1、電力配網三維GIS管理系統建設草案泰瑞數創科技（北京）有限公司目 錄1、建設背景42、總體設計42.1總體目標42.2安全設計52.2.1、網絡安全52.2.2、數據安全62.2.3、系統安全72.3設計原則72.3.1統一規劃，分步建設72.3.2可靠性原則72.3.3規范性原則72.3.4實用性原則82.3.5先進性原則82.3.6可擴展性原則82.3.7開放性原則82.3.8安全性原則82.4項目系統建設標準92.5系統的總體結構102.5.1系統軟硬件環境102.5.2系統軟件結構體系112.5.3系統網絡拓撲圖132.6系統的功能結構圖142.7主要的實現技術152.7.1、海量數據

2、生成三地形技術153、系統功能173.1系統總體功能模塊173.2主要功能列表183.3 系統功能詳述223.3.1三維地圖瀏覽功能223.3.2配網管理功能273.3.3配網規劃功能323.3.4業擴報裝功能333.3.5電力應急343.3.6大用戶管理373.3.7協同辦公373.3.8系統管理384、功能擴展（二期）394.1與可靠性系統接口394.2巡視和調度管理404.3與SCADA 系統接口404.4與客戶營銷系統接口404.5與監管中心系統接口401、建設背景目前，客戶服務中心剛成立不久?？蛻糁行淖鳛榭蛻粲秒娨约皩ν夥盏拇翱诓块T，需要準確及時的了解電力配網的線路資料及其狀態等信

3、息，以便于業擴工作的開展和對客戶提供優質的服務。目前配網資料管理主要以人工方式進行管理，這種管理方式存在以下問題：1、容易造成資料的不一致：由于是手工管理，如果生產上有新增、異動、或者僅僅是修改資料，這種信息上的變化很難及時的通知到每個相關人員，如客戶中心。這種情況長時間累積下來的后果就會導致各個部門、各個相關的業務人員所掌握的配網信息的不一致性，從而對開展工作照成影響。2、信息的無法及時共享：最新的資料只有通過電子文檔或紙質文檔進行傳遞,無法保證信息的及時性、準確性，也不能保證傳遞到每個相關的部門及人員。3、不夠形象直觀：目前的管理方式很難與地理信息建立直接地物關系，不夠直觀。4、查閱、統計

4、不方便：在手工管理方式下，無論是簡單的查詢還是復雜的信息統計，都是很繁瑣的工作，效率低下。2、總體設計2.1總體目標配網三維GIS系統采用B/S和C/S結合架構，以國際先進的三維地理信息系統平臺為基礎平臺，用關系型數據庫進行一體化數據庫管理，應用3DGIS技術、計算機信息技術和三維全景建模技術，為配電網絡運行管理提供一種基于地理空間的信息共享平臺，在此平臺上能夠有效地將地理信息、電網設備圖形信息與設備臺帳信息等屬性數據有機結合、統一管理；并達到跨系統、跨部門、跨地域的數據共享，為配網的生產管理、運行管理、規劃設計、輔助決策提供了有力的支持，從而加快配電網絡規劃速度、提高設備管理的水平和工作效率

5、，實現配網的信息化、流程化、規范化、精細化管理。系統的具體目標如下：1、領導在審批用電方案時，能夠直觀的在地圖上看到實物參考信息，如目前的線路狀況、附近的變電站、開關站、分支箱的進出線信息、接線圖，周邊的建筑物、道路、河流分布情況等。2、為業擴報裝業務辦理工作提供依據，業擴人員、客戶經理在辦理業擴事務時，借助電子地圖，能夠制定出更合理的供電方案。3、配網三維GIS系統能提供豐富的參考信息，為配電網絡發展規劃提供技術支持。4、客服人員變動頻繁，借助配網三維GIS系統，新員工能更快地掌握配網的分布情況，更快、更好的提供客戶服務。5、有配網三維GIS系統作為支撐，配網資料管理更為方便，保證了配網信息

