三维GIS电力规划应用系统建设实施方案.docx
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三维GIS电力规划应用系统建设实施方案
《三维GIS电力规划应用系统建设案》
需求设计
数据需求
场景围
场景制作围为××市辖区，约××平公里，需要××市辖区围数字高程数据（DEM）、数字正射影像数据（DOM）。
DOM
模型专题数据
场景中需要表现的杆塔数据，包括杆塔的模型数据及相关素材和资料等。
杆塔的模型数据需要符合NVP建模规的3ds格式数据和模型的纹理等，杆塔的模型必须包含接线点模型；杆塔的资料应该有所属线路、杆号、杆型、呼高、接线位置、接入位置、接出位置、杆塔照片等信息。
一期的电力设备表现主要以输电杆塔和输电线路为主；其他模型专题数据电力设备、设施模型，包括变电站、电厂、电力线路、杆塔、开闭所、分线箱、环网柜、变压器等一期不做表现。
（注：
3ds模型数据参考《NVP建模规文档》）。
业务专题数据
业务专题数据包括各种电力设备、设施的相关参数、图片信息、位置数据等。
一期业务专题数据主要包括输电线路的杆塔排位数据。
居民用地、基础道路、河流矢量数据。
为保证能够建立合理正确的业务专题数据库，用户提供的业务专题数据，数据格式要求格式规正确统一。
模型基础数据
在用户提供的带有楼层高度或者楼层数的矢量信息数据，生成矢量楼块数据。
一期暂时不对电力设备或者标志性建筑做精模。
功能需求
Ø提供标准的三维地图漫游和快速的地图漫游功能，及鹰眼快速定位功能；
Ø提供用户权限管理设置功能；
Ø提供根据输电线路的杆塔排位数据生成三维输电线路、杆塔场景数据功能；
Ø电力设备、设施模型分层组织、分层显示功能；
Ø有基本信息查找定位功能，便用户查找；
Ø提供输电线路新建线路图层，并能修改编辑线路坐标和属性；
Ø提供输电线路新建线路的报表输出，专题图输出，交换数据格式输出；
Ø提供线路查询统计功能，主要包括空间查询，模糊查询，条件查询，拓扑查询，沿线统计，查询结果报表输出功能。
三维场景建设案
制作围
××市辖区，约××平公里。
基础数据建设
Ø使用NVP影像处理模块，将带有配置信息的影像数据和地形转换成NVP的金字塔结构的pak数据；
Ø使用NVP模型处理模块，将房屋用户矢量数据，河流矢量数据转成成NVP模型层数据；
Ø使用NVP矢量处理模块，将POI矢量点数据，道路矢量线数据，转换成NVP矢量模型层数据。
模型制作法
专题模型
输电杆塔模型，使用3dMax建模工具按照输电杆塔结构及现场采集的照片进行建模，将建好的模型导出成3ds格式；其中输电线路模型层在应用系统中根据杆塔坐标信息、弧垂计算公式用程序生成。
基础模型
矢量楼块数据模型层，采用NVP矢量楼块生成工具，导入用户提供的二维电子地图数据生成。
应用系统设计案
应用系统设计
系统功能结构
图表2系统功能结构图
用户权限管理系统
用户权限设置管理
权限管理系统提供用户、用户组的添加、修改、删除、查询等操作。
结合电力规划系统的功能和数据，创建不同的用户组。
用户登陆验证
用户进入系统时，必须首先通过用户名称密码验证，通过验证后，用户才可以进入系统；在用户登陆验证时，权限服务器返回用户的权限信息，应用系统根据权限信息初始化系统菜单、工具栏和工作区，不同权限的用户系统功能不同。
漫游浏览基础模块
交互浏览功能
用户可以通过键盘轻松实现浏览操作。
Ø前进：
前进键（UPARROW）
Ø后退：
后退键（DOWNARROW）
Ø左转：
向左键（LEFTARROW）
Ø右转：
向右键（RIGHTARROW）
Ø仰视角变大：
PageUp键
Ø俯视角变大：
PageDown键
Ø上升键：
Home键或是小键盘的“+”键
Ø下降键：
End键或是小键盘的“—”键
图1交互浏览
用户可以在飞行模式（模仿空中飞行的浏览模式）和步行模式（模仿地面行走的一种仿真浏览模式）这两种浏览模式下自由的一键切换。
基本浏览模块功能包含以下四个功能：
