基于SOA的電力GIS平臺及關鍵技術研究

高強強 曾瓊

（湖南澧水流域水利水電開發有限責任公司 湖南長沙 410004）

基于SOA的電力GIS平臺及關鍵技術研究

高強強 曾瓊

（湖南澧水流域水利水電開發有限責任公司 湖南長沙 410004）

本文在簡要介紹了SOA與GIS的基礎上，分別從電力GIS、WebGIS以及基于圖像的虛擬三維系統出發，對GIS平臺及關鍵技術進行了研究，并以SOA為基礎，提出了具體的優化方案，僅供參考。

SOA；電力GIS平臺；關鍵技術

前言

電力領域承擔著為各行各業的發展提供足夠電力資源的重任，保證電網及設備運行的可靠性與安全性是電力領域工作的重點與難點。GIS的出現為上述目的的達成提供了途徑，將GIS平臺及其關鍵技術應用到電力系統中，對于電網與設備可視化水平的提高具有重要意義。

1 SOA與GIS概述

從本質上看，SOA（Service-Oriented Architecture）是面向服務的體系結構，這一結構可以將應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系起來，進而使不同功能單元之間能夠實現交互[1]，將其應用到電力系統中，對于系統集成化程度的提高十分有利。

GIS（Geographic Information System）指地理信息系統，從本質上看，屬于空間信息系統的一種，這一系統的主要功能在于通過對計算機技術的應用，使得地面乃至其周圍的空間部門的信息能夠被有效采集，進而為各領域的研究提供基礎數據[2]。目前來看，GIS正逐漸滲透到電力領域中，這對于電力領域技術水平的進一步提高十分重要。

2 電力GIS平臺及關鍵技術

2.1 電力GIS關鍵技術

電力GIS關鍵技術主要包括電力GIS空間數據模型以及電力GIS空間索引方法等[3]。以GIS空間數據模型為例，模型建立的主要目的在于實現對電力系統中所產生的諸多數據的管理，為提高數據管理水平，EGIS平臺空間數據管理逐漸進入到人們的視野，不僅提高了管理效率，同時也使管理范圍得到了擴大。模型設計過程中需要考慮以下方面的問題：①在電力設備從安裝到更新的整個使用過程中實現管理，以有效獲得其基礎數據。②在對電力設備的運行情況進行全面監測的過程中，實時反映設備有關數據，如出現運行方面的故障，要能夠實現報警。

2.2 WebGIS關鍵技術

相對于GIS技術而言，WebGIS技術具有一定的集成性。這一技術將GIS與計算機技術充分結合，即保留了GIS關鍵技術，同時通過計算機技術的應用，又使得平臺的拓展以及移植變得更加便利[4]。但需要認識到的是，這一技術的應用同樣具有一定的弱點與缺陷，主要體現在于用戶交互效果不高等方面。電力WebGIS共享平臺的建立使得上述問題得以解決。共享平臺一方面與電網業務應用系統相連接，一方面與電力GIS平臺（應用服務器）以及GIS桌面、瀏覽器、移動終端以及第三方應用相連接，進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

基于圖像的虛擬三維技術在虛擬現實技術的基礎上發展起來，將其利用到電力系統中，能夠使系統設備以及運行情況實現可視化，在該技術基礎上所建立的電力設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、坐標轉換算法與圖像裁剪算法是虛擬三維技術中的四種關鍵技術，在上述技術的支持下，電力系統的可視化得以實現[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，就目前的情況看，基于立方體模型以及球體模型均能夠為全景生成過程提供保證，因此在全景圖像的建立過程中，可以根據實際情況對兩者模型進行綜合應用，以達到更好的圖像生成效果。

3 基于SOA的電力GIS優化

為了提高電力GIS平臺及其關鍵技術整體水平，以使電力系統的可視化程序能夠得到進一步的發展，而為我國各領域的進步提供保證，有必要在SOA的基礎上，對電力GIS平臺及其關鍵技術進行優化。

3.1 電力GIS平臺

電力GIS平臺的優化要從對電力GIS空間數據引擎的分析入手來實現。該空間數據引擎的功能主要在于實現對電力系統中所產生的信息的存儲，在這一技術的支持下，有關人員可以實現整個電力GIS平臺的建立[6]。

平臺共包括以GIS圖形展示以及電力行業支持兩大模塊為主的核心部分，又包括模型管理以及數據管理兩大基礎性內容。其中數據管理主要指的是對由空間數據以及電網數據所組成的空間引擎數據的管理，而模型管理指的則是對設施模型以及電力系統模型兩大模型的管理。平臺中的三大模塊能夠實現交互，使得平臺的集成性得到了增強，這對于平臺整體功能的順利實現具有重要意義。

平臺主要包括以下功能：管理功能、傳統GIS功能以及電力行業的支持。其中管理功能主要包括對接口系統、元數據管理以及用戶角色權限的管理三種，在提高了平臺使用可靠性的基礎上，也使其安全性得到了保障。傳統GIS功能包括空間數據管理、GIS內核引擎、坐標與投影以及標準協議支持四項基本功能，在上述四種功能的支持下，電力系統的可視化能夠得以實現。平臺功能的發揮離不開電力行業的支持，主要體現在電力專題圖的繪制以及電力計算與電網分析等方面。

3.2 WebGIS共享平臺

WebGIS共享平臺共包括共享平臺層、應用服務層以及數據服務層三大層面。其中數據服務層主要由內存、關系與空間三大數據庫組成，同時包括空間索引以及背景地圖瓦片文件的部分。共享平臺層包括基于FlexRIA的地圖空間以及客戶端等部分。應用服務層則包括Web、Agent以及SGA三大服務器以及GIS服務器等部分。上述三個層次功能各不相同，且均能夠實現對矢量數據以及地圖瓦片的緩存，通過各層次的共同作用，電力系統才能夠實現對設備等數據的提取以及使用。

3.3 基于圖像的虛擬三維系統

基于圖像的虛擬三維系統功能的實現需要從數據管理接口的建立出發，在此基礎上，進入到數據管理層，實現對全景圖像、圖層數據以及導航數據等的管理，并形成數據服務層。數據服務層中包含著大量電力系統的有關數據，通過邏輯服務層的渲染服務以及數據處理，能夠將數據轉換為具體場景，并實現坐標轉換、投影變換以及場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，實現對電力系統各設備整體情況的觀察，同時還能夠實現三維測距，最終達到提高電力系統可視化水平的目的。

4 結論

綜上，基于SOA的電力GIS平臺的建立及其關鍵技術的實施，對于電力系統功能的優化具有重要意義，在此基礎上，電力系統的可視化程度能夠得到極大的增強，這對于系統運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平臺的功能得到更好的發揮，必須重視以SOA為主的計算機技術的應用效果，這一點十分重要。

[1]周云成，許童羽，付立思.基于CIM和SOA的電力GIS系統架構[J].電網技術，2014，04：1115～1121.

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

[3]李偉，郭登峰，徐正山.面向智能電網的GIS空間信息服務平臺的研究與構建[J].電力信息化，2011，10：109～112.

[4]余 萍，楊 威，張蕾，韓帥.電力GIS圖形服務共享平臺的研究與實現[J].電力系統通信，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同設計系統架構方案[J].電氣應用，2016，01：89～93.

[6]劉森，顏璟儀，杜旭.基于空間數據基礎設施的電網云GIS技術研究[J].廣東電力，2013，09：36～39+76.

TP391.4

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1004-7344（2016）32-0060-02

2016-10-24