三維GIS電力規(guī)劃應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)方案.doc

三維GIS電力規(guī)劃應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)方案需求設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)需求場(chǎng)景范圍場(chǎng)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(zhuān)題數(shù)據(jù)場(chǎng)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(guān)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(diǎn)模型；桿塔的資料應(yīng)該有所屬線路、桿號(hào)、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(shè)備表現(xiàn)主要以輸電桿塔和輸電線路為主；其他模型專(zhuān)題數(shù)據(jù)電力設(shè)備、設(shè)施模型，包括變電站、電廠、電力線路、桿塔、開(kāi)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(wù)專(zhuān)題數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)專(zhuān)題數(shù)據(jù)包括各種電力設(shè)備、設(shè)施的相關(guān)參數(shù)、圖片信息、位置數(shù)據(jù)等。一期業(yè)務(wù)專(zhuān)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(chǔ)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(wù)專(zhuān)題數(shù)據(jù)庫(kù)，用戶提供的業(yè)務(wù)專(zhuān)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(chǔ)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(shí)不對(duì)電力設(shè)備或者標(biāo)志性建筑做精模。功能需求 提供標(biāo)準(zhǔn)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(quán)限管理設(shè)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(chǎng)景數(shù)據(jù)功能； 電力設(shè)備、設(shè)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(biāo)和屬性； 提供輸電線路新建線路的報(bào)表輸出，專(zhuān)題圖輸出，交換數(shù)據(jù)格式輸出； 提供線路查詢統(tǒng)計(jì)功能，主要包括空間查詢，模糊查詢，條件查詢，拓?fù)洳樵儯鼐€統(tǒng)計(jì)，查詢結(jié)果報(bào)表輸出功能。三維場(chǎng)景建設(shè)方案制作范圍市轄區(qū)，約平方公里。基礎(chǔ)數(shù)據(jù)建設(shè) 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(zhuǎn)換成NVP的金字塔結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)成成NVP模型層數(shù)據(jù)； 使用NVP矢量處理模塊，將POI矢量點(diǎn)數(shù)據(jù)，道路矢量線數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換成NVP矢量模型層數(shù)據(jù)。模型制作方法專(zhuān)題模型輸電桿塔模型，使用3dMax建模工具按照輸電桿塔結(jié)構(gòu)及現(xiàn)場(chǎng)采集的照片進(jìn)行建模，將建好的模型導(dǎo)出成3ds格式；其中輸電線路模型層在應(yīng)用系統(tǒng)中根據(jù)桿塔坐標(biāo)信息、弧垂計(jì)算公式用程序生成?；A(chǔ)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(dǎo)入用戶提供的二維電子地圖數(shù)據(jù)生成。