Google+Earth在电网GIS建设中应用的可行性研究scWord下载.docx
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4.4.2.54北京坐标系17
4.4.3.80西安坐标系17
4.4.4.地心坐标系18
4.4.5.WGS－84坐标系18
4.5.电子地图按类型分类18
4.5.1.矢量电子地图18
4.5.2.栅格电子地图19
4.5.3.矢量地图和栅格的比较19
4.6.GoogleEarth遥感影像20
4.6.1.遥感介绍20
4.6.2.遥感影像图22
4.6.3.遥感影像图应用领域24
4.7.电子地图按用途分类25
4.7.1.普通地理图（GeneralMap）25
4.7.2.地形图（TopographicMap）25
4.7.3.专题地图（ThematicMap）26
4.8.电子地图的使用范围26
4.9.电子地图的获得方式26
5.基于GoogleEarth的电力GIS应用开发26
5.1.GoogleEarth的优势26
5.2.GoogleEarth的限制28
5.3.基于GoogleEarth的应用开发模式29
5.4.如何解决GoogleEarth的限制29
5.4.1.电子地图29
5.4.2.设备数据存储30
5.4.3.设备数据共享31
5.4.4.设备数据录入31
5.4.5.统计分析31
5.5.难以解决的GoogleEarth限制31
5.6.GoogleEarth的安全性32
5.7.GoogleEarth应用的体系结构33
5.7.1.C/S体系结构33
5.7.2.B/S体系结构34
5.8.国内外电力行业基于GoogleEarth的应用分析35
5.8.1.广州供电局35
5.9.GoogleEarth应用范围的探讨36
5.9.1.电网规划36
5.9.2.输电37
5.9.3.变电38
5.9.4.配电38
5.9.5.通信39
6.综合应用GoogleEarth与GIS平台进行电力GIS系统建设40
6.1.GoogleEarth电力GIS系统与传统电力GIS系统的对比40
6.2.GoogleEarth电力GIS系统与传统电力GIS系统的数据集成43
6.2.1.约束条件43
6.2.2.GoogleEarth展现传统GIS电力系统数据的技术43
6.2.3.传统GIS电力系统展现GoogleEarth数据的技术43
6.3.基于GoogleEarth与GIS平台的应用功能分配方案44
6.3.1.基于GIS平台开发的应用功能44
6.3.2.基于GoogleEarth开发的应用功能44
6.3.3.综合使用GoogleEarth与GIS平台开发电力GIS系统44
7.投资及收益分析45
7.1.平台投资45
7.2.开发投资45
7.3.经济收益45
7.4.社会收益46
8.风险及应对策略分析47
8.1.互联网连接的安全漏洞风险47
8.2.互联网中断的风险47
8.3.国家对国外软件的政策变动风险47
8.4.Google公司收回GoogleEarth免费使用权的风险48
8.5.Google公司放弃GoogleEarth的风险48
8.6.GoogleEarth服务器发生故障的风险49
8.7.GoogleEarth免费地图不再免费的风险49
8.8.GoogleEarth技术是否标准及技术支持的风险50
9.结论50
10.名词解释52
11.参考文献56
1.前言
1.1.项目背景
自Google公司推出了GoogleEarth系列软件后，其三维图形效果和简单的操作令它在短时间内拥有了数量庞大的用户。
据了解，在______电网公司，一些供电局的技术人员也利用GoogleEarth系列软件制作对自己工作有帮助的地标，如污区、线路、杆塔、变电站等，这些电力设备叠加在具有三维效果的卫星影像与航拍地图上，可以方便地进行查询、打印等，对工作起到了很大帮助。
但这些应用都只是停留在兴趣和表面层次的初步尝试，在电网GIS的建设应用上，还没有供电企业对应用GoogleEarth系列软件进行更深入的应用或者研究。
