一種大數(shù)據(jù)架構(gòu)的大空間范圍輸電三維全景展示平臺(tái)構(gòu)建方法
【專利說(shuō)明】一種大數(shù)據(jù)架構(gòu)的大空間范圍輸電三維全景展示平臺(tái)構(gòu)建方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及大數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域、大場(chǎng)景三維仿真技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，本發(fā)明涉及一種基于大數(shù)據(jù)技術(shù)架構(gòu)的大空間范圍輸電三維全景展示平臺(tái)設(shè)計(jì)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]相對(duì)于歐洲國(guó)家，我國(guó)幅員遼闊。作為電網(wǎng)公司核心資產(chǎn)的高壓輸電線路，具有工作跨度長(zhǎng)、桿塔設(shè)備分部于野外環(huán)境的特點(diǎn)，線路還要與其它電力線路、通訊線路以及河流溝壑等形成交叉跨越，線路的巡檢、監(jiān)控因此一直是電網(wǎng)企業(yè)的工作難點(diǎn)。隨著大數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)、GIS技術(shù)的不斷發(fā)展，三維GIS在整個(gè)電力行業(yè)中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，基于真實(shí)場(chǎng)景數(shù)據(jù)的三維仿真技術(shù)，已經(jīng)在電網(wǎng)管理、故障搶修、安全監(jiān)控等各個(gè)方面顯示出非凡的作用。憑借優(yōu)越的影像、數(shù)據(jù)條件，利用先進(jìn)大數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)、結(jié)合成熟的GIS、RS以及虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)將數(shù)字地面模型、輸變電設(shè)備模型和各種電力部門(mén)專業(yè)屬性信息有機(jī)結(jié)合起來(lái)，建立專業(yè)的大范圍場(chǎng)景電力三維地理信息平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)與基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)相結(jié)合的電力專業(yè)數(shù)據(jù)的查詢、更新，電網(wǎng)電路的檢修和安全檢控，實(shí)現(xiàn)大場(chǎng)景內(nèi)電網(wǎng)的空間表現(xiàn)和分析、管理功能。平臺(tái)通過(guò)先進(jìn)的大數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)與三維可視化手段，將整個(gè)輸電業(yè)務(wù)和管理全過(guò)程納入大數(shù)據(jù)云端管理，規(guī)范輸電業(yè)務(wù)流程，加強(qiáng)電力部門(mén)的協(xié)作和管理職能，提高電力部門(mén)輸變電生產(chǎn)、管理能力和決策水平。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是，為了突破傳統(tǒng)三維GIS，只能針對(duì)小范圍場(chǎng)景進(jìn)行三維展示和應(yīng)用的限制，提供了一種基于大數(shù)據(jù)技術(shù)架構(gòu)的輸電三維全景展示平臺(tái)，利用html5等先進(jìn)技術(shù)，利用傳統(tǒng)Web展示的輸電線路三維全景仿真平臺(tái)，該平臺(tái)要求具備三維GIS的基本功能，包括縮放、漫游、圖層控制、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換等，同時(shí)也包含大場(chǎng)景應(yīng)用展示的新應(yīng)用和一些創(chuàng)新的功能，例如輸電設(shè)備三維模型根據(jù)經(jīng)瑋度坐標(biāo)導(dǎo)入、輸電設(shè)備模型在地圖上360度的展示、輸電設(shè)備的手動(dòng)調(diào)整、輸電設(shè)備的屬性查詢等功能。
[0004]本發(fā)明的目的是為了滿足上述要求的技術(shù)方案是，提供一種大數(shù)據(jù)架構(gòu)的大空間范圍輸電三維全景展示平臺(tái)構(gòu)建方法，本發(fā)明特征在于，包括以下步驟:
[0005]a、建立較大空間范圍內(nèi)的全景三維地形場(chǎng)景，范圍大于40萬(wàn)平方公里；
[0006]b、在輸電業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)下，由線路設(shè)施結(jié)構(gòu)參數(shù)模型庫(kù)獲取功能和結(jié)構(gòu)參數(shù)，創(chuàng)建具有設(shè)計(jì)精度的輸電設(shè)備三維符號(hào)模型標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)；
[0007]C、針對(duì)復(fù)雜的三維地形，系統(tǒng)采用TIN結(jié)構(gòu)，靈活、逼真、快速的建立具有任意邊界形狀的三維地表；
