1、.：.；在電力行業消費運轉中實現WebGIS張健湖南省湘西電業局信息中心 416000摘要：本文引見了GIS、WebGIS軟件系統的根本特點，分析了電力行業對WebGIS的需求特點，論述了在電力系統內利用WebGIS技術實現電力設備、變電站、輸配電網絡、電力用戶與電力負荷和消費及管理等中心業務相銜接構成電力信息化的消費管理的綜合信息系統的根本思緒。引言地理信息系統GISgeographic information system在電力系統中的運用雖然剛剛起步，但是在電力消費和管理上曾經發揚了重要作用。WebGIS是GIS地理信息系統開發與Internet技術相結合的產物，GIS經過計算機網絡得以

2、擴展，得以成為真正效力于群眾的工具。基于網絡的地理信息系統WebGIS技術在近年內得到了快速開展，其運用也擴展到GIS運用領域的各個方面，成為GIS軟件技術的重要的組成部分。GIS的特點開放性具有開放式環境及很強的可擴展性和可銜接性。GIS技術支持多種數據庫管理系統，如 ORACLE、SYBASE、SQLSERVER等大型數據庫；運轉多種編程言語和開發工具；支持各類操作系統平臺；為各運用系統，如SCADA、EMS、CRM、ERP、MIS、OA等提供規范化接口；可嵌入非公用編程環境。先進性GIS平臺采用先進的計算機圖形技術、數據庫技術、網絡技術以及地理信息處置技術。系統設計采用目前最新技術，支持

3、遠程數據和圖紙查詢，利用系統提供的強大圖表輸出功能，可以直接打印地圖、統計報表、各類數據等。可分層控制圖紙、無級縮放、支持遨游、直接選擇定位等功能。系統具備完善的丈量工具，現場勘查數據，線路桿塔等設備的初步設計，并可直接進展線路設備遷移與相關計算等，實現線路輔助設計與設備檔案修正。開展性具有很強的可擴展性和可銜接性。在運用開發過程中，思索系統勝利后進一步開展，包括維護性擴展功能和與其它運用系統的街接與整合的方便。開發工具普通采用J2EE、XML等。WebGIS的特點與傳統的GIS軟件相比，WebGIS在體系構造上有了根本的轉變。基于InternetIntranet環境，采用了TCPIP通訊協議

4、，大大擴展了空間信息共享范圍。在運用層采用了HTTP協議，客戶端只需求有通用的閱讀器即可，不需求有特殊的GIS軟件，大大加強了GIS的開放性。GIS運用的分布性。可以根據網絡帶寬、計算機性能等一系列資源情況，將GIS運用按照功能分布到不同的節點上，如分布到多臺效力器上或是將一部分簡單運用分布到客戶機上，復雜的運用仍交給效力器執行，這樣可以大大提高GIS軟件的性能。空間數據的分布性。空間數據可以根據其本身具備的空間特征存儲在最適宜的位置上，從而大大簡化了對空間數據的管理。電力行業中GIS特點電力系統運轉參數實時性及信息的動態變化性，需求對瞬間信息及時搜集、處置和分析。電力GIS對數據處置、存儲容

5、量和傳輸速度均有較高的要求。電網的多屬性數據要求GIS具備足夠的穩定性和可靠性。根據電力行業技術規范及電力企業業務需求，系統具有良好的可維護性。電力GIS可以實現數據的一次輸入和多次輸出，以保證數據的一致性操作，實現數據的一致管理和多層維護等，構建高可靠性和高準確性的業務系統。電力系統是一個龐大復雜系統，電力網的廣域性和電力設備的分散性及設備的多樣性，實時信息量大，系統接口復雜，信息的覆蓋面廣，電網的各種電壓等級及多用戶銜接等需求GIS具備拓撲分析和轉換才干。電力GIS的單機任務站方式曾經落后，且不適宜電力企業信息系統實踐需求。電力行業目前運用的GIS平臺安裝在局域網環境下，在網絡的運用和開發

6、上整合信息，實現資源共享。電力GIS具備平安維護的特點，電網設備的高準確度丈量的經緯度坐標數據是國家根底信息資源，是國家平安的信息。目前電力行業內部廣域網曾經根本建成，其主干帶寬最低為1000M，這根本處理了海量數據發布的網絡瓶頸問題。電力部門的相關運用主要是電力設備、變電站、輸配電網絡、電力用戶與電力負荷和消費及管理等中心業務銜接構成電力信息化的消費管理的綜合信息系統，并不注重多種空間分析等對系統資源要求較高的功能，這有利于WebGIS的實現，確保了系統的穩定性。同時，對于某些有嚴密要求的各類數據，在電力廣域網內部運轉，其平安也是可以經過適當的手段加以控制和保證的。隨著電力行業運用逐漸深化，

