基于GIS的專題圖可視化展示項(xiàng)目可研報(bào)告講解

1、省電力有限公司公司科技項(xiàng)目可行性研究報(bào)告項(xiàng)目名稱：三號(hào)仿宋_GB2312（下同）申請(qǐng)單位：起止時(shí)間：年月至年月項(xiàng)目負(fù)責(zé)人：通信地址：郵政編碼：聯(lián)系電話：傳真：申請(qǐng)日期：年月目的和意義隨著GIS技術(shù)的日益成熟，作為地理分析結(jié)果重要表現(xiàn)形式的專題地圖，也不斷發(fā)展、創(chuàng)新和應(yīng)用。專題地圖(thematicmap)，又稱特種地圖，著重表示一種或數(shù)種自然要素或社會(huì)經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象的地圖。通過(guò)利用顏色渲染、圖案填充、直方或餅狀圖形式將某種主題內(nèi)容屬性數(shù)據(jù)在地圖上表現(xiàn)出來(lái)。專題地圖的制圖領(lǐng)域?qū)拸V，凡具有空間屬性的信息數(shù)據(jù)都可用其來(lái)表示，其內(nèi)容、形式多種多樣，能夠廣泛應(yīng)用于發(fā)展模式和趨勢(shì)的分析，為決策支持提供依據(jù)?？紤]

2、到電網(wǎng)系統(tǒng)自身的特殊性，技術(shù)人員只能對(duì)所管轄范圍內(nèi)的電網(wǎng)運(yùn)行工況進(jìn)行實(shí)時(shí)掌握，但是無(wú)法從全局的角度準(zhǔn)確把握電網(wǎng)運(yùn)行中存在的各類潛在威脅，提前對(duì)潛在威脅進(jìn)行預(yù)警并制定相關(guān)預(yù)防措施，因此建立一套結(jié)合基于GIS的專題圖可視化展現(xiàn)系統(tǒng)，對(duì)于提高工作效率、實(shí)現(xiàn)跟電網(wǎng)安全運(yùn)行相關(guān)的主題數(shù)據(jù)直觀展示，對(duì)確保電網(wǎng)安全運(yùn)行具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本項(xiàng)目重點(diǎn)研究供電可靠性數(shù)據(jù)、供電可靠性特征分區(qū)圖、供電局負(fù)荷密度分布圖、潛在設(shè)備缺陷圖、發(fā)生故障設(shè)備圖、污區(qū)分布圖、雷電分布圖、鳥害分布圖、樹(shù)木生長(zhǎng)趨勢(shì)影響圖、自然保護(hù)區(qū)等內(nèi)容。在此基礎(chǔ)之上結(jié)合GIS系統(tǒng)設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)出一套適合我國(guó)電網(wǎng)特點(diǎn)的專題地圖操作展示系統(tǒng)。二、國(guó)內(nèi)外研

3、究水平綜述盡管近年來(lái)信息化建設(shè)的不斷發(fā)展，電力企業(yè)各個(gè)部門的也累積了數(shù)以萬(wàn)計(jì)的信息資料,但是大部分信息僅以表格或文字的形式將存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)表現(xiàn)出來(lái),形式呆板,不夠直觀,而且可能將一些重要的信息隱藏在文字背后,無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)。如果采用地圖表現(xiàn)的方式,將各部門中的數(shù)據(jù)與地圖上的空間對(duì)象關(guān)聯(lián)起來(lái),從空間上來(lái)觀測(cè)和分析這些數(shù)據(jù)之間的關(guān)系,便可一目了然的得出數(shù)據(jù)之間存在的規(guī)律。國(guó)內(nèi)外的電力行業(yè)中在此方面的研究比較少，還未見(jiàn)有較為系統(tǒng)的電力專題圖整體案例。隨著電力信息化建設(shè)的不斷向前發(fā)展，有必要在電力專題圖的相關(guān)應(yīng)用進(jìn)行深入研究。本項(xiàng)目要是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)輸、變、配電網(wǎng)設(shè)備設(shè)施的空間分布數(shù)據(jù)、生產(chǎn)運(yùn)行