尽管如此，GoogleEarth系列软件在电网GIS建设中应用已经引起了供电企业和一些技术研究单位的注意，部分单位开始尝试该项研究。
为了进一步探索GoogleEarth系列软件在电网GIS建设中的应用，佛山供电局与佛山亿龙天讯有限公司结合多年来的GIS系统建设和开发经验，编写本可行性研究报告。
由于目前GoogleEarth系列产品在中国没有代理商，我们无法从官方途径了解GoogleEarthEnterprise在中国销售的情况及价格、条款、技术支持、维护等内容，也无法深入了解使用GoogleEarthEnterprise二次开发难易程度，故本可行性研究只针对GoogleEarth（基本版）及以其为基础的GoogleEarthPlus（加强版）和GoogleEarthPro（专业版）研究，不对GoogleEarthEnterprise研究分析。
各版本的差异，后文将详述。
下文中提及的GoogleEarth均指GoogleEarth系列软件中的基本版GoogleEarth。
1.2.传统电网GIS系统的局限性
在电力企业中，电网地理信息系统的建设目标是结合数据库和地理信息技术，对电网的空间资源进行有效管理，建立电力网络资源的实用化维护工具，并以此构建电网生产、服务的数据平台，使得电力企业协同工作环境、数据共享能力得到进一步提高，满足现代化电力企业的信息管理的要求。
从电网地理信息系统的建设目标来看，可以得到这样一个结论：
在电力企业中，电网地理信息将成为一个以地图为背景的基础数据展现平台，在电网地理信息系统中，线路的走向、设备的地理位置都被真实地绘制在地图上，各种电网生产和服务的数据也在地图上的某个位置（即其关联的设备位置）上得到展现，电网地理信息系统将成为电力企业中不可缺少的应用系统之一，越来越多的用户在日常工作中需要使用电网地理信息系统。
在这种情况下，电网地理信息系统的运行速度、地图的逼真程度、用户界面的友好性、操作的易用性等指标越来越被重视。
在电力企业中，基于GIS平台（如ArcGIS、Smallworld、Intergraph、MapInfo等）的电网地理信息系统（以下简称传统电网GIS系统）能够满足电力企业的业务需求，但是普遍来说存在以下局限性：
地图不够逼真、操作比较复杂，界面不够友好，速度也不够快，概括起来就是专业性太强，需要经过培训才能使用。
1.3.虚拟地球软件的应用热潮
作为虚拟地图服务的始祖，GoogleEarth系列软件在界面设计、使用感受方面都给广大用户留下了很深的印象。
其逼真的遥感图像吸引了不少GoogleEarth系列软件爱好者制作地标文件，并把这些文件共享到网上，和其他人分享。
与此同时，不少软件开发商也看到GoogleEarth系列软件的巨大商业前景，迅速投入技术力量进行基于GoogleEarth系列软件的商业GIS应用开发，很多基于GoogleEarth系列软件的GIS商业应用在互联网上出现，例如，在线房地产信息地理查询平台可以让买房者在网络上看到真实的街区实景图、汽油销售地理位置查询系统可以寻找城市中最便宜的汽油销售点等。
不仅如此，国内外的GIS开发商也加入开发虚拟地图软件的行列，现在比较流行的有NASA（美国宇航局）所开发的WorldWind，微软公司开发的VirtualEarth，ESRI公司的ArcGISExplorer，以及国内产品武大吉奥的吉奥之星、超图公司的SuperMapIS等。
这些软件都具有共同的特点，就是背景地图使用遥感地理，给用户以新的操作和视觉感受。
1.4.GoogleEarth系列软件对传统电网GIS系统的冲击
在GoogleEarth系列软件的应用热潮中，电力企业的一些GoogleEarth系列软件爱好者们也开始在GoogleEarth系列软件上制作他们在工作中需要使用的地标，如污区、杆塔、线路等，并作为地标文件保存，这些地标文件作为工作文档一样被使用和传阅，使用者使用GoogleEarth系列软件进行编辑、查询等操作。
随着GoogleEarth系列软件在电力企业中的应用越来越广泛，我们开始感受到GoogleEarth系列软件对传统电网GIS系统的冲击，与传统电网GIS相比，GoogleEarth系列软件有着以下的优势：
