三维输电线路基于GIS的规划设计系统的研究（论文）.pdf

l工程建设与设计 l Constructlon&DesignFor cf 三 维 输 电 线 路 基 于 G I S 的 规 划 设 计 系 统 的 研 究 Research of Three Dimensional Transmission Lines Based on the GIS Planning and Design System 韩书 军 (国网山东省电力公司冠县供电公司，山东 聊城 252500) HAN Shudun (StateGridShandongElectricPowerCompanyGuanCountyPowerSupplyCompany，Liaocheng 252500，China) 【摘 要】在过去很长一段时间内，由于技术的原因，设计人员在线路路径选择过程中需要深入现场开展反复的检验、绘图与计算工 作，使输电线路设计的人力物力成本居高不下。现阶段，电力企业以GIS为基础，构建了输电线路三维辅助设计系统，极大地增加了 杆塔位置选取等工作的便利。 【Abstract]Inthepastforalongperiodoftime，duetotechnicalreasons，designerinthelineroute selectionneedin—depthon—siteto carryout inspection，drawing and calculation work repeatedly，which make the transmission line design cost always high．At present，the electric power enterprisebasedontheGIS，constructsa3DCAD systemoftransmissionline，greatlyincreasedthetowerlocationselectedworkconvenience． 【关键词】输电线路；设计；GIS 【Keywords]transmission line；design；GIS 【中图分类号】TM75 【文献标志码IA 【文章编号】1007．9467(2017)06．0052．02 [DOI]10．13616／j．cnki．gcjsysj．2017．06．123 1 引 言 杆塔选型规划的主要依据是过去的线路杆塔使用状况。 设计人员对杆塔使用情况进行统计分析，进而得出杆塔选型 规划方案。得益于科技的迅猛进步，目前，GIS系统能够便捷、 高效地处理三维空间数据，从而为输电线路设计工作提供准 确、客观的数据，进一步优化了输电线路设计的质量与效率。 2 系 统 的 关 键 技 术 2．1海 量 三维 数据 处理技 术 我国的输电线路规划工作涉及多类地物的勘察 ，纹理数 据量十分庞大。海量数据漫游在多级纹理交换技术、多级几何 模型及数据分块管理的支持下得以实现。海量三维数据处理 技术由以下技术构成。 2．1．1级纹理交换技术 在三维场景的真实重现工作中，纹理贴图发挥了重要的 作用。输电线路规划工作中的房屋墙壁以及正射影像的实现 【作者简介】韩书军(1986一)，男，山东冠县人，工程师，从事电力系 统规划设计与研究。 52 主要依赖于纹理贴图。通常情况下，纹理图像的数据占三维场 景中总数据量的 90％以上，由此可见，纹理数据的数据量十分 庞大，如果能够有效地解决纹理数据的问题，则海量数据场景 的漫游以及管理等问题将得到有效的处理。 多级纹理交换技术的主要思想为：(1)将场景中用到的纹 理进行拼合，目的是将相关纹理拼接成特定的纹理块，纹理块 的大小应当保持一致 ；(2)需要为每一块纹理生成若干个细节 等级的纹理，一般来讲，应当生成 5个细节等级的纹理，纹理等 级依次为 0、1、2、3、4，0级纹理压缩 l，4而得到 1级纹理 ，I级 纹理又压缩 1／4得到 2级纹理，在呈现某个物体前，需要对该 物体最终在屏幕上的像的大小进行准确的计算；(3)需要在系 统内存中设立相关的缓冲池，在纹理块调度工作中合理运用 LRU算法能够最大程度地降低应用频率高的纹理调度次数IlJ。 2．1．2多级几何模型技术 三角形、顶点以及定点索引是大范围三维场景中的重要 几何信息。现阶段，一个小规模的 DEM的数据量便非常庞大， 因此，必须要开展相关优化工作 ，从而实现数据的高速漫游。 多级几何模型技术的核心思想为：对 DEM开展分块工 作 ，依据阚值的不同，抽取每块 DEM中的关键点，将关键点作 为三角网的构造材料 ，最终推出具备不同细节等级的几何模 型。在选用某细节等级几何模型的过程中，要以相关视点与 DEM块的距离为主要依据。 2．1．3数据分块管理技术 如果三维模型的场景较大，则其所包含的地物数量将非 常多，对大范围场景中的各类地位开展纹理调度和碰撞检测 等工作需要花费大量的时间，不利于场景漫游速度的提升。数 据分块管理技术能够有效地提升场景漫游速度。该技术的核 心内容是将相关地物进行合理的分块 ，在应用数据分块技术 后，纹理调度、碰撞检测等操作以“数据块”为单位进行，如此 能够最大程度地提高系统程序的执行效率。 2．2 地理 信 息系 统技术 地理信息系统技术是计算机辅助技术与数据库管理系统 的总和 ，GIS系统具备强大的空间数据分析以及管理功能。GIS 系统具有独特的地理空间分析功能，同时拥有混合式的数据 结构。目前，GIS系统被广泛用于图像生成、坐标变换、属性修 改以及网络分析等工作中，收到了良好的成效翻。 2．3 面 向服务 的系 统架构 系统的集成与应用开发采用了先进的面向服务的体系架 构 ，致力于