4、數(shù)據(jù)、電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)等信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，生成各類電網(wǎng)應(yīng)用專題圖，通過(guò)GIS可視化技術(shù)來(lái)集中展示，并能集成已有的信息管理系統(tǒng)，形成以GIS可視化為支撐平臺(tái)的電網(wǎng)專題圖輔助系統(tǒng)。以電網(wǎng)綜合數(shù)據(jù)專題應(yīng)用系統(tǒng)作為基礎(chǔ)平臺(tái)，還可集成訪問(wèn)其他已有電力業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，并能通過(guò)各種數(shù)據(jù)接口方便后續(xù)集成，確保信息的完整性、準(zhǔn)確性和及時(shí)性。其主要功能包括：專題圖生成、專題圖查詢、專題圖管理。通過(guò)在GIS平臺(tái)上對(duì)專題地圖進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)專題地圖具有以下幾個(gè)獨(dú)特的特征：地圖內(nèi)容主題化。專題地圖強(qiáng)調(diào)表達(dá)主題要素的重要特征，且盡可能完善、詳盡。主題要素特殊化。專題地圖突出表達(dá)了普通地圖中的一種或幾種要素。地圖功能多元化。專題

5、地圖不僅能表示制圖對(duì)象的空間分布規(guī)律及其相互關(guān)系，而且能反映制圖對(duì)象的發(fā)展變化和動(dòng)態(tài)規(guī)律。如動(dòng)態(tài)地圖(鳥害)，預(yù)測(cè)地圖(雷電)等。表達(dá)形式多樣化。專題地圖由于制圖內(nèi)容的廣泛，除個(gè)別專題地圖外，大體上沒(méi)有規(guī)定的符號(hào)系統(tǒng)，表示方法多種多樣，地圖符號(hào)可自己設(shè)計(jì)創(chuàng)新，因而其表達(dá)形式多種多樣、豐富多彩。表示內(nèi)容前瞻化。專題地圖取材學(xué)科廣泛，許多編圖資料都由相關(guān)的科研成果、論文報(bào)告、研究資料、遙感圖像等構(gòu)成，能反映學(xué)科前沿信息及成果。當(dāng)然，專題地圖并不是隨意設(shè)計(jì)且沒(méi)有約束的，專題地圖仍必須遵循一定的規(guī)范。主要以下幾個(gè)方面：專題地圖內(nèi)容的選擇。對(duì)于專題地圖來(lái)說(shuō)，一方面，選取與主題內(nèi)容有關(guān)的各種要素，使內(nèi)容豐

6、富；另一方面，由于地圖用途、比例尺、載負(fù)量、制圖表示方法符號(hào)的特點(diǎn)和顏色的數(shù)量等的限制，使地圖內(nèi)容針對(duì)性強(qiáng)，清晰易讀。在設(shè)計(jì)時(shí)內(nèi)容選取的合理解決，為的是在地圖上表示全部最主要的，而同時(shí)補(bǔ)充次要的內(nèi)容。專題地圖表示方法的選擇。對(duì)于專題地圖的影響因素可以歸為以下幾種：被表示物體和現(xiàn)象所要求的精度和定位程度、制圖資料的情況、專題數(shù)據(jù)的特點(diǎn)、地圖的用途、比例尺和區(qū)域特點(diǎn)。專題地圖圖例設(shè)計(jì)要求及方法。專題地圖要求完備與一致性，以及圖例系統(tǒng)的科學(xué)性，要體現(xiàn)出藝術(shù)性、系統(tǒng)性，易讀性，并且容易制作。圖例系統(tǒng)的科學(xué)性主要在于能設(shè)計(jì)出專題內(nèi)容的科學(xué)體系，如各要素的層次及相互關(guān)系，指標(biāo)的分類分級(jí)，轉(zhuǎn)換成圖例系統(tǒng)的順