1.提供免费的卫星或者航拍地图，与传统电网GIS所普遍使用的平面地图相比，逼真程度更高，更加直观；
2.GoogleEarth不仅仅可以显示遥感图片，同时可以显示矢量数据地标，包括点、线、面等几何类型；
3.具有栅格图象叠加的功能，允许用户将本机上或从网上下载下来的地图图片叠加到GoogleEarth上，并且可以调整叠加图片的透明度，此功能可以方便用户进行深入的观察和分析；
4.是具有三维虚拟模型，提供了一些城市的三维模型，允许用户使用三维对象；
5.打破了传统WebGIS的数据发布模式，为空间信息的快速发布提供了新的解决思路和技术手段。
采用这种技术，客户端和服务器之间不是直接传输空间数据，而是传输影像图片和KML（KMI广一Keyh0leMarkupLanguageKML）文档；
6.影像数据被预先按照不同比例尺分层分块生成图片，当用户请求数据时，服务器不需要实时生成数据，而是根据用户请求的范围和尺度，在服务器端选择预先生成好的图片，拼接成满足用户要求的范围，返回给用户。
这种模式可以极大的降低服务器和网络带宽的负担，为较少发生变化的空间数据发布提供了一种新的思路和解决方案。
同时，这种技术使人们和空间信息的交互方式发生着深刻的变革。
从WorldWideWeb到WebWideWorld的变化反映了人们同空间信息的交互方式正从的单向信息服务模式到互动式、协同式探索的方向发展
正是由于以上所描述的优势，越来越多的电力企业的用户认为，GoogleEarth系列软件应该能够弥补传统电网GIS的限制，他们发出了这样的疑问：
为什么不在GoogleEarth系列软件上建立电力GIS应用呢？
目前，在_________电网公司内部已出现少量基于GoogleEarth系列软件在电网GIS的初步应用。
1.5.研究的必要性
在GoogleEarth系列软件对传统电网GIS系统的冲击之下，我们有必要进行GoogleEarth系列软件在电网GIS建设中应用的可行性研究，通过研究我们可以客观地对基于GoogleEarth的电网GIS系统进行定位，对基于GoogleEarth的电网GIS系统的应用开发给出指导性的意见。
1.6.研究的内容
本文研究内容包括：
1.GoogleEarth简介；
2.电子地图技术；
3.基于GoogleEarth的电力GIS应用开发；
4.基于GoogleEarth的电力GIS系统与传统电力GIS系统的对比；
5.综合应用GoogleEarth与GIS平台进行电力GIS建设；
6.基于GoogleEarth进行在电力GIS开发的投资及收益分析；
7.基于GoogleEarth进行在电力GIS开发的风险及应对策略分析。
2.可行性研究的方法和尺度
2.1.可行性研究所采用的方法和步骤
通过资料收集和调研学习，研究GoogleEarth在电网GIS建设中应用的深度和广度。
通过参考相关法律法规，研究GoogleEarth在电网GIS建设中应用的法律可行性和安全性。
通过简单实例，测试GoogleEarth的性能是否满足电网GIS应用要求。
2.2.评价尺度
基于GoogleEarth软件所开发的电网GIS或应用，能否满足电网用户功能、性能等多方面需要。
3.GoogleEarth简介
3.1.背景
GoogleEarth系列软件来源于Keyhole公司自家原有的旗舰软件。
Keyhole是一家卫星图像公司，总部位于美国加州山景城（MountainView），成立于2001年，从事数字地图测绘等业务，它提供的Keyhole软件允许网络用户浏览通过卫星及飞机拍摄的地理图像，这一技术依赖于数以TB计的海量卫星影像信息数据库－－而这正是GoogleEarth系列软件的前身。
2004年10月27日Google公司宣布收购了Keyhole公司，并于2005年6月推出了GoogleEarth系列软件，它以高分辨率的卫星影像为基础数据，集成了诸如餐饮、银行网点、购物中心、电影院、学校、医院、便利店等多达44中生活密切相关的分类信息。