6、管理的準確性、一致性，并能實現共享，能夠提供更優質的服務。6、配網三維GIS系統提供強大的統計查詢功能，除提供按設備關鍵字進行全局搜索外，還提供按地名、建筑物名關鍵字進行全局搜索，大大提高了工作效率。 2.2安全設計2.2.1、網絡安全對于內網用戶，嚴格用戶訪問數據庫服務器和web服務器的口令和權限，將用戶劃分為系統管理員、數據維護用戶、查詢用戶等不同身份，分別賦予不同的網絡資源、網絡使用權限和不同的安全等級，實現網絡集中統一的管理，網絡資源安全、充分的利用。對于外網的數據查詢用戶，要嚴格控制用戶的訪問權限。另外在數據服務器和WEB服務器之間需要設置防火墻，同時通過網絡管理軟件，對網絡的訪問者

7、進行監控。2.2.2、數據安全設備數據信息是關系服務安全的重要基礎資料，數據安全性尤為重要，系統從硬件配置、網絡安全、系統權限的方面保證數據的安全性，提供可靠的數據保護。按照B2級安全標準建立安全策略，如對不同的數據指定不同的安全級別、對敏感數據進行加密、對每個用戶授予特定的安全等級，使最終產品安全級別達到B2級?，F有的操作系統（如UNIX、Windows Server）和商用數據庫都只達到C2級的安全標準，GIS平臺在OS和DBMS上建立，要達到B2級安全標準，GIS平臺按照B2級安全標準建立安全機制。但僅僅如此，并不能保證整個GIS系統達到了B2級標準，因為用戶可以不經過GIS平臺而是直接

8、從OS或DBMS進入系統，訪問空間數據。因此，還采取其它安全措施如采用第三方的數據加密產品、OS安全插槽層代理產品、身份識別產品等，以保證對整個系統的任何訪問都經過GIS平臺并得到控制，保證整個系統達到B2級的安全標準。（1）數據備份系統提供數據備份和恢復工具，用戶可以利用該工具定期對數據進行備份，并能夠在服務器出現故障的時候，能夠將數據進行恢復。（2）權限控制系統提供全面的權限管理手段，可以根據用戶對不同數據訪問需要，設置不同的權限，并嚴格控制數據的編輯、查詢以及分析控制，如國防單位。（3）磁盤鏡像系統硬件采用兩臺服務器，實現雙機熱備份，并采用磁盤鏡像，加配磁帶機以保證系統的安全。同時采用配

9、分軟件，對網絡上的服務器硬盤及磁盤陣列做不同等級的RAID容錯，保證服務器系統在任意一個硬盤出現故障時以及任何一臺服務器出現故障時系統都可以正常運行2.2.3、系統安全信息系統的安全涉及到物理安全、網絡安全和數據安全及數據訪問控制等。物理級的安全包括對機房設施和環境、計算機硬件和軟件、網絡聯接方式等采取防范措施；網絡級的安全主要是對連網用戶遠程訪問的控制方法，保證不使非法用戶入侵系統資源。數據安全包括數據的安全存放和應急恢復以及數據的分級管理。2.3設計原則2.3.1統一規劃，分步建設系統應進行科學規劃，根據目前德陽配網現狀以及將來的發展情況，以及資金投入情況，項目建設的基礎條件情況和建設的難

10、易程度，確定分步建設的內容。2.3.2可靠性原則系統必須運行在安全可靠的軟件、硬件平臺基礎上，這是系統可靠運行的前提；在系統的設計和實施中，一方面通過硬件采取措施加強系統的安全性，軟件將要充分考慮整個系統的數據信息安全，采用獨立的密碼口令身份驗證。 在此基礎上，應用系統要經過嚴格測試，有較強的容錯能力，確保可靠運行。2.3.3規范性原則充分參照國際上的規范、標準，支持國內外目前所流行的主流網絡體系結構和網絡運行系統，采用國際上成熟的模式，借鑒國內其他信息系統建設的成功經驗，依據國家和企業信息化建設的相關規范進行系統設計和系統開發。2.3.4實用性原則結合實際情況，通過計算機數據挖掘快速準確地獲