7、序位置，明確標(biāo)出質(zhì)量概念及其所代表的數(shù)值、單位等。在以色階表現(xiàn)數(shù)量差異時(shí)，按慣例應(yīng)從左到右或從上到下，分級(jí)數(shù)據(jù)順序從小到大排列。專題地圖的設(shè)計(jì)方法一般分為：顯示數(shù)量特征的解析圖的簡(jiǎn)單圖例、類型圖的圖例應(yīng)反映分類的關(guān)系，注意排列的結(jié)構(gòu)、對(duì)多個(gè)類型分類的地圖圖例，不同分類系統(tǒng)的符號(hào)應(yīng)該有明顯區(qū)別、對(duì)于組合地圖，在圖例中應(yīng)對(duì)組合類型的標(biāo)志予以闡明、綜合性圖種（若干種現(xiàn)象的不同特征的集合），圖例的結(jié)構(gòu)原則：根據(jù)地圖內(nèi)容各要素進(jìn)行符號(hào)分組；各組符號(hào)又按其要素的相對(duì)意義和相互關(guān)系，按順序配置；每組內(nèi)部的符號(hào)予以合理安排。三、項(xiàng)目的理論和實(shí)踐依據(jù)專題圖表達(dá)方式在電力企業(yè)中的常見(jiàn)數(shù)據(jù)一般可歸結(jié)為數(shù)據(jù)庫(kù)和文件大

8、類,例如供電可靠性、負(fù)荷密度、設(shè)備故障等。專題圖直觀做法是通過(guò)抽取共性數(shù)據(jù)，生產(chǎn)各類柱狀圖、餅狀圖、點(diǎn)狀密度圖等,對(duì)于柱狀圖，則利用圓柱高度表示數(shù)據(jù)的相對(duì)大小。在圓柱上加以修飾還能表示更多信息,如用圓環(huán)標(biāo)記上下限值位置以及用不同顏色標(biāo)識(shí)當(dāng)前值、安全狀態(tài)和裕度。對(duì)于餅狀圖可通過(guò)面積大小和顏色深淺兩種表達(dá)方式。如電力設(shè)備故障專題圖，可將餅圖劃分若干份來(lái)表示各類設(shè)備的缺陷數(shù)。通過(guò)不同顏色可以辨別設(shè)備缺陷等級(jí)情況?？傊娏ｎ}圖需根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)需求來(lái)設(shè)計(jì)不同的專題圖進(jìn)行有效表達(dá)。專題圖計(jì)與實(shí)現(xiàn)從軟件復(fù)用性角度出發(fā)，基于現(xiàn)有GIS平臺(tái),設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)專題圖可視化模塊。利用GIS系統(tǒng)中的二、三地圖背景以及數(shù)

9、據(jù)和位置信息，對(duì)電力業(yè)務(wù)信息進(jìn)行綜合的可視化表達(dá)。技術(shù)路線：計(jì)算機(jī)領(lǐng)域有多種成熟的圖形顯示技術(shù)可供選擇。例如:可利用地理信息系統(tǒng)等成熟軟件中的三維顯示功能;可輸出為標(biāo)準(zhǔn)的三維圖形格式（VRML/X3D）后再顯示;可直接用三維圖形接口（如Java3D、Direct3D和OpenGL）編程。為克服已有技術(shù)的不足，電力專題圖展示技術(shù)的選擇需考慮如下因素:能應(yīng)用于多種操作系統(tǒng)平臺(tái);易與現(xiàn)有EMS二維圖形平臺(tái)結(jié)合;顯示速度快。專題圖展示的模塊設(shè)計(jì)與GIS系統(tǒng)集成遵循模塊化、可復(fù)用和面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)原則。各功能模塊直接建立在現(xiàn)有GIS平臺(tái)基礎(chǔ)上，與GIS緊密集成。顯示場(chǎng)景對(duì)應(yīng)最終在屏幕上的顯示區(qū)域，可包含若

