摘要：随着电网建设规模的不断扩大，给电网规划、建设带来了很大的压力。再加之电网本身就具有地理空间分布特征，在电网工作中，对三维可视化展示、立体分析等要求也越来越高，使电网规划工作面临着很大挑战，三维全景智能技术在电网规划中的应用有着非常重要的意义。本文主要分析探讨了三维全景智能电网技术在电网规划中的应用情况，以供参阅。
关键词：三维全景智能电网技术；电网规划；应用
引言
近年来，随着电网建设的规模不断扩大，并且电力资源的需求量也越来越大，导致我国的电网建设、电网规划以及电网运营存在很大的压力。在进行电网规划建设时，应当重视三维全景智能电网技术的应用，促进电网规划建设过程可视化的实现，以便对其进行有效的管理，进而促使我国的电网建设事业获得新的发展。因此基于现实，对三维全景智能电网技术在电网规划与建设中的运用进行深入的分析，对于我国电网事业的发展具有重要的现实意义。
1三维全景智能电网技术
1.1海量空间数据组织与管理
海量空间数据主要是指全省的高分辨率影像及数字高程模型(digitalel evationmodel,DEM)。在三维地形场景绘制时，为了在保证显示精度的前提下提高渲染速度，采用金字塔层级结构对影像和DEM进行分层分快。金字塔是一种多分辨率层次模型，在构建金字塔层级结构时，首先把原始的影像或DEM作为金字塔的底层，即第0层，并对其进行分块，形成第0层的层级块矩阵。在第0层的基础上将每2×2个像素重采样为1个像素，生成第1层，并对其进行分块，形成第一层，依此方法构成整个层级的金字塔，见图1。这样，从金字塔的底层到顶层，数据的分辨率越来越低，相应层级的数据量也越来越小。当场景范围相对较大时，加载分辨率相对较低的影像，当场景范围相对较小时，加载分辨率相对较高的影像，以提高三维场景的绘制效率。采用线性四叉树的方式对影像或DEM金字塔层级块建立索引。四叉树索引的基本思想是将地理空间递归划分为不同层次的树结构，它将已知范围的空间等分成四个相等的子空间，如此递归，最终分解成与金字塔层级匹配的四叉树，见图2。由于影像或DEM在空间上均匀分布，因此四叉树索引具有较高的空间查询效率。影像和DEM的金字塔切片数据通过文件形式存储在服务端，客户端通过http访问服务端的数据并下载到本地缓存。采用视点相关的LOD(LevelofDetail)技术对目标层级进行快速搜索。采用LOD技术时要求不同区域对应不同分辨率的地形数据，因此在层级块的搜索过程中需要进行分辨率的测试。图3为地形层级块分辨率需求示意图，图中E为视点，白色矩形区域表示与视景体相交且需要参与地形绘制的层级块数，矩形越小表示分辨率越高。搜索采用由粗到细、层层推进的策略。这样既能满足从远至近从模糊到清晰的视觉效果，又能极大地提高系统的效率。
图1金字塔层级结构 图2金字塔层级模型的四叉树结构 图3地形层级块分辨率需求示意图
1.2电网设备高精建模与渲染
为了更精确的对电网设备进行三维可视化表达，根据杆塔和变电站设备的竣工图纸进行1：1高精建模。杆塔建模主要需要杆塔明细表、杆塔结构图、基础配置表等资料，绝缘子建模主要需要绝缘子设备图，变电站建模主要需要总平面布置图、电气主接线图、各电压等级配电装置间隔断面图、一次电气设备厂家资料及建筑图纸。设备三维建模的格式是当前主流的dwg及3ds格式，通过格式转换成为三维全景智能电网技术所能支持的格式后在系统中进行三维渲染，达到逼真的展示效果。
1.3电网业务数据一体化整合
现如今，我国电力公司各部门之间的业务数据还是以独立形式存在，造成数据管理具有一定的难度。为此，有必要建立数据中心，以此实现业务系统中所有数据的有效整合，不仅仅便于数据管理，还有助于在同一平台下进行数据查询，从而实现数据资源共享。数据中心的建立，首先需要对业务系统数据加以分析，以此得出那些数据是需要共享；其次将业务系统数据推送至数据中心，从而实现业务数据一体化整合。为了提高数据访问的效率以及系统稳定性，需要对数据中心服务器进行双机热备。