11、取領導最關心的數據和信息，為領導決策提供準確實用的數據信息。2.3.5先進性原則設計思路超前性,適應當今社會全面信息化發展趨勢和潮流。利用當前最新三維軟件平臺，在可靠性得到保證的情況下，使系統具有國內先進的水平。先進性具有兩方面的含義，一是指構成系統的軟硬件配置，二是指系統設計思想、軟件開發技術和系統運行管理。2.3.6可擴展性原則本系統采用全新的三維GIS設計理念，系統從空間圖形數據庫到屬性數據庫以及系統的業務邏輯均可以進行自動擴展，從而保證了系統需求即使發生了很大的變化，系統都可以進行自由擴展。2.3.7開放性原則系統客觀上要求它必須具有良好的開放性，必須符合相關的工業標準，以充分保障系統

12、與其他應用系統的無縫集成。2.3.8安全性原則安全性原則的目的是保障系統的可靠性，系統力求符合國家相關的網絡信息發布安全規范，發布的數據應由主管部門確認，同時在網絡傳輸方面確保系統的安全。同時要安全適度，過分安全會降低系統的訪問性能，甚而到于導致系統訪問不可能。為了保證系統及其數據的安全，采用適當的加密防護措施及防火墻技術，對用戶進行授權與管理，并考慮信息保密的時效性。通過嚴格的安全管理機制和權限控制機制，確保統計信息在計算機網絡上使用的安全性、一致性和完整性。2.4項目系統建設標準系統在開發過程中，需要嚴格遵循國家、公安部和北京市頒布的一系列保準規范，確保系統建設符合各個標準的要求。(1)地

13、理信息系統建設規范衛星遙感圖像產品質量控制規范（DZ/T014394）航空遙感攝影技術規程（DZ/T020399）1500 11000 12000地形圖圖式(GB/T79291995)1500 11000 12000地形圖要素分類與代碼 (GB/T 1480493)15000 110000地形圖圖式(GB/T 579193)1500 11000 12000地形圖要素分類與代碼 (GB/T 1480493)(2)計算機系統建設規范計算機軟件開發規范（GB 856688）計算機軟件產品開發文件編制指南（GB/T 8567）計算機軟件質量保證計劃規范（GB/T 12504）計算機軟件配置管理計劃規范

14、（GBT 12505）計算機軟件測試文件編制規范（GB 9386-88）2.5系統的總體結構2.5.1系統軟硬件環境（1）系統硬件環境在硬件上，系統由信息存儲與發布服務端（服務器）、用戶操作使用終端（客戶端）、以及網絡環境三部分組成。信息存儲與發布服務端（服務器）本系統在網絡上根據網絡建制、工作性質與內容、地域位置等因素建立了二級信息服務結構，頂端采用兩臺或多臺服務器，每個服務器提供的信息服務也可以不同。如數據處理服務器（數據合成軟件）主要負責處理影像數據、合成海量數據等，網絡發布服務器（網絡發布軟件）主要用于數據發布等等。服務器上還可以掛接磁盤陣列。磁盤陣列用于數據的備份，包括原數據、合成后

15、的三維地形數據、工程文件等等。用戶操作使用終端（客戶端）用戶操作使用終端為普通PC機。由于系統包括三維地理信息模塊，對機器的性能要求相對稍高，建議終端機的CPU主頻大于2GHz，內存不小于1GB，最好使用專門的圖形處理顯卡。此外本平臺為網絡系統，要求終端PC機能夠連接網絡，訪問本平臺的服務器，以獲取平臺的各項信息發布、維護等服務。網絡環境網絡是平臺中數據流、信息流運轉的“高速公路”，是連接開發與應用的關鍵紐帶；基礎網絡是空間基礎信息數據中心的“血脈”，把各機構的地理空間數據庫連接成松耦合系統，物理連接客戶端和服務器節點，邏輯連接地理空間數據生產者、管理者和用戶系統。該平臺是基于網絡環境下的三維

16、GIS資源信息管理平臺，所以需要網絡來在各級部門之間建立直接的、可靠的、穩定的大容量通信鏈路。在網絡環境上本平臺的開發和運行都可基于各部門現有的網絡，充分利用現有資源。（2）系統軟件環境操作系統采用Windows圖形視窗操作系統，支持Windows NT4，Windows 2000、Windows Server 2003和Windows XP。數據庫系統構筑數據環境，是平臺的“血液”，是為適應多層次、多方位用戶需求而設計的，是各種專題信息空間定位的載體，也是相關應用的開發基礎。本系統的數據庫能夠基于網絡環境下進行數據的處理操作，需要處理和維護的數據量將非常巨大，因而只能選擇大型數據庫系統，如S