10、干三維對(duì)象。該部分負(fù)責(zé)維護(hù)內(nèi)部三維對(duì)象列表和整個(gè)場(chǎng)景的姿態(tài)信息,創(chuàng)建和顯示三維對(duì)象,并且根據(jù)用戶鼠標(biāo)操作調(diào)整場(chǎng)景的姿態(tài)。三維對(duì)象對(duì)應(yīng)需要顯示在屏幕上的一個(gè)或一組三維圖形，包括簡(jiǎn)單的幾何圖形、用做背景的電網(wǎng)接線圖，以及對(duì)應(yīng)特定可視化表達(dá)的圖形，如柱狀圖中的一組圓柱。它根據(jù)從二維圖形平臺(tái)中獲取的數(shù)據(jù)在內(nèi)存中生成三維圖形，并負(fù)責(zé)具體繪圖四、項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容和實(shí)施方案研究?jī)?nèi)容：供電可靠性數(shù)據(jù)分析通過(guò)系統(tǒng)自動(dòng)抽取及人工錄入方式，并且結(jié)合每周停電協(xié)調(diào)會(huì)的停電計(jì)劃數(shù)據(jù)，對(duì)于各行政區(qū)域的供電可靠率、用戶平均停電時(shí)間；總用戶、影響用戶數(shù)、停電時(shí)間(小時(shí))等數(shù)據(jù)進(jìn)行分析展示。供電可靠性特征分析采用人工錄入方式，在GI

11、S地圖上繪制相關(guān)區(qū)域，直觀的反映各地理區(qū)域內(nèi)供電線路、用戶性質(zhì)等數(shù)據(jù)。負(fù)荷密度數(shù)據(jù)分析通過(guò)系統(tǒng)自動(dòng)抽取及人工錄入方式，獲得地理區(qū)域及用戶信息，并自動(dòng)計(jì)算負(fù)荷密度數(shù)據(jù)并直觀展示。設(shè)備缺陷圖通過(guò)系統(tǒng)自動(dòng)抽取及人工錄入方式，并根據(jù)地理區(qū)域標(biāo)注與統(tǒng)計(jì)可能存在缺陷的電網(wǎng)設(shè)備。設(shè)備故障圖通過(guò)系統(tǒng)自動(dòng)抽取及人工錄入方式，并根據(jù)地理區(qū)域標(biāo)注與統(tǒng)計(jì)已經(jīng)發(fā)生故障的電網(wǎng)設(shè)備。污區(qū)分布圖采用人工錄入方式，在GIS地圖上繪制相關(guān)區(qū)域，直觀的反映各地理區(qū)域內(nèi)灰、鹽、化學(xué)物質(zhì)對(duì)電力設(shè)備的影響等數(shù)據(jù)。7)雷電分布圖采用系統(tǒng)自動(dòng)抽取方式并且進(jìn)過(guò)系統(tǒng)分析計(jì)算，直觀的通過(guò)GIS平臺(tái)反映各地理區(qū)域內(nèi)落雷頻率和強(qiáng)度等數(shù)據(jù)。8)鳥害分布

12、圖采用系統(tǒng)自動(dòng)抽取方式并且進(jìn)過(guò)系統(tǒng)分析計(jì)算，直觀的通過(guò)GIS平臺(tái)反映各地理區(qū)域內(nèi)鳥窩等鳥害信息對(duì)電力設(shè)備的影響。9)樹(shù)木生長(zhǎng)區(qū)采用人工錄入方式并且進(jìn)過(guò)系統(tǒng)分析計(jì)算，直觀的通過(guò)GIS平臺(tái)反映各地理區(qū)域內(nèi)樹(shù)木生長(zhǎng)趨勢(shì)對(duì)電力設(shè)備的影響。10)自然保護(hù)區(qū)采用人工錄入方式并且進(jìn)過(guò)系統(tǒng)分析計(jì)算，直觀的通過(guò)GIS平臺(tái)反映各地理區(qū)域內(nèi)自然保護(hù)區(qū)范圍。實(shí)施方案：第一階段：前期準(zhǔn)備與項(xiàng)目啟動(dòng)本階段工作計(jì)劃在2012年7月2012年8月完成，主要工作：明確項(xiàng)目范圍，項(xiàng)目目標(biāo)等內(nèi)容，并形成工作方案；成立項(xiàng)目組織機(jī)構(gòu)(包括網(wǎng)級(jí)與省級(jí))；組織招投標(biāo)工作；由網(wǎng)公司組織召開(kāi)項(xiàng)目啟動(dòng)會(huì)。第二階段：調(diào)研分析本階段工作計(jì)劃在201

