基于SOA的電力GIS平臺(tái)及關(guān)鍵技術(shù)研究

高強(qiáng)強(qiáng) 曾瓊

（湖南澧水流域水利水電開發(fā)有限責(zé)任公司 湖南長(zhǎng)沙 410004）

基于SOA的電力GIS平臺(tái)及關(guān)鍵技術(shù)研究

高強(qiáng)強(qiáng) 曾瓊

（湖南澧水流域水利水電開發(fā)有限責(zé)任公司 湖南長(zhǎng)沙 410004）

本文在簡(jiǎn)要介紹了SOA與GIS的基礎(chǔ)上，分別從電力GIS、WebGIS以及基于圖像的虛擬三維系統(tǒng)出發(fā)，對(duì)GIS平臺(tái)及關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究，并以SOA為基礎(chǔ)，提出了具體的優(yōu)化方案，僅供參考。

SOA；電力GIS平臺(tái)；關(guān)鍵技術(shù)

前言

電力領(lǐng)域承擔(dān)著為各行各業(yè)的發(fā)展提供足夠電力資源的重任，保證電網(wǎng)及設(shè)備運(yùn)行的可靠性與安全性是電力領(lǐng)域工作的重點(diǎn)與難點(diǎn)。GIS的出現(xiàn)為上述目的的達(dá)成提供了途徑，將GIS平臺(tái)及其關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用到電力系統(tǒng)中，對(duì)于電網(wǎng)與設(shè)備可視化水平的提高具有重要意義。

1 SOA與GIS概述

從本質(zhì)上看，SOA（Service-Oriented Architecture）是面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)，這一結(jié)構(gòu)可以將應(yīng)用程序的不同功能單元，通過其相互之間定義良好的接口與契約聯(lián)系起來，進(jìn)而使不同功能單元之間能夠?qū)崿F(xiàn)交互[1]，將其應(yīng)用到電力系統(tǒng)中，對(duì)于系統(tǒng)集成化程度的提高十分有利。

GIS（Geographic Information System）指地理信息系統(tǒng)，從本質(zhì)上看，屬于空間信息系統(tǒng)的一種，這一系統(tǒng)的主要功能在于通過對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，使得地面乃至其周圍的空間部門的信息能夠被有效采集，進(jìn)而為各領(lǐng)域的研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)[2]。目前來看，GIS正逐漸滲透到電力領(lǐng)域中，這對(duì)于電力領(lǐng)域技術(shù)水平的進(jìn)一步提高十分重要。

2 電力GIS平臺(tái)及關(guān)鍵技術(shù)

2.1 電力GIS關(guān)鍵技術(shù)

電力GIS關(guān)鍵技術(shù)主要包括電力GIS空間數(shù)據(jù)模型以及電力GIS空間索引方法等[3]。以GIS空間數(shù)據(jù)模型為例，模型建立的主要目的在于實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)中所產(chǎn)生的諸多數(shù)據(jù)的管理，為提高數(shù)據(jù)管理水平，EGIS平臺(tái)空間數(shù)據(jù)管理逐漸進(jìn)入到人們的視野，不僅提高了管理效率，同時(shí)也使管理范圍得到了擴(kuò)大。模型設(shè)計(jì)過程中需要考慮以下方面的問題：①在電力設(shè)備從安裝到更新的整個(gè)使用過程中實(shí)現(xiàn)管理，以有效獲得其基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。②在對(duì)電力設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)的過程中，實(shí)時(shí)反映設(shè)備有關(guān)數(shù)據(jù)，如出現(xiàn)運(yùn)行方面的故障，要能夠?qū)崿F(xiàn)報(bào)警。