應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖表 1 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖用戶權(quán)限管理系統(tǒng)用戶權(quán)限設(shè)置管理權(quán)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(jié)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(yàn)證用戶進(jìn)入系統(tǒng)時(shí)，必須首先通過(guò)用戶名稱(chēng)密碼驗(yàn)證，通過(guò)驗(yàn)證后，用戶才可以進(jìn)入系統(tǒng)；在用戶登陸驗(yàn)證時(shí)，權(quán)限服務(wù)器返回用戶的權(quán)限信息，應(yīng)用系統(tǒng)根據(jù)權(quán)限信息初始化系統(tǒng)菜單、工具欄和工作區(qū)，不同權(quán)限的用戶系統(tǒng)功能不同。漫游瀏覽基礎(chǔ)模塊交互瀏覽功能用戶可以通過(guò)鍵盤(pán)輕松實(shí)現(xiàn)瀏覽操作。 前進(jìn)：前進(jìn)鍵（UPARROW） 后退：后退鍵（DOWNARROW） 左轉(zhuǎn)：向左鍵（LEFTARROW） 右轉(zhuǎn)：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(pán)的“+”鍵 下降鍵：End鍵或是小鍵盤(pán)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(gè)功能： 移動(dòng)場(chǎng)景：可進(jìn)行場(chǎng)景的拖動(dòng)。 場(chǎng)景縮放：可進(jìn)行場(chǎng)景的縮放。 旋轉(zhuǎn)場(chǎng)景：以選中對(duì)象的中心點(diǎn)旋轉(zhuǎn)場(chǎng)景。視點(diǎn)導(dǎo)航視點(diǎn)導(dǎo)航提供保存視點(diǎn)，刪除視點(diǎn)，定位視點(diǎn)功能。保存視點(diǎn)將當(dāng)前視點(diǎn)的位置參數(shù)和縮略圖保存下來(lái)；在試點(diǎn)導(dǎo)航窗口內(nèi)雙擊視點(diǎn)縮略圖就可以定位到保存的視點(diǎn)。圖 2 視點(diǎn)導(dǎo)航用戶地標(biāo)功能地標(biāo)分為注記地標(biāo)、線狀地標(biāo)、面狀地標(biāo)。地標(biāo)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(biāo)效果圖 4 矢量面地標(biāo)圖層管理圖層控制系統(tǒng)能將各電壓等級(jí)的輸配電線路圖、線路上的各種設(shè)備圖、變配電站圖、開(kāi)關(guān)站圖以及基礎(chǔ)地形圖進(jìn)行分層綜合顯示。在三維場(chǎng)景制作過(guò)程中，將電力設(shè)備模型及基礎(chǔ)圖分類(lèi)整合到不同的模型層中。在應(yīng)用系統(tǒng)中，提供圖層控制界面，用戶可以分別控制每一個(gè)模型層的可見(jiàn)性，即實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備設(shè)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(duì)指定圖層在三維場(chǎng)景中定位。圖層的定位默認(rèn)是定位到圖層最大外包盒的中心點(diǎn)位置。三維分析功能坐標(biāo)測(cè)量坐標(biāo)測(cè)量的結(jié)果為鼠標(biāo)點(diǎn)擊位置的地理坐標(biāo)，坐標(biāo)測(cè)量分為兩種方式表現(xiàn)，一種通過(guò)鼠標(biāo)點(diǎn)擊場(chǎng)景窗口獲得查詢結(jié)果，另外一種方式是開(kāi)啟實(shí)時(shí)坐標(biāo)測(cè)量移動(dòng)鼠標(biāo)時(shí)在狀態(tài)欄中顯示光標(biāo)的地理坐標(biāo)。圖 6 坐標(biāo)測(cè)量圖 7 狀態(tài)欄實(shí)時(shí)坐標(biāo)測(cè)量面積測(cè)量面積測(cè)量結(jié)果為水平投影面積。用鼠標(biāo)依次選中待測(cè)量區(qū)域的頂點(diǎn)，雙擊結(jié)束。選擇每個(gè)頂點(diǎn)都觸發(fā)事件，傳出當(dāng)前區(qū)域的面積和周長(zhǎng)。選點(diǎn)過(guò)程中，點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵取消當(dāng)前點(diǎn)。圖 8 面積測(cè)量垂直距離測(cè)量垂直距離測(cè)量結(jié)果為垂直方向上的投影距離，僅支持兩點(diǎn)間垂直距離測(cè)量。選中起點(diǎn)后，在起點(diǎn)處構(gòu)成一條垂直于水平面的直線，終點(diǎn)在這條直線上的投影與起點(diǎn)的距離為測(cè)量結(jié)果。如下圖所示，黃色的線段長(zhǎng)度即垂直距離。圖 9 垂直距離測(cè)量水平距離測(cè)量水平距離測(cè)量結(jié)果為水平投影距離，支持多點(diǎn)連續(xù)測(cè)量。測(cè)量時(shí)，鼠標(biāo)單擊選點(diǎn)，以最高點(diǎn)所在的水平面作為投影面顯示測(cè)量線段，其中第一個(gè)和最后一個(gè)點(diǎn)顯示投影垂線，如下圖所示。投影面可以根據(jù)所選點(diǎn)集自適應(yīng)變化。