7、電力行業用戶對WebGIS在海量空間信息管理和發布、 超大用戶群并發訪問、二次開發才干以及異構系統互操作等方面提出了更高的要求。由于WebGIS實現技術的一些限制和GIS本身的一些特點， 在電力系統WebGIS軟件實現的過程中需求思索處理以下幾個問題：并發訪問才干不順應日益擴展的系統規模。由于GIS運用涉及數據量大，處置復雜，在效力器端需求實現大量的業務邏輯，加重了效力器端的負擔，因此，并發訪問才干和呼應速度不斷是WebGIS軟件的主要改良方向。此前多數WebGIS產品的二次開發任務通常基于解釋執行的腳本言語進展，更在一定程度上降低了客戶端訪問的效率。系統的異構兼容性缺乏。不論是運用了微軟的D

8、COM、OMG的CORBA或Java RMI技術，都需求一致的運轉平臺提供根本的網絡效力和系統效力。效力的客戶端與系統提供的效力本身之間必需進展嚴密耦合，不同平臺的系統進展集成需求進展復雜的接口交互，系統的集成和維護代價很大。開發、調試和維護方法復雜。Web GIS的開發需求不同的開發言語和開發工具，目前WebGIS的開發言語具有單一性，這些言語特性和系統思想差別性很大，Web運用開發人員需求熟練掌握多種開發言語，系統開發、調試和維護難度大。電力行業中GIS根本功能面向對象的數據建模，具有建模規那么庫、電網圖的編輯及輸出工具。電力GIS平臺包括根本構件層、系統環境層、數據庫銜接層、圖形與數據接

9、口工具層、運用系統層等。分層建立各種數據模型，并建立各層的銜接關系。建立地理層信息與設備信息的拓撲和映射關系。電力GIS應支持多空間同屏顯示和多空間關聯建模、多空間索引。支持多種圖形處置與管理，實現數據的多層映射，多維空間映射，提供完好、準確的地圖信息、高精度圖片、準確的技術參數，標尺準確，高準確度桿塔位置，按用戶需求自動生成公用地圖。數據搜索快捷、線路圖表查詢準確和統計功能齊全。電力GIS實現電網數字化描畫，其目的是能對電網實現快速查詢，及時掌握電網運轉形狀，快速診斷電網缺點，提高處置事故才干，保證電網運轉質量以及提高用戶效力質量。GIS可對圖形數據、可執行圖形和屬性數據的嵌套操作與映射查詢

10、關系運算；根據電力系統提供的配電設備的圖形、屬性信息與地理位置、地形數據、環境數據、線路走向數據、線路設備歷史檔案和即時信息，對線路設計方案、施工方案、搶修和停電措施提供決策根據及輔助決策。電力GIS可以實現與電網調度自動化系統、電力用戶關系管理系統、電力營銷系統、電力市場管理系統等運用系統共享相關信息。支持多種管理運用系統的銜接，其中包括與企業的MIS系統融為一體。GIS系統中的設備管理對其生命周期衽全過程跟蹤，包括對設備信息的查詢、屬性數據的修正、設備的維修信息管理等。電力GIS對信息庫進展平安維護，制定管理與運用的平安嚴密措施和機制，包括內外網絡的隔離、重要電力設備電子地圖和設備信息數據

11、庫的維護等。平安措施在系統總體設計與建立中充分思索，并嚴厲實施，對運用系統的數據實現多層平安維護，設置用戶權限以保證系統資源共享下的平安，使系統能在可靠平安的環境下運轉。電力行業中GIS系統的實現從目前的WebGIS運轉機制來看，普通可以分成兩類，即基于效力器的運用系統，如ESRI公司的ArcIMS、MapInfo公司的MapXtreme、超圖公司的SuperMap IS和運用閱讀器插件的運用系統，如AutoDesk 公司的MapGuide、Intergraph公司的GeoMedia WebMap等。SuperMap IS是北京超圖公司的網絡地圖效力軟件產品，是一個典型的基于效力器端的運用系統

12、，可以運用純HTML或Java進展開發，該軟件具有如下高級特性：多源數據集成運用SuperMap 多源數據無縫集成技術，多種來源數據不僅可以在桌面系統集成，而且不需轉換即可直接發布到Internet網絡。多種制圖引擎SuperMap IS采用組件設計思想，具有全開放的體系構造，具有動態注冊和卸載多種制圖引擎的才干。SuperMap IS除了提供規范制圖引擎，用戶也可以運用提供的開發工具開發本人的商業化制圖引擎。海量數據訪問支持可以輕松地處置GB級的地圖數據，并將其快速發布到網絡，用戶訪問時間與數據量大小根本無關。動態群集與負載平衡基于HTTP的效力器群集技術，處理了WebGIS的瓶頸問題，確保

13、超大數據量的GIS運用高效運轉，在降低本錢的同時，大大提高系統性能。多用戶并發與多級緩存構造設計經過多地圖引擎并發處置來提高效力器負載。同時多級緩存構造可以有效地減少網絡訪問次數和處置時間，可以大大減少用戶端等待，提高用戶訪問效率。利用上述功能在電力系統網絡環境下可以有效地提高整個地圖系統的性能和負載才干，因此選擇SuperMap IS作為地圖發布的效力器，可以到達理想的效果。在實施中可以采用SuperMap IS和Microsoft IIS兩個效力器系統平行的構造，在客戶端采用ASP、JAVASCRIPT和HTML言語的混合編程進展開發。根據用戶懇求的不同，將懇求分別提交給相應的效力器處置，

