120在电力行业生产运行中实现WebGIS

1、.：.；在电力行业消费运转中实现WebGIS张健湖南省湘西电业局信息中心 416000摘要：本文引见了GIS、WebGIS软件系统的根本特点，分析了电力行业对WebGIS的需求特点，论述了在电力系统内利用WebGIS技术实现电力设备、变电站、输配电网络、电力用户与电力负荷和消费及管理等中心业务相衔接构成电力信息化的消费管理的综合信息系统的根本思绪。引言地理信息系统GISgeographic information system在电力系统中的运用虽然刚刚起步，但是在电力消费和管理上曾经发扬了重要作用。WebGIS是GIS地理信息系统开发与Internet技术相结合的产物，GIS经过计算机网络得以

2、扩展，得以成为真正效力于群众的工具。基于网络的地理信息系统WebGIS技术在近年内得到了快速开展，其运用也扩展到GIS运用领域的各个方面，成为GIS软件技术的重要的组成部分。GIS的特点开放性具有开放式环境及很强的可扩展性和可衔接性。GIS技术支持多种数据库管理系统，如 ORACLE、SYBASE、SQLSERVER等大型数据库；运转多种编程言语和开发工具；支持各类操作系统平台；为各运用系统，如SCADA、EMS、CRM、ERP、MIS、OA等提供规范化接口；可嵌入非公用编程环境。先进性GIS平台采用先进的计算机图形技术、数据库技术、网络技术以及地理信息处置技术。系统设计采用目前最新技术，支持

3、远程数据和图纸查询，利用系统提供的强大图表输出功能，可以直接打印地图、统计报表、各类数据等。可分层控制图纸、无级缩放、支持遨游、直接选择定位等功能。系统具备完善的丈量工具，现场勘查数据，线路杆塔等设备的初步设计，并可直接进展线路设备迁移与相关计算等，实现线路辅助设计与设备档案修正。开展性具有很强的可扩展性和可衔接性。在运用开发过程中，思索系统胜利后进一步开展，包括维护性扩展功能和与其它运用系统的街接与整合的方便。开发工具普通采用J2EE、XML等。WebGIS的特点与传统的GIS软件相比，WebGIS在体系构造上有了根本的转变。基于InternetIntranet环境，采用了TCPIP通讯协议

4、，大大扩展了空间信息共享范围。在运用层采用了HTTP协议，客户端只需求有通用的阅读器即可，不需求有特殊的GIS软件，大大加强了GIS的开放性。GIS运用的分布性。可以根据网络带宽、计算机性能等一系列资源情况，将GIS运用按照功能分布到不同的节点上，如分布到多台效力器上或是将一部分简单运用分布到客户机上，复杂的运用仍交给效力器执行，这样可以大大提高GIS软件的性能。空间数据的分布性。空间数据可以根据其本身具备的空间特征存储在最适宜的位置上，从而大大简化了对空间数据的管理。电力行业中GIS特点电力系统运转参数实时性及信息的动态变化性，需求对瞬间信息及时搜集、处置和分析。电力GIS对数据处置、存储容

5、量和传输速度均有较高的要求。电网的多属性数据要求GIS具备足够的稳定性和可靠性。根据电力行业技术规范及电力企业业务需求，系统具有良好的可维护性。电力GIS可以实现数据的一次输入和多次输出，以保证数据的一致性操作，实现数据的一致管理和多层维护等，构建高可靠性和高准确性的业务系统。电力系统是一个庞大复杂系统，电力网的广域性和电力设备的分散性及设备的多样性，实时信息量大，系统接口复杂，信息的覆盖面广，电网的各种电压等级及多用户衔接等需求GIS具备拓扑分析和转换才干。电力GIS的单机任务站方式曾经落后，且不适宜电力企业信息系统实践需求。电力行业目前运用的GIS平台安装在局域网环境下，在网络的运用和开发

6、上整合信息，实现资源共享。电力GIS具备平安维护的特点，电网设备的高准确度丈量的经纬度坐标数据是国家根底信息资源，是国家平安的信息。目前电力行业内部广域网曾经根本建成，其主干带宽最低为1000M，这根本处理了海量数据发布的网络瓶颈问题。电力部门的相关运用主要是电力设备、变电站、输配电网络、电力用户与电力负荷和消费及管理等中心业务衔接构成电力信息化的消费管理的综合信息系统，并不注重多种空间分析等对系统资源要求较高的功能，这有利于WebGIS的实现，确保了系统的稳定性。同时，对于某些有严密要求的各类数据，在电力广域网内部运转，其平安也是可以经过适当的手段加以控制和保证的。随着电力行业运用逐渐深化，

