸出到Excel文件，可以滿足甲方要求的格式，列表打印，如某條線路中塔的詳細信息，包括塔的類型，三維坐標等等。系統(tǒng)建設原則及實施計劃建設原則總體設計、分步實施原則：系統(tǒng)的設計要貫徹系統(tǒng)工程的理論和方法，從總體上指導工程建設。要考慮平臺集成、應用集成和信息集成的接口設計。項目建設必須在統(tǒng)一領導下，統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一管理，有序?qū)嵤?）現(xiàn)實性和可操作性原則：從管理工作發(fā)展的實際和信息化的現(xiàn)狀出發(fā)，從具體需求著手，強調(diào)現(xiàn)實可行性、實用性。3）用戶至上原則：在功能設計、軟件操作以及其他方面設身處地為用戶著想，即以用戶為中心。4）擴展性原則：根據(jù)系統(tǒng)的總體建設目標和業(yè)務需求，堅持安全性，開放性、標準化原則，既考慮現(xiàn)有的條件和需要，又兼顧未來技術的發(fā)展，使系統(tǒng)有較強的擴展性。5）開放性原則：必須具有良好的開放性，系統(tǒng)結構、地圖數(shù)據(jù)必須符合相關的工業(yè)標準。6）成熟性和先進性 系統(tǒng)建設應本著“立足今日，著眼未來”的原則，一方面為保證系統(tǒng)穩(wěn)定性，選用成熟的軟硬件技術；另一方面為確保系統(tǒng)的高性能，還要選用先進技術，滿足現(xiàn)有需求，考慮潛在擴充。 7）可靠性應用系統(tǒng)要經(jīng)過嚴格測試，有較強的容錯能力，確保可靠運行。8）安全性系統(tǒng)具有多層安全保護機制，確保各項數(shù)據(jù)的完整性、準確性和安全性。9）可維護性 應提供必要的操作維護手冊及技術手冊及全部相關文檔。在進行版本升級時，提供版本差異的詳細說明。應提供一定的手段和方法，能夠?qū)ο到y(tǒng)進行必要的設置，以適應應用環(huán)境的變化。、實施計劃項目內(nèi)容完成時間備注三維GIS電力規(guī)劃應用系統(tǒng)原型系統(tǒng)開發(fā)系統(tǒng)框架設計開發(fā)環(huán)境搭建系統(tǒng)功能界面布局設計系統(tǒng)功能界面面板區(qū)實現(xiàn)集成NVP控件實現(xiàn)三維基礎功能專題模型層創(chuàng)建模塊電力線，桿塔模型層創(chuàng)建模塊矢量專題漫游瀏覽功能模塊交互瀏覽視點導航用戶地標注記圖層控制電力設備，基礎數(shù)據(jù)分層控制圖層定位三維分析面積