選點(diǎn)過(guò)程中，點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵取消當(dāng)前點(diǎn)。圖 10 水平距離測(cè)量空間距離測(cè)量空間距離測(cè)量結(jié)果是三維空間的距離值，支持多點(diǎn)測(cè)量。點(diǎn)選時(shí)，如果地形上有地物，則點(diǎn)落在地物上；否則落在地形上。如下圖所示。圖 11 空間距離測(cè)量圖 12 測(cè)量結(jié)果顯示通視分析兩點(diǎn)通視分析為場(chǎng)景中任意兩點(diǎn)之間在直線方向上的可視性分析，即在觀測(cè)點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn)之間是否存在障礙物（地形、建筑物等）。在場(chǎng)景中點(diǎn)擊一個(gè)位置，作為起點(diǎn)；然后移動(dòng)鼠標(biāo)。在鼠標(biāo)位置與起點(diǎn)之間的連線上，可見(jiàn)的部分用黃色表示，不可見(jiàn)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(diǎn)用綠色表示。如下圖：圖 13 通視分析專(zhuān)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(biāo)文件，在場(chǎng)景中生成桿塔模型，并將桿塔模型與屬性數(shù)據(jù)庫(kù)中的桿塔信息關(guān)聯(lián)。根據(jù)的桿塔參數(shù)（桿型等）和桿塔坐標(biāo)文件，在場(chǎng)景中生成電力線模型；輸電線路圖層按照電壓等級(jí)進(jìn)行分類(lèi)，因此根據(jù)輸電線路的電壓等級(jí)將轉(zhuǎn)換線路數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到對(duì)應(yīng)的等級(jí)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(diǎn)數(shù)據(jù)，道路矢量線數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)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(zhuǎn)成成NVP模型層數(shù)據(jù)。輸電線路規(guī)劃與設(shè)計(jì)輸電線路設(shè)計(jì)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(shè)置輸電線路屬性；生成輸電線路平斷面圖，通過(guò)平斷面圖或者三維透視圖，編輯輸電線路坐標(biāo)，桿塔的類(lèi)型、高度、位置、方位。設(shè)計(jì)成果輸出對(duì)于送電線路最終設(shè)計(jì)成果，系統(tǒng)可以以文件文件，Excel表等方式導(dǎo)出，方便用戶在后續(xù)的實(shí)際勘測(cè)中查看。電力設(shè)備查詢統(tǒng)計(jì)空間查詢幾何查詢。通常也稱(chēng)為空間查詢，通過(guò)空間位置的相關(guān)性查詢。幾何查詢通常需要與場(chǎng)景地圖窗口進(jìn)行交互操作。在場(chǎng)景窗口內(nèi)，通過(guò)設(shè)置圓心坐標(biāo)和調(diào)整圓半徑繪制圓來(lái)構(gòu)建一個(gè)查詢信息。對(duì)于查詢返回的結(jié)果按照設(shè)備類(lèi)型分類(lèi)顯示，如果查詢結(jié)果多于一頁(yè)所需要的數(shù)據(jù)，將對(duì)查詢結(jié)果分頁(yè)顯示。模糊查詢模糊查詢也稱(chēng)為關(guān)鍵字查詢，輸入一個(gè)關(guān)鍵字，系統(tǒng)將按照關(guān)鍵字查詢所有電力設(shè)備，通過(guò)電力設(shè)備的名稱(chēng)與關(guān)鍵字進(jìn)行匹配。查詢結(jié)果按照設(shè)備類(lèi)型分類(lèi)顯示。圖 14 模糊查詢界面設(shè)計(jì)分類(lèi)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(lèi)設(shè)備設(shè)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(shè)備設(shè)施，用戶可以指定查詢結(jié)果中的某一設(shè)備設(shè)施并在三維場(chǎng)景中定位。圖 15 分類(lèi)查詢拓?fù)洳樵優(yōu)橛脩籼峁┮粋€(gè)按設(shè)備的邏輯關(guān)系組織的樹(shù)狀結(jié)構(gòu)，該樹(shù)狀結(jié)構(gòu)將與某個(gè)變電站（或某一條線路）相連接的各種電力設(shè)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(shè)備的臺(tái)帳信息。