7、电力行业用户对WebGIS在海量空间信息管理和发布、 超大用户群并发访问、二次开发才干以及异构系统互操作等方面提出了更高的要求。由于WebGIS实现技术的一些限制和GIS本身的一些特点， 在电力系统WebGIS软件实现的过程中需求思索处理以下几个问题：并发访问才干不顺应日益扩展的系统规模。由于GIS运用涉及数据量大，处置复杂，在效力器端需求实现大量的业务逻辑，加重了效力器端的负担，因此，并发访问才干和呼应速度不断是WebGIS软件的主要改良方向。此前多数WebGIS产品的二次开发任务通常基于解释执行的脚本言语进展，更在一定程度上降低了客户端访问的效率。系统的异构兼容性缺乏。不论是运用了微软的D

8、COM、OMG的CORBA或Java RMI技术，都需求一致的运转平台提供根本的网络效力和系统效力。效力的客户端与系统提供的效力本身之间必需进展严密耦合，不同平台的系统进展集成需求进展复杂的接口交互，系统的集成和维护代价很大。开发、调试和维护方法复杂。Web GIS的开发需求不同的开发言语和开发工具，目前WebGIS的开发言语具有单一性，这些言语特性和系统思想差别性很大，Web运用开发人员需求熟练掌握多种开发言语，系统开发、调试和维护难度大。电力行业中GIS根本功能面向对象的数据建模，具有建模规那么库、电网图的编辑及输出工具。电力GIS平台包括根本构件层、系统环境层、数据库衔接层、图形与数据接

9、口工具层、运用系统层等。分层建立各种数据模型，并建立各层的衔接关系。建立地理层信息与设备信息的拓扑和映射关系。电力GIS应支持多空间同屏显示和多空间关联建模、多空间索引。支持多种图形处置与管理，实现数据的多层映射，多维空间映射，提供完好、准确的地图信息、高精度图片、准确的技术参数，标尺准确，高准确度杆塔位置，按用户需求自动生成公用地图。数据搜索快捷、线路图表查询准确和统计功能齐全。电力GIS实现电网数字化描画，其目的是能对电网实现快速查询，及时掌握电网运转形状，快速诊断电网缺点，提高处置事故才干，保证电网运转质量以及提高用户效力质量。GIS可对图形数据、可执行图形和属性数据的嵌套操作与映射查询

10、关系运算；根据电力系统提供的配电设备的图形、属性信息与地理位置、地形数据、环境数据、线路走向数据、线路设备历史档案和即时信息，对线路设计方案、施工方案、抢修和停电措施提供决策根据及辅助决策。电力GIS可以实现与电网调度自动化系统、电力用户关系管理系统、电力营销系统、电力市场管理系统等运用系统共享相关信息。支持多种管理运用系统的衔接，其中包括与企业的MIS系统融为一体。GIS系统中的设备管理对其生命周期衽全过程跟踪，包括对设备信息的查询、属性数据的修正、设备的维修信息管理等。电力GIS对信息库进展平安维护，制定管理与运用的平安严密措施和机制，包括内外网络的隔离、重要电力设备电子地图和设备信息数据

11、库的维护等。平安措施在系统总体设计与建立中充分思索，并严厉实施，对运用系统的数据实现多层平安维护，设置用户权限以保证系统资源共享下的平安，使系统能在可靠平安的环境下运转。电力行业中GIS系统的实现从目前的WebGIS运转机制来看，普通可以分成两类，即基于效力器的运用系统，如ESRI公司的ArcIMS、MapInfo公司的MapXtreme、超图公司的SuperMap IS和运用阅读器插件的运用系统，如AutoDesk 公司的MapGuide、Intergraph公司的GeoMedia WebMap等。SuperMap IS是北京超图公司的网络地图效力软件产品，是一个典型的基于效力器端的运用系统

12、，可以运用纯HTML或Java进展开发，该软件具有如下高级特性：多源数据集成运用SuperMap 多源数据无缝集成技术，多种来源数据不仅可以在桌面系统集成，而且不需转换即可直接发布到Internet网络。多种制图引擎SuperMap IS采用组件设计思想，具有全开放的体系构造，具有动态注册和卸载多种制图引擎的才干。SuperMap IS除了提供规范制图引擎，用户也可以运用提供的开发工具开发本人的商业化制图引擎。海量数据访问支持可以轻松地处置GB级的地图数据，并将其快速发布到网络，用户访问时间与数据量大小根本无关。动态群集与负载平衡基于HTTP的效力器群集技术，处理了WebGIS的瓶颈问题，确保

13、超大数据量的GIS运用高效运转，在降低本钱的同时，大大提高系统性能。多用户并发与多级缓存构造设计经过多地图引擎并发处置来提高效力器负载。同时多级缓存构造可以有效地减少网络访问次数和处置时间，可以大大减少用户端等待，提高用户访问效率。利用上述功能在电力系统网络环境下可以有效地提高整个地图系统的性能和负载才干，因此选择SuperMap IS作为地图发布的效力器，可以到达理想的效果。在实施中可以采用SuperMap IS和Microsoft IIS两个效力器系统平行的构造，在客户端采用ASP、JAVASCRIPT和HTML言语的混合编程进展开发。根据用户恳求的不同，将恳求分别提交给相应的效力器处置，