Ø移动场景：
可进行场景的拖动。
Ø场景缩放：
可进行场景的缩放。
Ø旋转场景：
以选中对象的中心点旋转场景。
视点导航
视点导航提供保存视点，删除视点，定位视点功能。
保存视点将当前视点的位置参数和缩略图保存下来；在试点导航窗口双击视点缩略图就可以定位到保存的视点。
图2视点导航
用户地标功能
地标分为注记地标、线状地标、面状地标。
地标能够保存用户在本地添加绘制的矢量数据。
图3注记地标效果
图4矢量面地标
图层管理
图层控制
系统能将各电压等级的输配电线路图、线路上的各种设备图、变配电站图、开关站图以及基础地形图进行分层综合显示。
在三维场景制作过程中，将电力设备模型及基础图分类整合到不同的模型层中。
在应用系统中，提供图层控制界面，用户可以分别控制每一个模型层的可见性，即实现电力设备设施分层显示功能。
功能示意图如下所示：
图5图层控制
图层定位
用户可以对指定图层在三维场景中定位。
图层的定位默认是定位到图层最大外包盒的中心点位置。
三维分析功能
坐标测量
坐标测量的结果为鼠标点击位置的地理坐标，坐标测量分为两种式表现，一种通过鼠标点击场景窗口获得查询结果，另外一种式是开启实时坐标测量移动鼠标时在状态栏中显示光标的地理坐标。
图6坐标测量
图7状态栏实时坐标测量
面积测量
面积测量结果为水平投影面积。
用鼠标依次选中待测量区域的顶点，双击结束。
选择每个顶点都触发事件，传出当前区域的面积和长。
选点过程中，点击鼠标右键取消当前点。
图8面积测量
垂直距离测量
垂直距离测量结果为垂直向上的投影距离，仅支持两点间垂直距离测量。
选中起点后，在起点处构成一条垂直于水平面的直线，终点在这条直线上的投影与起点的距离为测量结果。
如下图所示，黄色的线段长度即垂直距离。
图9垂直距离测量
水平距离测量
水平距离测量结果为水平投影距离，支持多点连续测量。
测量时，鼠标单击选点，以最高点所在的水平面作为投影面显示测量线段，其中第一个和最后一个点显示投影垂线，如下图所示。
投影面可以根据所选点集自适应变化。
选点过程中，点击鼠标右键取消当前点。
图10水平距离测量
空间距离测量
空间距离测量结果是三维空间的距离值，支持多点测量。
点选时，如果地形上有地物，则点落在地物上；否则落在地形上。
如下图所示。
图11空间距离测量
图12测量结果显示
通视分析
两点通视分析为场景中任意两点之间在直线向上的可视性分析，即在观测点和目标点之间是否存在障碍物（地形、建筑物等）。
在场景中点击一个位置，作为起点；然后移动鼠标。
在鼠标位置与起点之间的连线上，可见的部分用黄色表示，不可见的部分（被地物遮挡的部分）用红色表示，两者之间的的碰撞点用绿色表示。
如下图：
图13通视分析
专题模型层创建模块
创建电力线、杆塔模型层
根据的杆塔参数（杆型等）和杆塔坐标文件，在场景中生成杆塔模型，并将杆塔模型与属性数据库中的杆塔信息关联。
根据的杆塔参数（杆型等）和杆塔坐标文件，在场景中生成电力线模型；输电线路图层按照电压等级进行分类，因此根据输电线路的电压等级将转换线路数据存储到对应的等级的图层中。
创建矢量模型层
使用NVP矢量处理模块，将POI矢量点数据，道路矢量线数据，转换成NVP矢量模型层数据。
使用NVP模型处理模块，将房屋用户矢量数据，河流矢量数据转成成NVP模型层数据。
输电线路规划与设计
输电线路设计
新建输电线路图层，参考地形数据、影像数据绘制输电线路，设置输电线路属性；生成输电线路平断面图，通过平断面图或者三维透视图，编辑输电线路坐标，杆塔的类型、高度、位置、位。
设计成果输出
对于送电线路最终设计成果，系统可以以文件文件，Excel表等式导出，便用户在后续的实际勘测中查看。
电力设备查询统计
空间查询
几查询。
通常也称为空间查询，通过空间位置的相关性查询。
几查询通常需要与场景地图窗口进行交互操作。
在场景窗口，通过设置圆心坐标和调整圆半径绘制圆来构建一个查询信息。