17、QLServer系列數據庫系統或Oracle系列數據庫系統。三維地理信息平臺三維地理信息環境是本平臺上各個業務子系統的主要操作空間和分析用地理信息數據的主要提供者，三維地理信息的網絡發布也是當前GIS的一個學科發展前沿，具有一定的前瞻性。在選擇平臺開發使用的三維地理信息開發工具時主要參考的指標在于三維地理信息發布系統在網絡上支持發布的數據量的大小、進行海量的三維地理信息發布時的速率和處理效果、以及功能的完整性和可靠性。平臺開發工具平臺的開發工具要求穩定、可靠、功能強大、支持遠程數據庫的開發、支持空間開發、特別要求能支撐前面選擇的二維和三維開發工具。本平臺則選擇Microsoft Visual

18、Studio .NET作為平臺開發工具，選用其中的C#作為開發語言。2.5.2系統軟件結構體系配網三維GIS系統以B/S的體系結構為主，但系統也具有C/S圖形與數據的維護功能。所有圖形和數據信息的發布和遠程查詢采用B/S方式。具體系統的軟件體系結構示意圖如圖所示：2.5.3系統網絡拓撲圖Internet/Intranet數據維護數據圖形發布（WFS）數據庫Web應用服務器數據庫服務器圖形數據遠程查詢瀏覽圖形維護數據維護配網三維地理信息系統2.6系統的功能結構圖采用B/S與C/S的結合架構，系統可以由三層結構組成：數據層數據層是配網三維地理空間信息系統的基礎層，包括基礎數據：不同分辨率的影像、高

19、程還有矢量等海量數據，利用地形數據融合軟件將遙感影象數據和高程數據還有矢量數據融合成三維的場景，生成MPT文件，再以數據流的方式讀取經過高效處理壓縮的地形文件(MPT)，通過生成WFS，WMS服務提供數據服務，從而實現海量數據的網絡傳輸。功能層Web 3D GIS：提供用戶界面，完成三維數據的展示；擴展應用：為其它增值業務提供的良好的擴展接口，可以滿足未來的業務擴展的需要。應用層通過服務接口和空間數據網絡發布服務實現行業應用，實現配網管理數字化。同時，通過該系統平臺的搭建。也可實現其他各相關系統對接應用。如電力巡視管理、與配電SCADA 系統接口、與客戶營銷系統接口、監管中心系統接口等數據層邏

20、輯層應用層地圖瀏覽功能三維地圖瀏覽圖層顯示控制數據服務數據庫熱點地區定制配網管理三維信息服務接口M PT影象、數字高程模型配網規劃添加文字注釋配網基礎數據WMS業擴報裝添加多媒體注釋配網專題數據大用戶管理距離測算WFS電力應急面積測量空間屬性信息協同辦公模型導入系統維護系統管理空間數據庫2.7主要的實現技術2.7.1、海量數據生成三地形技術基礎數據包括不同分辨率的影像、高程數據。首先對這些數據進行糾正、圖像增強與色彩平衡、數據的拼接鑲嵌、多源數據配準與坐標轉換、多分辨率數據疊加匹配，然后在進行DEM數據與影像數據三維融合處理，處理成適合“系統”的三維地形數據模式，生成適合“系統”的三維地形數據

21、庫。三維地理信息數據處理屬于數據預處理工作，其執行的功能是將多種衛星獲取的多種分辨率遙感影像與多種比例尺數字地面高程模型（DEM、DTM、TIN 等多種格式高程數據）進行自動融合優化，構建三維地理信息場景。業務流程如下圖所示。3、系統功能3.1系統總體功能模塊系統主要由三維瀏覽、配網管理、配網規劃、業擴報修、規劃預案管理、大用戶管理、網絡協同和系統維護等八個模塊組成，如下圖所示：配網三維GIS系統 協同辦公系統維護大用戶管理方預案制作業擴報裝配網規劃配網管理三維操作 3.2主要功能列表功能模塊功能描述三維地圖操作功能三維瀏覽放大、縮小提供基本的三維地形漫游工具，快速進行場景放大、縮小、旋轉、飛