14、其中对地图恳求首先提交给群集效力器，由群集效力器对提交串进展分析处置，并根据分析的结果将详细的处置交给相应的地图效力器，由地图效力器将最终的处置结果直接前往阅读器。群集效力器担任调度作用，当多台地图效力器同时运转同一个地图运用时，会根据地图效力器的负荷情况，将义务调配给负荷最小的地图效力器运转，从而保证了负载平衡。同时，在整个群集体系下，可以动态的添加和减少地图效力器。而对于用户对专业数据库的查询恳求，由IIS效力器担任解析执行ASP程序，并将得到的结果回传给客户端。在电力系统WebGis的实践实现过程中，可以思索参考中科院地理所朱江博士的SuperMap IS.Net来实现专业GIS组件的地

15、图效力和空间分析效力，网络通讯效力，系统配置效力，容器效力/运用效力，群集效力，Web效力、可视化网络控件效力，远程管理效力的新架构。专业GIS组件、地图效力/空间分析引擎组件、网络通讯组件，作为整个框架的基石，为网络地理信息效力器提供了分布式计算才干和基于地图运算的地图效力/空间分析引擎才干，地理信息效力器是框架的中心和枢纽，根据恳求担任地图效力/空间分析引擎的调度。GIS Web Service组件，GIS Web Controls控件以及其他适用Web运用程序依赖于地理信息效力器提供的效力，是和用户交互的UI界面和编程接口，是二次开发的根底。地图效力/空间分析引擎是基于契约设计的引擎颗粒

16、级别的.NET组件，它对GIS组件进展了功能封装和重组，是网络运用程序的可重用高级组件，具有元数据描画信息，可以实现灵敏配置和动态加载。网络通讯组件基于.NET Remoting技术构建，可以支持Tcp协议和Http协议，实现Web效力器和专业运用效力器之间的音讯交换，简单的远程调用机制、可序列化的远程对象简化了分布式计算方式，抑制了DCOM、CORBA复杂的调用机制。地理信息效力器是地图效力/空间分析引擎组件和网络通讯组件的宿主，同时它发布了地图效力，空间分析效力和远程管理效力等.NET Remoting远程对象。集群效力在一组计算机上运转一样的软件并虚拟成一台主机系统为客户端与运用提供效力

17、。经过群集可以实现负载才干的成比例提高，同时还可以减少单点失效的危险，提高系统的稳定性和可维护性，使效力器实现单机无法实现的容错和负载平衡。GIS Web Service是面向空间信息处置的Web Service，其主要功能包括空间信息的管理、查询、空间分析以及输出最后处置结果。地图效力，地名查找效力，路由效力就是典型的GIS Web Service。GIS Web Services作为向互联网提供GIS效力的网络组件，在客户运用程序和空间数据处置内部系统之间起到了桥梁作用，向各种网络运用程序提供了一致编程接口。可视化网络控件是网络快速运用程序开发RAD的根本元素，包括了地图网络控件，鹰眼网络

18、控件，图例网络控件和常用工具栏网络控件等，这些网络控件相互关联和协作，在可视化开发环境中，拖放式的编程方式使得二次开发的难度降到最低点。电力行业中GIS数据库的实现在数据库数据构造上比较恰当的方式是采用对同一数据源在拓扑空间数据构造和面向实体空间数据构造两种方式存储，分别支持外部访问和内部运用效力。在构建的过程中应留意的问题数据规范为了保证数据库的一致性、可操作性，数据库采用一致的坐标系、一致的编码体系和一致的属性数据。一致的坐标系是指，无论是地理坐标系还是平面坐标系都要求一致，以保证地物要素的延续。一致编码体系是指，一样的地物要素用一样的编码，否那么数据库间、图幅间会出现无法接边的逻辑错误。

19、一致属性数据是指，一样的地物要素在不同比例尺上有不同的表示方法，但应有一样的属性。数据库一切空间数据采用高斯克吕格投影，1954年北京坐标系、1956年黄海高程系。大地模型采用克拉索夫斯基椭球，长半轴参数：6378245.0，扁率分母为：298.3。编码采用原那么是：优先采用国家规范编码，没有国家规范编码的再思索运用行业或部门编码，没有国家规范编码和行业部门编码，就按照规范格式自定义编码。采用的主要规范有：国家规范GBT2392、中华人民共和国国家规范GBT22601995GBT8992、GBT8992等。元数据库的建立元数据Metadata是关于数据的数据，在地理空间数据中，元数据是阐明数据内容、质量、表示方式、数据来源、空间参照系及其他有关特性的背景信息，是实现空间数据共享的中心内容之一。其主要作用有：协助 数据消费单位有效地管理、组织和维护数据。提供有关数据内容、质量等方面的根底信息，便于用户比较不同的资料，确定所需用信息。便于用户查询和检索信息，以及进展数据处置