摘要：电力行业是一个国家经济发展重要支撑，也是重要基础设施和核心基础产业。当前电力市场的快速变化，就必须要对电力信息系统进行有效的优化改造，促使其能够快速的实现自动化，能够及时更新电力负荷、设备及电网运行环境以及环保情况等多方面的信息情况。我国的信息技术水平也得到了有效的提升，特别是GIS 技术被广泛的应用在了电力信息系统中。社会的发展对电力生产等方面的管理水平提出了更高的要求，需要电力信息系统在满足现有二位GIS 的基础之上，开展三维GIS 关键技术的研究与应用，从而提升电力企业的精益化管理水平，促进电力信息系统自动化程度及可视化的快速实现。
关键词：电力信息系统；三维GIS关键技术；应用
随着科技信息化和网络科技化程度不断提高，地理信息系统技术越来越深入地应用到电力信息系统中。地理信息技术与电力系统相结合发展也成为国家发展国民经济的一项重要战略工作。将三维可视化GIS用于电力信息系统是经济社会发展的需要。对于经济社会中电力信息系统的规划决策领域而言，将GIS提供的区域规划与供电能力相结合可解决供电能力不适应配电网结构的问题等，从而正确规划区域的整体布局和发展重点；通过GIS的模拟、虚拟功能，对电网数据进行分析，推导出可视化表示结果，为最终供电能力预测、决策提供科学的依据，改造现有电网，规划新电网；利用GIS可实现的地理网络分析功能来确定最优化布线，保证配电线路的传输畅通，资源得到高效合理的利用；根据MIS的管理功能和三维GIS直观形象的特点，可及时定位排除故障，便于设备的维修和管理。三维可视化GIS不但可以用于电力信息系统，同时可以为交通建设、城市规划、水利建设、民航规划等领域服务。
一、电力信息系统中的三维GIS关键技术
1、数字地面模型DTM 关键技术。输电线路作为输送电力的重要组成部分，由于其线路距离较长，且会通过多种拥有复杂地理条件的地区，同时还与其它电力线路及通讯线路会产生交叉跨越。只有提前对其进行有效的计划，才能够保证其合理性。所以，需要对电力设备建设及投运前前所进行的三维地形构建过程进行充分的重视。电力线的架设一般会在较大比例尺的地形上进行设计，这就需要对非常复杂的大比例尺高精度地形数据进行有效处理。使用较为灵活的不规则三角网TIN 结构，构成数字地面模型（DTM）就可以比较便捷的实现对于相关数据的有效处理。数字地形模型（DTM），其主要是所有空间地形的数据，通过数字描述的形式，将空间及地形进行了有效的描述。其同时也是在不同层次下的资源和环境信息系统建立过程中最为重要的组成部分。
2、多源数据的形成和管理。通过对三维可视化GIS 技术的有效应用，能够实现对于输变配电等多源数据的规划设计。但在此过程中，却会涉及到大量不同类型及来源的数据。其中主要有构成三维景观的一些基本地形数据，例如数字高程模型数据DEM 及矢量图形数据DLG。还有具有能够对景观进行呈现的影响数据，还有很多的地物信息及属性信息等，同时这些数据信息的格式有着较大的差别。因此，在一个3D 数据库中必须要有几何关系的数据、照片纹理以及其他一些附加的信息数据，才能够被称为成熟的数据库。但由于其中有着数量庞大的数据信息，就还需要对其进行有效的管理。在三维电力GIS 中，管理数据同样十分关键。由于类型不同的数据，其数据结构与操作都是不同的，在系统的建设过程中，则需要对其进行一体化的管理。而利用空间数据库引擎SDE 及Oracle 数据库则能够实现对于这些来源及介质不同的数据的有效管理与分析。
3、海量三维数据的处理技术。由于当前几何数据有着十分庞大的数据量，且纹理数据及地物信息都的数据信息量都极大，因此其也影响了海量数据在大范围的三维场景中的快速漫游。而在数据分块的思维模式下，通常会应用多级纹理交换与多级几何模型及数据分块管理等多种技术，促使海量数据三维场景的实时漫游实现。多级纹理交换技术对于三维场景的性具有重要的作用，而此技术的应用还需要对以下问题进行充分的重视。首先，要把其鄋使用的纹理组成一样大小的纹理快。其次，要使每块纹理都具有细节等级的纹理，分为0、1、2、3、4。而在呈现物体之前，还应用对物体的成像大小进行计算，并对纹理的级别进行确定。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其次则需要对多级几何模型技术及数据分块管理技术的有效应用，从而实现对于海量三维数据信息技术的有效处理。