现在，该系列产品已成为该公司的“拳头产品”，GoogleEarth系列软件整合了Google的本地搜索和驾车指南两项服务，能够鸟瞰世界，有可能取代目前的桌面搜索软件，GoogleEarth系列软件主要实现如下功能：
在3D地图上搜索特定区域，放大缩小虚拟图片，生成行车指南和鸟瞰旅途等。
现在GoogleEarth是一款风靡世界的全球地理信息系统，在windows2000以及WindowsXP上运行的虚拟三维地球软件，通过网络可访问包含航天和卫星图片的数据库。
其中影像包括公共领域中发布的图片、受许可的航空照相图片和其它卫星所拍摄的照片，全球一般的城市，甚至小城镇也能显示周围的山川、河流、湖泊、海洋等实时地理信息。
3.2.地图数据的来源
GoogleEarth的电子地图最高精度可以达到5年前军用级水平，可以清楚的看到地面上的汽车和每棵树木，低精度也相当于在5000米空中俯瞰地球，可以看清楚每条路。
但它的最高精度只局限于大型城市，而且以美国最多，中国仅有7-8处（北京、上海、库尔勒、深圳、港澳等地），但由于其不断的更新精度，现在其它地方已经由原来的15KM俯瞰精确到5000米俯瞰精度。
由于众所周知的原因（军事保密），GoogleEarth公布的一般是1-3年前的卫星照片，但由于它和真实的地球物理信息做了匹配，也就是说它的地形、海拔、经纬度信息和GPS输出的经纬度信息是完全重合的，所以它对民用来说，还是有很高的实用价值。
针对不同的地域,GoogleEarth提供的卫星影像的分辨率各不相同：
无人区域提供的分辨率是几十米；
世界知名城市如北京、东京的影像分辨率达到了2米；
美国38个主要城市和英国、加拿大部分城市分辨率高达0.5米。
这些影像数据只经过坐标系统的纠正统一到虚拟地球中，影像的色彩和拼接没有进行特别的处理，没有追求专业地理信息公司所要求的数据无缝集成。
GoogleEarth的卫星影像并非单一数据来源，而是卫星影像与航拍的数据整合。
其卫星影像部分来源有：
1.美国DigitalGlobe公司的QuickBird（捷鸟）商业卫星；
2.EarthSat公司（，美国公司，影像来源于陆地卫星LANDSAT-7卫星居多）。
航拍部分的来源有：
1.BlueSky公司（www.bluesky-，英国公司，以航拍、GIS/GPS相关业务为主）；
2.Sanborn公司（，美国公司，以GIS、地理数据、空中勘测等业务为主）等。
据悉，近来Google已经和NASA的Ames研究中心签订合作协议，将得到来自后者的珍贵资料。
3.3.GoogleEarth中广东地图的来源、现状及精度
许多用户认为：
GoogleEarth上的DigitalGlobeCoverage图层是GoogleEarth卫星图片图层，上面显示的日期信息是GoogleEarth卫星图片的拍摄日期。
其实这个一个误解。
据GoogleEarth官方帮助表明，这个图层仅仅是DigitalGlobe公司的一个广告，告诉使用者，该公司拥有某时某地的卫图，想要的话，可以与该公司联系。
图表1数字地球（DigitalGlobe）公司提供的电子地图覆盖范围
在GoogleEarth上我们可以看到，东经109°
30'
至东经117°
，北纬26°
至北纬20°
区域包含了广东省陆地范围。
图表2广东省所处的经纬度
我们从东往西、从南至北，每隔15'
取一个点，最限度放大该点，用GoogleEarth提供的测量工具测量该点所在像素点的大小，来确定该地区的卫星图片的精度，以此来简单介绍GoogleEarth中广东地区的卫星图片的精度。
若测量点不在广东省陆地范围上则不测量，否则说明该点所在的城市。
下面广东省内主要城市精度统计表，采集位置主要是该城市中心位置：
城市
精度（米）
湛江
5
茂名
阳江
肇庆
佛山
中山
珠海
广州
3
东莞
深圳
清远
韶关
惠州
汕尾
汕头
3.4.GoogleEarth系列产品线
GoogleEarth系列产品线一共有四个产品版本，分别是GoogleEarth（基本版）、GoogleEarthPlus（加强版）、GoogleEarthPro（企业版）和GoogleEarthEnterprise（企业版）。