13、2年9月2012年10月，主要工作：1)需求調(diào)研；2)技術(shù)分析；第三階段：系統(tǒng)設(shè)計(jì)本階段工作計(jì)劃2012年10月2012年11月完成，主要工作：概要設(shè)計(jì)初稿；概要設(shè)計(jì)審查；詳細(xì)設(shè)計(jì)；詳細(xì)設(shè)計(jì)審查。第四階段：系統(tǒng)開(kāi)發(fā)2013年2月25日之前，主要工作：1)平臺(tái)開(kāi)發(fā)；2)平臺(tái)測(cè)試；平臺(tái)技術(shù)文檔編寫。第五階段：功能驗(yàn)收本階段工作計(jì)劃2013年5月1日前完成，主要工作：1)功能驗(yàn)收測(cè)試；2)功能驗(yàn)收；3)平臺(tái)上線。第六階段：試運(yùn)行本階段工作計(jì)劃2013年5月2012年8月完成，主要工作:1)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備；2)系統(tǒng)培訓(xùn)；3)試運(yùn)行。第七階段：項(xiàng)目竣工驗(yàn)收本階段工作計(jì)劃2013年8月30日前完成，主要工作：1

14、)項(xiàng)目試運(yùn)行評(píng)價(jià)；2)項(xiàng)目竣工驗(yàn)收。第八階段：成果宣貫本階段工作計(jì)劃2013年9月完成，主要工作：1)項(xiàng)目宣貫；2)項(xiàng)目培訓(xùn)。五、預(yù)期目標(biāo)和成果形式專題地圖展示系統(tǒng)是基于GIS平臺(tái)，遵循IEC61970、IEC61850規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)，利用數(shù)字化技術(shù)及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、GIS技術(shù)將電網(wǎng)設(shè)備、附件、附屬物的型號(hào)、尺寸、間距等信息按實(shí)際尺寸、真實(shí)的運(yùn)行方式、準(zhǔn)確的拓樸結(jié)構(gòu)進(jìn)行展示和管理，使所有設(shè)備、導(dǎo)線、構(gòu)筑物的空間關(guān)系、連接關(guān)系、運(yùn)行狀態(tài)一目了然；解決不可視，不可摸，不可入等危險(xiǎn)性場(chǎng)所的仿真與培訓(xùn)等問(wèn)題；通過(guò)事故預(yù)案演習(xí)，真實(shí)再現(xiàn)事故現(xiàn)場(chǎng)推演流程，提高各級(jí)人員事故處理能力，保障電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行。

15、通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)真實(shí)展示電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及空間地理分布，不僅反映電網(wǎng)設(shè)備真實(shí)的幾何特征,而且能真實(shí)地反映實(shí)際設(shè)備或?qū)嶋H電力系統(tǒng)的狀態(tài)和行為；專題地圖展示能直觀的、智能化的分析與展示電網(wǎng)設(shè)備以及所在區(qū)域的各種狀況，包括正常、異常和故障狀態(tài)，系統(tǒng)操作人員可與系統(tǒng)進(jìn)行直接交互，不僅可以在三維虛擬場(chǎng)景中進(jìn)行數(shù)據(jù)錄入、巡視，還可以隨時(shí)操作虛擬設(shè)備以及選定區(qū)域，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)選擇類型不同進(jìn)行不同緯度的專題地圖展示，提升工作效率，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)數(shù)據(jù)直觀的、智能的展示；通過(guò)系統(tǒng)提供的針對(duì)性的專題地圖，能夠?qū)Υ嬖陔[患進(jìn)行模擬推演，將已經(jīng)發(fā)生過(guò)的故障的設(shè)備以及受影響范圍進(jìn)行定位，為下一步工作安排提供參考依據(jù)；通過(guò)以上技術(shù)和功能

