基于OpenLayers的貴州電網(wǎng)輸電線路可視化系統(tǒng)研究

鄒永勛 吳紹華 胡 偉 潘 健

（1.貴州電網(wǎng)有限責(zé)任公司輸電運行檢修分公司安順管理所，貴州安順561000；2.中國電建集團(tuán)貴州電力設(shè)計研究院有限公司，貴州貴陽550081）

0 引言

在計算機(jī)圖形學(xué)、地理信息理論的共同支撐下，地理信息軟件研發(fā)得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，地理信息軟件通常以公共服務(wù)的方式應(yīng)用在各行各業(yè)，目前常見的地理信息軟件通?；诔瑘D和Arcgis開發(fā)包做二次開發(fā)，但作為成熟的商用地理信息軟件，通常需要較高的硬件配置、較高的研發(fā)成本。而本系統(tǒng)在選擇技術(shù)路線的時候充分考慮到軟件服務(wù)的輕量性和經(jīng)濟(jì)效益，因此本文采用基于OpenLayers的前端二維GIS框架、開源GeoServer作為GIS數(shù)據(jù)服務(wù)器，結(jié)合成熟的前后端技術(shù)搭建系統(tǒng)[1-2]。

1 技術(shù)架構(gòu)

在系統(tǒng)架構(gòu)方面本系統(tǒng)采用了B/S架構(gòu)，B/S具有如下優(yōu)勢：

（1）客戶端無需安裝、維護(hù)，只要用戶在系統(tǒng)部署的專網(wǎng)內(nèi)就可以通過任意瀏覽器進(jìn)行訪問和業(yè)務(wù)處理；

（2）系統(tǒng)擴(kuò)展性強(qiáng)，通過增加頁面或修改頁面即可簡單增加系統(tǒng)功能；

（3）支持跨平臺，用戶可將該系統(tǒng)部署在Linux、Windows等主流操作系統(tǒng)上，同時也可在安裝瀏覽器的Linux、Windows操作系統(tǒng)訪問。

系 統(tǒng) 前 端技 術(shù) 主 要 包 括 VUE、JavaScript、OpenLayers、ECharts。其中VUE作為前端通用框架，整合并集成前端資源；OpenLayers作為前端二維GIS開發(fā)引擎，負(fù)責(zé)二維影像底圖、矢量底圖、POI信息、特殊效果的渲染和管理；ECharts作為前端圖表工具，負(fù)責(zé)展示和管理系統(tǒng)中各類圖表信息[3-4]。

系統(tǒng)服務(wù)端技術(shù)主要包括Express框架、Node.js、MariaDB、GeoServer。Express是一種基于Node.js的輕量級Web框架，在服務(wù)端整合所有其他技術(shù)；MariaDB作為系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，負(fù)責(zé)存儲用戶數(shù)據(jù)、各類臺賬數(shù)據(jù)等；GeoServer用于發(fā)布影像地圖數(shù)據(jù)、矢量地圖數(shù)據(jù)和POI數(shù)據(jù)。

系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)如圖1所示。

2 關(guān)鍵技術(shù)

2.1 前端GIS

圖1 平臺技術(shù)架構(gòu)

OpenLayers是一個開源的Web GIS前端開發(fā)工具，很多公司使用OpenLayers構(gòu)建了地圖開發(fā)引擎，研發(fā)人員可以通過OpenLayers強(qiáng)大的可擴(kuò)展性定制開發(fā)個性化的GIS軟件。Openlayers工作原理是將多圖層看作一個Map容器，圍繞容器核心的是地圖圖層數(shù)據(jù)源、地圖（或矢量）圖層和圖層樣式、地圖操作方法等，其中矢量圖層基本元素可以分為點、線、面，通過POI矢量圖層和地圖圖層聯(lián)合展示輸電線路信息。本項目采用版本為OpenLayers v5.3.0。

2.2 地圖服務(wù)

本文采用GeoServer作為地圖發(fā)布工具，GeoServer是基于Java的地圖服務(wù)器，支持用戶發(fā)布地圖數(shù)據(jù)，可以對地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行增刪改查等操作，通過GeoServer開發(fā)人員可以方便地進(jìn)行二維GIS研發(fā)。GeoServer在數(shù)據(jù)類型方面支持地圖、影像數(shù)據(jù)和矢量數(shù)據(jù)。本項目中使用的版本為GeoServer 2.17.1。

2.3 數(shù)據(jù)庫平臺

本項目采用MariaDB管理服務(wù)端數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)庫是MySQL的一個重要分支，對MySQL完全兼容。此外，MariaDB是一個通用性較強(qiáng)的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，具有一定的可擴(kuò)展性，MariaDB通過可插拔存儲引擎支持大量用例。

3 平臺實現(xiàn)

平臺功能架構(gòu)上分為三層，即應(yīng)用層、數(shù)據(jù)層和基礎(chǔ)層。應(yīng)用層主要功能包括：（1）GIS基礎(chǔ)功能；（2）統(tǒng)計分析；（3）信息展示；（4）數(shù)據(jù)管理；（5）系統(tǒng)管理。功能設(shè)計如圖2所示。

（1）GIS基礎(chǔ)功能主要有制圖輸出、空間屬性查詢、要素定位、地圖瀏覽（包括地圖縮放、地圖拖拽）。其中地圖瀏覽功能如圖3所示。

（2）統(tǒng)計分析功能主要有線路交叉跨越統(tǒng)計分析、緩沖區(qū)分析和線路通道統(tǒng)計分析等。其中交跨分析如圖4所示。

（3）信息展示功能主要有輸電線路專題數(shù)據(jù)疊加展示、災(zāi)害專題數(shù)據(jù)展示、雷電數(shù)據(jù)展示、覆冰檢測數(shù)據(jù)展示。其中災(zāi)害專題圖如圖5所示。

（4）數(shù)據(jù)管理功能包括基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)管理、線路矢量數(shù)據(jù)管理、風(fēng)險專題數(shù)據(jù)管理、系統(tǒng)接入數(shù)據(jù)管理。

（5）系統(tǒng)管理功能包括地圖加載、地物編輯、地物提取和數(shù)據(jù)加載。

圖2 系統(tǒng)功能設(shè)計

圖3 地圖展示

圖4 交跨分析

圖5 災(zāi)害專題圖

4 結(jié)語

本文基于OpenLayers等前后端技術(shù)，開發(fā)了貴州電網(wǎng)輸電線路可視化系統(tǒng)，結(jié)果清晰、功能完善，能直觀展示貴州電網(wǎng)輸電線路的各項信息，對實際運維工作具有一定的指導(dǎo)意義。系統(tǒng)預(yù)留了相關(guān)的開發(fā)接口，具有較強(qiáng)的可擴(kuò)展性，為將來的智慧電網(wǎng)建設(shè)奠定了一定的基礎(chǔ)。