对于查询返回的结果按照设备类型分类显示，如果查询结果多于一页所需要的数据，将对查询结果分页显示。
模糊查询
模糊查询也称为关键字查询，输入一个关键字，系统将按照关键字查询所有电力设备，通过电力设备的名称与关键字进行匹配。
查询结果按照设备类型分类显示。
图14模糊查询界面设计
分类条件查询
系统提供便灵活的查询功能，用户可指定某一类设备设施，输入查询字段及查询容，系统可采用模糊查询式查询到符合条件的设备设施，用户可以指定查询结果中的某一设备设施并在三维场景中定位。
图15分类查询
拓扑查询
为用户提供一个按设备的逻辑关系组织的树状结构，该树状结构将与某个变电站（或某一条线路）相连接的各种电力设备按连接顺序组织在一起，使用户便地查询到与该变电站（或该条线路）相连接的各种电力设备的台帐信息。
对于其他查询式获得的查询结果，都可以进行拓扑查询。
数据统计功能
电力线沿线统计功能，分为统计系统中选择电力线的跨越的道路，河流，房屋，电力线等各种信息。
电力线沿线统计，可以将电力线建立一个缓冲区，根据电力线的电压设置不同的缓冲区半径，然后计算缓冲区与道路，河流，房屋，电力线的数据做交集运算，分类返回电力线跨越的地物信息。
统计结果可以按照规定格式输出为Excel格式文件。
统计报表功能
对于电力设备查询统计结果，系统提供报表功能，输出到Excel文件，可以满足甲要求的格式，列表打印，如某条线路中塔的详细信息，包括塔的类型，三维坐标等等。
系统建设原则及实施计划
建设原则
总体设计、分步实施原则：
系统的设计要贯彻系统工程的理论和法，从总体上指导工程建设。
要考虑平台集成、应用集成和信息集成的接口设计。
项目建设必须在统一领导下，统一规划、统一管理，有序实施。
2）现实性和可操作性原则：
从管理工作发展的实际和信息化的现状出发，从具体需求着手，强调现实可行性、实用性。
3）用户至上原则：
在功能设计、软件操作以及其他面设身处地为用户着想，即以用户为中心。
4）扩展性原则：
根据系统的总体建设目标和业务需求，坚持安全性，开放性、标准化原则，既考虑现有的条件和需要，又兼顾未来技术的发展，使系统有较强的扩展性。
5）开放性原则：
必须具有良好的开放性，系统结构、地图数据必须符合相关的工业标准。
6）成熟性和先进性
系统建设应本着“立足今日，着眼未来”的原则，一面为保证系统稳定性，选用成熟的软硬件技术；另一面为确保系统的高性能，还要选用先进技术，满足现有需求，考虑潜在扩充。
7）可靠性
应用系统要经过格测试，有较强的容错能力，确保可靠运行。
8）安全性
系统具有多层安全保护机制，确保各项数据的完整性、准确性和安全性。
9）可维护性
应提供必要的操作维护手册及技术手册及全部相关文档。
在进行版本升级时，提供版本差异的详细说明。
应提供一定的手段和法，能够对系统进行必要的设置，以适应应用环境的变化。
、
实施计划
项目容
完成时间
备注
三维GIS电力规划应用系统原型系统开发
系统框架设计
开发环境搭建
系统功能界面布局设计
系统功能界面面板区实现
集成NVP控件实现三维基础功能
专题模型层创建模块
电力线，杆塔模型层创建模块
矢量专题
漫游浏览功能模块
交互浏览
视点导航
用户地标注记
图层控制
电力设备，基础数据分层控制
图层定位
三维分析
面积测量
距离测量
坐标测量
通视分析
输电线路规划设计模块
输电线路设计
设计成果输出
电力设备查询统计
分类查询
模糊查询
空间查询
三维GIS电力场景制作整合
DEM、DOM数据制作整合
业务矢量专题数据制作整合
电力线设备数据制作整合
场景整合
系统联调测试
三维GIS电力规划应用系统原型汇报
阶段性成果现场部署
三维GIS电力规划应用系统第二阶段开发
用户权限管理模块
权限管理后台系统
应用系统权限验证控制
电力设备查询统计
拓扑查询
数据统计
查询结果，统计结果报表显示输出功能
第二阶段最终成果现场部署和汇报
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