2.2 WebGIS關(guān)鍵技術(shù)

相對(duì)于GIS技術(shù)而言，WebGIS技術(shù)具有一定的集成性。這一技術(shù)將GIS與計(jì)算機(jī)技術(shù)充分結(jié)合，即保留了GIS關(guān)鍵技術(shù)，同時(shí)通過計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，又使得平臺(tái)的拓展以及移植變得更加便利[4]。但需要認(rèn)識(shí)到的是，這一技術(shù)的應(yīng)用同樣具有一定的弱點(diǎn)與缺陷，主要體現(xiàn)在于用戶交互效果不高等方面。電力WebGIS共享平臺(tái)的建立使得上述問題得以解決。共享平臺(tái)一方面與電網(wǎng)業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)相連接，一方面與電力GIS平臺(tái)（應(yīng)用服務(wù)器）以及GIS桌面、瀏覽器、移動(dòng)終端以及第三方應(yīng)用相連接，進(jìn)而使用戶的交互效果得到了提高。

2.3 基于圖像的虛擬三維技術(shù)

基于圖像的虛擬三維技術(shù)在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來，將其利用到電力系統(tǒng)中，能夠使系統(tǒng)設(shè)備以及運(yùn)行情況實(shí)現(xiàn)可視化，在該技術(shù)基礎(chǔ)上所建立的電力設(shè)備模型具有極大的仿真性，因此較為可靠。全景圖像生成算法、三維全景渲染算法、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換算法與圖像裁剪算法是虛擬三維技術(shù)中的四種關(guān)鍵技術(shù)，在上述技術(shù)的支持下，電力系統(tǒng)的可視化得以實(shí)現(xiàn)[5]。以全景圖像生成算法為例，這一算法是360°全景生成的主要依據(jù)，就目前的情況看，基于立方體模型以及球體模型均能夠?yàn)槿吧蛇^程提供保證，因此在全景圖像的建立過程中，可以根據(jù)實(shí)際情況對(duì)兩者模型進(jìn)行綜合應(yīng)用，以達(dá)到更好的圖像生成效果。

3 基于SOA的電力GIS優(yōu)化

為了提高電力GIS平臺(tái)及其關(guān)鍵技術(shù)整體水平，以使電力系統(tǒng)的可視化程序能夠得到進(jìn)一步的發(fā)展，而為我國(guó)各領(lǐng)域的進(jìn)步提供保證，有必要在SOA的基礎(chǔ)上，對(duì)電力GIS平臺(tái)及其關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化。

3.1 電力GIS平臺(tái)

電力GIS平臺(tái)的優(yōu)化要從對(duì)電力GIS空間數(shù)據(jù)引擎的分析入手來實(shí)現(xiàn)。該空間數(shù)據(jù)引擎的功能主要在于實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)中所產(chǎn)生的信息的存儲(chǔ)，在這一技術(shù)的支持下，有關(guān)人員可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)電力GIS平臺(tái)的建立[6]。

平臺(tái)共包括以GIS圖形展示以及電力行業(yè)支持兩大模塊為主的核心部分，又包括模型管理以及數(shù)據(jù)管理兩大基礎(chǔ)性內(nèi)容。其中數(shù)據(jù)管理主要指的是對(duì)由空間數(shù)據(jù)以及電網(wǎng)數(shù)據(jù)所組成的空間引擎數(shù)據(jù)的管理，而模型管理指的則是對(duì)設(shè)施模型以及電力系統(tǒng)模型兩大模型的管理。平臺(tái)中的三大模塊能夠?qū)崿F(xiàn)交互，使得平臺(tái)的集成性得到了增強(qiáng)，這對(duì)于平臺(tái)整體功能的順利實(shí)現(xiàn)具有重要意義。

平臺(tái)主要包括以下功能：管理功能、傳統(tǒng)GIS功能以及電力行業(yè)的支持。其中管理功能主要包括對(duì)接口系統(tǒng)、元數(shù)據(jù)管理以及用戶角色權(quán)限的管理三種，在提高了平臺(tái)使用可靠性的基礎(chǔ)上，也使其安全性得到了保障。傳統(tǒng)GIS功能包括空間數(shù)據(jù)管理、GIS內(nèi)核引擎、坐標(biāo)與投影以及標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議支持四項(xiàng)基本功能，在上述四種功能的支持下，電力系統(tǒng)的可視化能夠得以實(shí)現(xiàn)。平臺(tái)功能的發(fā)揮離不開電力行業(yè)的支持，主要體現(xiàn)在電力專題圖的繪制以及電力計(jì)算與電網(wǎng)分析等方面。