二、三维输电线路GIS 关键技术的应用
1、系统结构。基于卫星影像的电力线路三维信息系统包括电力线路地理综合信息数据库、舟山地区高精度三维可视化平台和电力线路综合应用服务功能模块。系统的电力线路地理综合信息数据库主要包括基础地理信息数据库和电力相关信息数据库。基础地理信息数据库存储和管理了研究区域各级分辨率的遥感图像数据、各种比例尺的数字高程模型等基础地理信息，以及电力设施三维模型数据，这些数据在统一的地理空间基准下，实现标准化、一体化管理。电力相关信息数据库存储和管理了电力线路数据、杆塔、T接、变电站、线路周边环境等与电力业务相关的资料数据。系统在基础地理信息数据库的支撑下，以高分辨率遥感卫星数据、数字高程模型为基础，构建研究区域高精度、大范围的数字三维环境，并能加载建筑物和电力设施三维模型，以及各种地标信息，为电力线路业务综合应用提供可视化平台。在数据库和可视化平台支持下，为用户提供多种电力线路业务综合应用功能模块。用户能对研究区域进行线路三维巡视漫游、多种信息查询检索、电力辅助决策和地形量测分析。
2、设备的实际反映。把电力线路上的所有设备根据图纸，进行等比例的建模。在系统中还需要依照施工图纸，开展有关线路的架设，还需要将杆塔上的绝缘子、金具和防震锤及避雷器等有关设备的数量及位置进行对应，从而将线路的真实情况进行呈现。
3、交叉跨越的直观呈现。因为交叉跨越点线路情况复杂，需要对其进行交叉跨越的有效分析及统计。能够系统直观的将线路的交叉跨越与新出现的交叉跨越进行呈现与反应，从而对跨越点的地形地貌开展有效的统计。而在出现交叉点跨越的故障时，就可以通过系统对受到影响的线路及设备进行快速定位和展现。
4、利用3DMAX、Softimage 建模软件进行三维目标建模三维目标的建模可以有效实现仿真的显示及模拟，当前也有很多商品化的软件具有强大的三维实体模型的制作功能，例如：3DMAX、Softimage 等。特别是3DMAX 其在三维目标的建模及仿真的可视化等方面有着十分明显的优势。因此在建模过程中，也较多的对其进行了有效的使用。
5、应用遥感图像的精确校正定位技术。遥感影像图的分辨率则由30 米至0.6 米不同，而绝对的平面定位则需要控制在2 米以内。因此，对于这些有着不同分辨率的遥感影像定位，还需要进行校正，其也是系统建设中最为关键的技术。但还要依据影像的实际情况，对校正模型及方法进行有效的选择，同时使用大比例尺的电子地图及GPS 进行地面的实测工作，从而保证高精度地面控制点的有效形成，从而实现有效的校正分辨率图像，提升系统图像的精度。
在现代社会快速发展的背景之下，将三维GIS技术有效的应用在电力信息系统中具有重要的现实意义，其不但能够促使电力信息系统可视化及自动化的有效实现，还能够满足社会对于电力资源合理配置的实际需求。而由于三维GIS技术所具有的丰富性及直观性，和支持决策的优势是二维GIS技术所没有的，因此其还能够进行线路巡视及故障进行定位，能够更加便捷的实现对于设备的运行及检修管理。此外，随着当前三维GIS 技术的快速发展，其还被广泛的应用在了除电力信息系统以外的多个领域中，为城市的发展贡献了极大的力量。
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论文作者:杨海风
论文发表刊物:《电力设备》2019年第6期
论文发表时间:2019/7/16
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