[0008]d、顯示所述線路及線路走廊的真實(shí)場(chǎng)景。
[0009]首先利用大數(shù)據(jù)技術(shù)平臺(tái)Hadoop、Oracle、三維GIS等技術(shù)進(jìn)行融合構(gòu)建大場(chǎng)景三維地形圖，其中應(yīng)用到的技術(shù)有傾斜攝影、激光三維掃描等建模、及傳統(tǒng)表面建模的等建模技術(shù)。其次，通過(guò)人機(jī)交互完成輸電線路三維模型的建立，即以3Dmax之類的計(jì)算機(jī)三維設(shè)計(jì)軟件為工具，通過(guò)人工交互作業(yè)完成輸電線路桿塔、線路、絕緣子串等設(shè)施的三維模型構(gòu)建工作；然后通過(guò)高精度的數(shù)字高程模型構(gòu)建趨近于現(xiàn)實(shí)的三維地形表面；最后通過(guò)圖形引擎顯示建成的三維模型與地形獲得輸電線路走廊景觀的三維圖形，在此空間中可以疊加相關(guān)業(yè)務(wù)信息，從而實(shí)現(xiàn)輸電運(yùn)營(yíng)管理信息的綜合可視化展現(xiàn)。
[0010]本發(fā)明的平臺(tái)架構(gòu):基于.NET架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，支持N - tier服務(wù)模式，全面滿足.NET4.0版本標(biāo)準(zhǔn)，使系統(tǒng)具有良好的框架和靈活性。
[0011]本發(fā)明系統(tǒng)采用的主要技術(shù):
[0012]A、大數(shù)據(jù)技術(shù):大數(shù)據(jù)的基本處理流程與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)處理流程并無(wú)太大差異，主要區(qū)別在于:由于大數(shù)據(jù)要處理大量、非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)，所以在各個(gè)環(huán)節(jié)的處理過(guò)程中都可以采用MapReduce等方式進(jìn)行并行處理。
[0013]B、瓦片金字卡:瓦片地圖金字塔模型是一種多分辨率層次模型，從瓦片金字塔的底層到頂層，分辨率越來(lái)越低，但表示的地理范圍不變，主要包含瓦片和金字塔兩個(gè)重要的概念。所謂瓦片，就是按照一定的比例尺寸將一幅圖像分割成若干小正方形柵格，每個(gè)柵格就是一張瓦片。所謂金字塔模型就是根據(jù)用戶的需求，將一幅圖像分割成由小到大的區(qū)域。分割后，圖像形成比例由小到大，數(shù)量由少到多的金字塔形結(jié)構(gòu)，見(jiàn)圖1、2所示；
[0014]C、3D模型文件(OBJ)格式解析:平臺(tái)直接對(duì)OBJ文件進(jìn)行解析，獲取模型頂點(diǎn)、貝占圖等信息按規(guī)格格式存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行保存，過(guò)程如圖3所示；
[0015]D、DEM地形數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和顯示:數(shù)字高程模型(Digital Elevat1n Model),簡(jiǎn)稱DEM。它是用一組有序數(shù)值陣列形式表示地面高程的一種實(shí)體地面模型，是數(shù)字地形模型(Digital Terrain Model，簡(jiǎn)稱DTM)的一個(gè)分支，其它各種地形特征值均可由此派生。DEM有規(guī)則網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和不規(guī)則三角網(wǎng)(Triangular Irregular Network,簡(jiǎn)稱TIN)兩種算法。目前常用的算法是TIN，然后在TIN基礎(chǔ)上通過(guò)線性和雙線性內(nèi)插建DEM。用規(guī)則方格網(wǎng)高程數(shù)據(jù)記錄地表起伏的優(yōu)缺點(diǎn):優(yōu)點(diǎn):(X，Y)位置信息可隱含，無(wú)需全部作為原始數(shù)據(jù)存儲(chǔ)由于是規(guī)則網(wǎng)格高程數(shù)據(jù)，以后在數(shù)據(jù)處理方面比較容易。缺點(diǎn):數(shù)據(jù)采集較麻煩，因?yàn)榫W(wǎng)格點(diǎn)不是特征點(diǎn)，有些微地形可能沒(méi)有記錄。TIN結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的優(yōu)點(diǎn):能以不同層次的分辨率來(lái)描述地表形態(tài).與格網(wǎng)數(shù)據(jù)模型相比，TIN模型在某一特定分辨率下能用更少的空間和時(shí)間更精確地表示更加復(fù)雜的表面.特別當(dāng)?shù)匦伟写罅刻卣魅鐢嗔丫€、構(gòu)造線時(shí)，TIN模型能更好地顧及這些特征。通常使用的DEM文件是灰度圖，其處理過(guò)程如圖4、5所示；
[0016]E、模型入庫(kù)過(guò)程:系統(tǒng)中的模型信息保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中，同一種模型，只保存一次，也就是說(shuō)同一類桿塔共用同一個(gè)模型進(jìn)行顯示。其入庫(kù)過(guò)程如下圖6所示；
[0017]本發(fā)明的有益效果是