3.2 WebGIS共享平臺(tái)

WebGIS共享平臺(tái)共包括共享平臺(tái)層、應(yīng)用服務(wù)層以及數(shù)據(jù)服務(wù)層三大層面。其中數(shù)據(jù)服務(wù)層主要由內(nèi)存、關(guān)系與空間三大數(shù)據(jù)庫(kù)組成，同時(shí)包括空間索引以及背景地圖瓦片文件的部分。共享平臺(tái)層包括基于FlexRIA的地圖空間以及客戶端等部分。應(yīng)用服務(wù)層則包括Web、Agent以及SGA三大服務(wù)器以及GIS服務(wù)器等部分。上述三個(gè)層次功能各不相同，且均能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)矢量數(shù)據(jù)以及地圖瓦片的緩存，通過各層次的共同作用，電力系統(tǒng)才能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)設(shè)備等數(shù)據(jù)的提取以及使用。

3.3 基于圖像的虛擬三維系統(tǒng)

基于圖像的虛擬三維系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)需要從數(shù)據(jù)管理接口的建立出發(fā)，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)入到數(shù)據(jù)管理層，實(shí)現(xiàn)對(duì)全景圖像、圖層數(shù)據(jù)以及導(dǎo)航數(shù)據(jù)等的管理，并形成數(shù)據(jù)服務(wù)層。數(shù)據(jù)服務(wù)層中包含著大量電力系統(tǒng)的有關(guān)數(shù)據(jù)，通過邏輯服務(wù)層的渲染服務(wù)以及數(shù)據(jù)處理，能夠?qū)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為具體場(chǎng)景，并實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、投影變換以及場(chǎng)景渲染與土層渲染等目的。上述步驟完成之后，工作人員便能夠通過交互接口層，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)各設(shè)備整體情況的觀察，同時(shí)還能夠?qū)崿F(xiàn)三維測(cè)距，最終達(dá)到提高電力系統(tǒng)可視化水平的目的。

4 結(jié)論

綜上，基于SOA的電力GIS平臺(tái)的建立及其關(guān)鍵技術(shù)的實(shí)施，對(duì)于電力系統(tǒng)功能的優(yōu)化具有重要意義，在此基礎(chǔ)上，電力系統(tǒng)的可視化程度能夠得到極大的增強(qiáng)，這對(duì)于系統(tǒng)運(yùn)行可靠性以及安全性的保證具有重要意義。需要注意的是，為使電力GIS平臺(tái)的功能得到更好的發(fā)揮，必須重視以SOA為主的計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用效果，這一點(diǎn)十分重要。

[1]周云成，許童羽，付立思.基于CIM和SOA的電力GIS系統(tǒng)架構(gòu)[J].電網(wǎng)技術(shù)，2014，04：1115～1121.

[2]周鴻喜，劉 軍，姜 輝，彭 珍，鐘劍財(cái).通信光纜資源管理系統(tǒng)研究與開發(fā)[J].電力系統(tǒng)通信，2011，06：24～28.

[3]李偉，郭登峰，徐正山.面向智能電網(wǎng)的GIS空間信息服務(wù)平臺(tái)的研究與構(gòu)建[J].電力信息化，2011，10：109～112.

[4]余 萍，楊 威，張蕾，韓帥.電力GIS圖形服務(wù)共享平臺(tái)的研究與實(shí)現(xiàn)[J].電力系統(tǒng)通信，2010，10：43～46.

[5]金 歡，王景朝，莫 娟，馬 瀟，黃 彭.基于SOA的架空送電線路三維協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)架構(gòu)方案[J].電氣應(yīng)用，2016，01：89～93.

[6]劉森，顏璟儀，杜旭.基于空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施的電網(wǎng)云GIS技術(shù)研究[J].廣東電力，2013，09：36～39+76.

TP391.4

A

1004-7344（2016）32-0060-02

2016-10-24