GoogleEarth系列产品线的所有版本都没有官方简体中文版，只有Google爱好者制作的简体中文版本。
其中，GoogleEarthPlus、GoogleEarthPro是在GoogleEarth基础上升级获得，这3个版本的比较如下表：
GoogleEarth
GoogleEarthPlus
GoogleEarthPro
授权
适合家庭/个人使用的免费版
适合家庭/个人使用的增强版
适合商业用途的专业版本
价格
免费
20美元*
400美元*
图像数据库
主数据库
性能
增强
最佳
从太空飞到地球的任何位置
√
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100点
2500点
本地商业广告
可选
技术支持
仅网站
网站、电子邮件
网站、电子邮件、聊天
测量面积
制作视频电影
GIS数据导入
GDT交通计量数据导入***
200美元
*每年度缴费一次
**仅对Magellan和Garmin设备提供有效的支持
***可选的附件
GoogleEarth的定位是“在互联网上提供基本免费的地图浏览服务”，主要包括：
1.提供不断更新的全球范围的地图，包括二维地图、卫星地图和航拍地图；
2.全球范围的地理位置搜索和路径导航；
3.以倾斜、旋转和三维的方式进行地图浏览；
4.上传和共享地理位置标记和附加在地理位置上的文档；
5.保存、上传、共享地标文件；
6.支持个人用户和企业在互联网上制作发布非赢利性和公益性的地图应用。
GoogleEarthEnterprise最新版本是3.0，支持MapsAPI2D的图形视觉效果，现时GoogleEarth企业版网页版本的功能基本上接近了客户端版本。
GoogleEarthEnterprise由3个组件组成：
●数据集成和融合组建（GoogleEarthFusion）：
集成用户数据，包括点、矢量、多边形、地图等以及主流的GIS数据格式。
●服务器（GoogleEarthServer）：
向客户端或浏览器传递数据。
●企业客户端（GoogleEarthEC（EnterpriseClient））：
用于浏览、打印、共享数据。
3.5.GoogleEarth协议部分条文解读
在最新GoogleEarth4.2版本的安装使用许可协议中，第一条还提及“作为个人最终用户，本软件允许您用于个人、或在企业里的事务处理，非商业用途仍然遵循本服务条款和软件文档里的其它说明。
对于商业实体的用户，该软件可允许您和员工在遵循本篇服务条款的情况下进行企业内部使用（个人用户和商业用户都统称为"
您"
此处）”（原文为“UseofSoftware.Foranindividualenduser,theSoftwareismadeavailabletoandmaybeusedbyyouonlyforyourpersonal,non-commercialuseaccordingtotheseTermsofServiceandtheSoftwaredocumentation.Forabusinessentityuser,theSoftwaremaybeusedbyyouandyouremployeesforinternaluseaccordingtotheseTermsofServiceandtheSoftwaredocumentation（individualendusersandbusinessendusersarecollectivelyreferredtoas“You”herein）.”）。
就我们理解而言，该协议允许在一定条件下将GoogleEarth用于商业用途。
协议第一条还提及“用户同意不将本软件和提供即时路线指南或导航的车载系统合并或集成使用。
用户同意不大量印刷或下载影像、数据或其他内容”（原文为“Restrictions.YouagreenottousetheSoftwar
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