1.4空间信息与业务数据高度融合
以往业务数据在系统中的表达方式主要是以文字或者表格形式，难以体现出数据的空间性与直观性。三维全景电网技术主要是通过电网空间信息与业务数据之间的关系，实现了两者的有效融合，这样一来，就可以直观地查看电网工程的空间位置。工作人员只需要通过电网设备的高精度三维模型，就可以直观管理或者是查询业务信息。此外，值得注意的是，在空间信息与业务数据充分融合的基础上，能够为电网规划做出科学的决策提供必要的依据。
2电网规划与建设中三维全景智能电网技术的应用
三维全景智能电网技术的优势就是对空间对象的关系、位置以及业务信息等进行直观的反映，将三维全景智能电网技术应用在电网规划以及电网建设中，可以加快我国电网信息化建设的进程。通过对三维全景智能电网技术的应用，可以进行三维数字化工作平台建立，进而促进电网规划、电网建设的一体化进程。首先，通过采购高清卫星影像，以促进全面覆盖的实现，然后对全国的地貌地形进行三维构建，然后便可以使工作人员对全国的网架结构进行直观的观看。另外，在微观情境下，需要进行线路、变电站等的等比建波，以实现电网全景展示的目的。其次，将电气企业的业务数据信息和空间信息进行有效的融合，就可以将电气公司的所有业务数据整合在一起，构建一个信息汇聚中心，为电网规划建设提供更好的服务。另外，在电网规划和建设中采用三维全景智能电网技术，同时进行平台构建，将会使电网规划和电网建设的工作效率、决策水平、管理水平很大程度现实生活中的进一步应用，需要做好以下几个方面的工作：其一，促进基础数据精度的提高，构建更为完备的电网架构。人们对于电网精细化管理的要求不断提高，在规划以及应急等方面需要高精度的基础地理数据作为支撑，因此可在当前的2.5米分辨率卫星影像的基础上，充实更高精度的航飞数据。与此同时，可将35kV以及以上网架坐标纳入到平台中，并使用典型的模型进行展示，形成完善的网络架构，使电力设施可以更好的为人们服务。其二，促进业务应用深度的提高。首先，以规划为试点，促进业务应用深度的不断提高，以保证三维智能电网技术可以切实发挥作用。其次，促进业务数据整合范围的拓宽，为业务管理以及相关决策制定提供支撑。其三，紧跟技术发展趋势。二维GIS更加的综合抽象，而三维的GIS则更加直观形象，将两者融合在一起，取长补短，是未来的一个重要发展方向。因此应当深入探讨二三维一体化应用。
结束语
综上所述，随着我国社会经济的迅速发展，面对人们日益增长的电力资源需求，国家电网建设规模逐渐扩大，无形中增加了电网规划建设以及运营压力。三维全景智能电网技术主要是通过建立统一平台，整体电网全部业务资源，实现了业务数据的共享。同时，通过三维可视化实现了数据的融合，为电网规划建设提供服务，有效提升了工作效率。鉴于此，三维全景智能电网技术在电网规划当中的应用，有助于促进我国电网规划建设的进一步发展。
参考文献
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[2]付欣宇.三维全景智能电网技术在电网规划与建设中的运用[J].山东工业技术.2019(01)
[3]郑娟娟.三维全景智能电网技术在电网规划中的应用浅析[J].科技资讯.2017(29)
论文作者:刘媛1,吴佳文2,杨博宇3
论文发表刊物:《基层建设》2019年第19期
论文发表时间:2019/9/21
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