對(duì)于其他查詢方式獲得的查詢結(jié)果，都可以進(jìn)行拓?fù)洳樵?。?shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)功能電力線沿線統(tǒng)計(jì)功能，分為統(tǒng)計(jì)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(jì)，可以將電力線建立一個(gè)緩沖區(qū)，根據(jù)電力線的電壓設(shè)置不同的緩沖區(qū)半徑，然后計(jì)算緩沖區(qū)與道路，河流，房屋，電力線的數(shù)據(jù)做交集運(yùn)算，分類(lèi)返回電力線跨越的地物信息。統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以按照規(guī)定格式輸出為Excel格式文件。統(tǒng)計(jì)報(bào)表功能對(duì)于電力設(shè)備查詢統(tǒng)計(jì)結(jié)果，系統(tǒng)提供報(bào)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(xì)信息，包括塔的類(lèi)型，三維坐標(biāo)等等。系統(tǒng)建設(shè)原則及實(shí)施計(jì)劃建設(shè)原則總體設(shè)計(jì)、分步實(shí)施原則：系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要貫徹系統(tǒng)工程的理論和方法，從總體上指導(dǎo)工程建設(shè)。要考慮平臺(tái)集成、應(yīng)用集成和信息集成的接口設(shè)計(jì)。項(xiàng)目建設(shè)必須在統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)下，統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一管理，有序?qū)嵤?）現(xiàn)實(shí)性和可操作性原則：從管理工作發(fā)展的實(shí)際和信息化的現(xiàn)狀出發(fā)，從具體需求著手，強(qiáng)調(diào)現(xiàn)實(shí)可行性、實(shí)用性。3）用戶至上原則：在功能設(shè)計(jì)、軟件操作以及其他方面設(shè)身處地為用戶著想，即以用戶為中心。4）擴(kuò)展性原則：根據(jù)系統(tǒng)的總體建設(shè)目標(biāo)和業(yè)務(wù)需求，堅(jiān)持安全性，開(kāi)放性、標(biāo)準(zhǔn)化原則，既考慮現(xiàn)有的條件和需要，又兼顧未來(lái)技術(shù)的發(fā)展，使系統(tǒng)有較強(qiáng)的擴(kuò)展性。5）開(kāi)放性原則：必須具有良好的開(kāi)放性，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、地圖數(shù)據(jù)必須符合相關(guān)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。6）成熟性和先進(jìn)性 系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)本著“立足今日，著眼未來(lái)”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(shù)；另一方面為確保系統(tǒng)的高性能，還要選用先進(jìn)技術(shù)，滿足現(xiàn)有需求，考慮潛在擴(kuò)充。 7）可靠性應(yīng)用系統(tǒng)要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格測(cè)試，有較強(qiáng)的容錯(cuò)能力，確?？煽窟\(yùn)行。8）安全性系統(tǒng)具有多層安全保護(hù)機(jī)制，確保各項(xiàng)數(shù)據(jù)的完整性、準(zhǔn)確性和安全性。9）可維護(hù)性 應(yīng)提供必要的操作維護(hù)手冊(cè)及技術(shù)手冊(cè)及全部相關(guān)文檔。在進(jìn)行版本升級(jí)時(shí)，提供版本差異的詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)提供一定的手段和方法，能夠?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行必要的設(shè)置，以適應(yīng)應(yīng)用環(huán)境的變化。、實(shí)施計(jì)劃項(xiàng)目?jī)?nèi)容完成時(shí)間備注三維GIS電力規(guī)劃應(yīng)用系統(tǒng)原型系統(tǒng)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)環(huán)境搭建系統(tǒng)功能界面布局設(shè)計(jì)系統(tǒng)功能界面面板區(qū)實(shí)現(xiàn)集成NVP控件實(shí)現(xiàn)三維基礎(chǔ)功能專(zhuān)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(zhuān)題漫游瀏覽功能模塊交互瀏覽視點(diǎn)導(dǎo)航用戶地標(biāo)注記圖層控制電力設(shè)備，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分層控制圖層定位三維分析面積