22、行等功能，使用戶能夠在三維場景中實現前后、左右、上下任意角度和方位的旋轉顯示、無級縮放、快速無縫瀏覽，提供旋轉飛行、平移運動等多種運動模式。指北旋轉滑動瀏覽拖動瀏覽俯視平視全圖三維量測測距離提供基本的地圖分析查詢工具，可以進行三維地形系統中，空間點的距離、面積、高度、坐標進行查詢測高度測面積圖層控制根據自己的需要對三維場景中的圖層顯示進行控制，可以任意選擇要顯示的圖層。自定義飛行用戶可以根據自定義或預設兩種方式在三維場景中進行路徑進行飛行、漫游配網管理線路查詢模糊 查詢根據用戶輸入的線路相關信息（包括線路名稱、所屬單位、電壓等級等），系統對要查詢的內容進行快速定位，并查詢出相應的屬性信息。范圍

23、 查詢通過框選或者圓選等范圍查詢方式，對選中范圍內的所有要素，按照屬性分類顯示查詢結果。并可以定位到查詢結果。線路統計系統可以按照配網線路所屬的單位、電壓等級進行統計，也可以進行全局統計。并可以電子文本（如Excel）格式輸出線路圖輸出可以實現整體接線圖和單線圖的輸出打印等功能設備查詢模糊 查詢根據用戶輸入的設備相關信息（包括設備名稱、所屬單位等），系統選擇要查詢的內容進行快速定位，并直接飛行到該位置，并且查詢出相應的屬性信息。范圍 查詢通過框選或者圓選等范圍查詢方式，可以把選中范圍內的所有要素，按照不同種類分類顯示查詢結果。并可以定位到查詢結果。設備統計系統可以按照配網設備所屬的單位、電壓等

24、級等進行統計，也可以進行全局統計。并可以電子文本（如Excel）格式輸出故障管理系統可以按照故障發生的時間、區域、線路名稱以及故障原因等進行查詢統計電纜管理對配網中的電纜（地下電纜）進行查詢、統計管理配網規劃線路規劃通過三維配網系統，在真實的三維場景下，對配網線路進行規劃，同時為領導的輔助決策進行技術支持配電所規劃通過三維配網系統，在真實的三維場景下，對配電所以及相關設備進行規劃，同時為領導的輔助決策進行技術支持業擴報裝報裝地點查詢對報裝（或者報修）的地點進行查詢、定位；并且查詢出相應的屬性信息和現有的供電信息業擴報裝方案制定在三維系統中制定并管理供電方案，供電方案信息包括供電方式（供電線路名

25、稱、供電點、供電電壓、主供電源、備用電源、進線桿號等）、計量方式（總分表關系、變損、線損等）、計費方式（電價、力率標準、計費容量、用電類別等）、配電網絡基本信息（線路長度、導線型號、變壓器編號、型號、臺數、容量、性質、運行狀態等）等信息。并且以電子文本方式進行打印輸出電力應急應急方預案制作在三維配網GIS系統制作電力應急的方預案，對制定好的方預案進行推演，為領導的輔助決策做出支持應急調度指揮裝載基于PDA/GPS 模塊的工程車（人員）通過GPSRS 與配電三維GIS 系統實時通訊，實現工程車以及人員行駛軌跡跟蹤和短信調度。同時為應急調度指揮做技術保障。大用戶管理大用戶管理對配網中的大用戶的位置