16、，建立一套基于GIS的專題地圖展示系統(tǒng)。六、合作單位或依托工程單位落實(shí)情況編寫要求：小四仿宋_GB2312（下同）如需同其他單位進(jìn)行合作，說(shuō)明合作單位的落實(shí)情況，并出具合作單位承諾進(jìn)行合作的證明文件；如需結(jié)合依托工程進(jìn)行試點(diǎn)研究，說(shuō)明依托工程及其與本項(xiàng)目結(jié)合的情況，出具依托工程單位承諾提供相關(guān)條件的證明文件。七、項(xiàng)目承擔(dān)單位的條件項(xiàng)目負(fù)責(zé)人項(xiàng)目研究人員實(shí)驗(yàn)室條件理論研究環(huán)境編寫要求：小四仿宋_GB2312（下同）項(xiàng)目負(fù)責(zé)人的情況介紹；項(xiàng)目研究人員的專業(yè)、特長(zhǎng)、工作量和在本項(xiàng)目中的作用；各承擔(dān)單位具有的與本項(xiàng)目有關(guān)的工作業(yè)績(jī)、實(shí)驗(yàn)室條件、理論研究環(huán)境。八、項(xiàng)目的進(jìn)度安排序號(hào)時(shí)間段內(nèi)容12012.

17、7-2012.8前期準(zhǔn)備22012.9-2012.10需求調(diào)研32012.9-2012.10概要設(shè)計(jì)42012.10-2012.11詳細(xì)設(shè)計(jì)52012.11-2013.2系統(tǒng)編碼62013.2-2013.4系統(tǒng)測(cè)試72013.5功能驗(yàn)收82013.5-2013.8試運(yùn)行92013.8竣工驗(yàn)收102013.9項(xiàng)目培訓(xùn)、宣貫編寫要求：1.列出分年度計(jì)劃研究?jī)?nèi)容和人員、設(shè)備安排；2.分年度提供成果的內(nèi)容和形式，要具有可檢查性。九、項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)預(yù)算科目名稱預(yù)算金額甲方撥款乙方自籌備注(一)直接費(fèi)1.人工費(fèi)(1)專職研究人員人工費(fèi)(2)臨時(shí)性研究人員人工費(fèi)2設(shè)備費(fèi)(1)儀器、設(shè)備購(gòu)置費(fèi)附件1(2)儀器、設(shè)備

18、試制費(fèi)附件2(3)軟件購(gòu)置費(fèi)附件3(4)現(xiàn)有儀器設(shè)備使用費(fèi)附件43業(yè)務(wù)費(fèi)(1)材料費(fèi)附件5(2)資料費(fèi)(3)印刷出版費(fèi)(4)知識(shí)產(chǎn)權(quán)費(fèi)(5)會(huì)議費(fèi)(6)差旅費(fèi)(7)培訓(xùn)費(fèi)4.場(chǎng)地使用費(fèi)（1）場(chǎng)地物業(yè)費(fèi)（2）場(chǎng)地租金5.專家咨詢費(fèi)（二）間接費(fèi)（三）外委支出費(fèi)1外委研究支出費(fèi)附件62儀器設(shè)備租賃費(fèi)3.外協(xié)測(cè)試試驗(yàn)與加工費(fèi)附件7（四）稅金合計(jì)十、有關(guān)證明文件1、合作單位和依托工程單位對(duì)項(xiàng)目的意見(jiàn)2、自籌經(jīng)費(fèi)來(lái)源及保證證明編寫要求：四號(hào)仿宋_GB2312（下同）1.合作單位對(duì)項(xiàng)目的意見(jiàn)及蓋章；2.依托工程單位對(duì)項(xiàng)目的意見(jiàn)及蓋章；自籌經(jīng)費(fèi)來(lái)源及保證證明。一、申請(qǐng)單位領(lǐng)導(dǎo)審查意見(jiàn)附件1儀器、設(shè)備購(gòu)置預(yù)算明細(xì)表（單價(jià)5萬(wàn)元以上）附件2儀器、設(shè)備試制預(yù)算明細(xì)表（單價(jià)5萬(wàn)元以上