26、以及相關屬性進行查詢管理網絡協同網絡協同對網絡中的計算機可以發起會議，使得與會者可以討論決策，制定方案。系統管理數據維護對配網中的數據進行維護（數據安全、備份）權限管理對系統的用戶進行權限管理。幫助系統幫助系統幫助信息3.3 系統功能詳述3.3.1三維地圖瀏覽功能地圖縮放：通過鼠標滾輪滾動方式或者左下方的工具條來自由縮放三維影像地球，可以從不同的高度來瀏覽窗口。并且用戶可以通過菜單項,放大和縮小的功能鍵來實現對地圖顯示高度的控制. 全球高度 城市高度平移：通過鼠標的點按動作，根據鼠標移動的方向，實現對影像地球任意方向的平移；拖動：通過鼠標的點按動作，根據鼠標移動的方向，實現對影像地球任意方向的

27、拖拽；旋轉：通過點擊旋轉按鈕，讓用戶以屏幕中心點為中心，做三百六十度環繞飛行，可從不同的角度查看目標，以便更加全面的查看對象；指北:通過點擊指北按鈕，可以將三維場景調整到上方指向正北方向，便于用戶按正確方位查找三維場景對象。俯視：通過點擊按鈕動作，可以俯視地圖窗口的中心點所在位置；平視：通過點擊按鈕動作，可以平視地圖窗口的中心點所在位置；全圖：通過點擊全圖按鈕，系統會跳轉到系統剛登陸時的初始三維場景狀態。距離測量：可自由測量任意折線段路徑距離，并顯示出結果，如：三維窗口中兩個不同灌溉區之間的距離；圖中以建筑物間的距離為例。距離量測功能面積測量：可自由測量任意多邊形封閉區域內的面積，并顯示出結果

28、；圖5-6 面積量測界面高度測量：垂直距離測量，可以對三維場景中任意一點到指定高度的垂直距離進行計算，并顯示出結果。圖5-7 高度量測界面圖層顯示控制用戶可以根據自己的需要對三維場景中的圖層顯示進行控制，可以任意選擇要顯示的圖層。例如當用戶想要展示某一水域，而不想讓其他的水域顯示時，可以通過該功能控制要顯示的對象，達到展示的最佳效果。沿路徑飛行系統中的沿路徑飛行可以包括兩種功能，一是用戶自定義動態路徑功能，該功能使用戶可以在三維場景中自創建、修改和刪除動態路線。二是查看預定義動態路徑功能，該功能可使用戶查看系統預定義的動態路徑。用戶不能對其進行修改和刪除。動態路徑展示應用于配網管理方面，可以使

29、用戶自行創建或加載興趣路徑，以動態的方式展示管轄區域內的配網建設情況。達到既使人一目了然又賞心悅目的三維展示效果。3.3.2配網管理功能線路查詢定位根據用戶輸入的配網線路相關信息（如線路名稱、所屬單位、電壓等級等），在系統中會彈出于所查詢內容相關的一系列信息，用戶選擇自己要查詢的信息后，點擊此信息。三維場景會自動跳轉到該查詢對象上，實現定位查詢。傳統的配網管理，都是以簡單的紙制或二維平面配網專題圖來實現區域定位和查詢的，三維地理空間信息系統的提出，可使多用戶通過三維平臺實現熱點區域和對象的定位查詢，并提供相應查詢信息。使信息查詢更簡便，快速。圖中以地域查詢為例。對象的查詢定位框選圈選查詢根據用

30、戶在三維場景所選擇的范圍（范圍可用戶自繪制也可采用圈選模式），系統可以迅速查詢到范圍內的所有的矢量要素，并分類顯示。點擊用戶興趣對象以后，系統會在三維窗口中定位到該對象所在的位置。線路統計系統可以按照配網設備所屬的單位、電壓等級等進行統計，也可以進行全局統計。并可以電子文本（如Excel）格式輸出。設備查詢設備統計系統可以按照配網設備所屬的單位、電壓等級等進行統計，也可以進行全局統計。并可以電子文本（如Excel）格式輸出。故障管理系統可以按照故障發生的時間、區域、線路名稱、故障原因等進行查詢統計電纜管理對配網中的電纜（地下電纜）進行查詢、統計管理3.3.3配網規劃功能配電網絡的規劃是供電企業的一項重要工作，為了獲取最大的經濟效益，電網規劃既要保證電網安全可靠，又要保證電網經濟運行，所以配電網絡規劃的主要任務是，在可行技術的條件下，為滿足負荷發展的需求，制定可行的電網發展方案。通過