14、其中對地圖懇求首先提交給群集效力器，由群集效力器對提交串進展分析處置，并根據分析的結果將詳細的處置交給相應的地圖效力器，由地圖效力器將最終的處置結果直接前往閱讀器。群集效力器擔任調度作用，當多臺地圖效力器同時運轉同一個地圖運用時，會根據地圖效力器的負荷情況，將義務調配給負荷最小的地圖效力器運轉，從而保證了負載平衡。同時，在整個群集體系下，可以動態的添加和減少地圖效力器。而對于用戶對專業數據庫的查詢懇求，由IIS效力器擔任解析執行ASP程序，并將得到的結果回傳給客戶端。在電力系統WebGis的實踐實現過程中，可以思索參考中科院地理所朱江博士的SuperMap IS.Net來實現專業GIS組件的地

15、圖效力和空間分析效力，網絡通訊效力，系統配置效力，容器效力/運用效力，群集效力，Web效力、可視化網絡控件效力，遠程管理效力的新架構。專業GIS組件、地圖效力/空間分析引擎組件、網絡通訊組件，作為整個框架的基石，為網絡地理信息效力器提供了分布式計算才干和基于地圖運算的地圖效力/空間分析引擎才干，地理信息效力器是框架的中心和樞紐，根據懇求擔任地圖效力/空間分析引擎的調度。GIS Web Service組件，GIS Web Controls控件以及其他適用Web運用程序依賴于地理信息效力器提供的效力，是和用戶交互的UI界面和編程接口，是二次開發的根底。地圖效力/空間分析引擎是基于契約設計的引擎顆粒

16、級別的.NET組件，它對GIS組件進展了功能封裝和重組，是網絡運用程序的可重用高級組件，具有元數據描畫信息，可以實現靈敏配置和動態加載。網絡通訊組件基于.NET Remoting技術構建，可以支持Tcp協議和Http協議，實現Web效力器和專業運用效力器之間的音訊交換，簡單的遠程調用機制、可序列化的遠程對象簡化了分布式計算方式，抑制了DCOM、CORBA復雜的調用機制。地理信息效力器是地圖效力/空間分析引擎組件和網絡通訊組件的宿主，同時它發布了地圖效力，空間分析效力和遠程管理效力等.NET Remoting遠程對象。集群效力在一組計算機上運轉一樣的軟件并虛擬成一臺主機系統為客戶端與運用提供效力

17、。經過群集可以實現負載才干的成比例提高，同時還可以減少單點失效的危險，提高系統的穩定性和可維護性，使效力器實現單機無法實現的容錯和負載平衡。GIS Web Service是面向空間信息處置的Web Service，其主要功能包括空間信息的管理、查詢、空間分析以及輸出最后處置結果。地圖效力，地名查找效力，路由效力就是典型的GIS Web Service。GIS Web Services作為向互聯網提供GIS效力的網絡組件，在客戶運用程序和空間數據處置內部系統之間起到了橋梁作用，向各種網絡運用程序提供了一致編程接口。可視化網絡控件是網絡快速運用程序開發RAD的根本元素，包括了地圖網絡控件，鷹眼網絡

18、控件，圖例網絡控件和常用工具欄網絡控件等，這些網絡控件相互關聯和協作，在可視化開發環境中，拖放式的編程方式使得二次開發的難度降到最低點。電力行業中GIS數據庫的實現在數據庫數據構造上比較恰當的方式是采用對同一數據源在拓撲空間數據構造和面向實體空間數據構造兩種方式存儲，分別支持外部訪問和內部運用效力。在構建的過程中應留意的問題數據規范為了保證數據庫的一致性、可操作性，數據庫采用一致的坐標系、一致的編碼體系和一致的屬性數據。一致的坐標系是指，無論是地理坐標系還是平面坐標系都要求一致，以保證地物要素的延續。一致編碼體系是指，一樣的地物要素用一樣的編碼，否那么數據庫間、圖幅間會出現無法接邊的邏輯錯誤。

19、一致屬性數據是指，一樣的地物要素在不同比例尺上有不同的表示方法，但應有一樣的屬性。數據庫一切空間數據采用高斯克呂格投影，1954年北京坐標系、1956年黃海高程系。大地模型采用克拉索夫斯基橢球，長半軸參數：6378245.0，扁率分母為：298.3。編碼采用原那么是：優先采用國家規范編碼，沒有國家規范編碼的再思索運用行業或部門編碼，沒有國家規范編碼和行業部門編碼，就按照規范格式自定義編碼。采用的主要規范有：國家規范GBT2392、中華人民共和國國家規范GBT22601995GBT8992、GBT8992等。元數據庫的建立元數據Metadata是關于數據的數據，在地理空間數據中，元數據是闡明數據內容、質量、表示方式、數據來源、空間參照系及其他有關特性的背景信息，是實現空間數據共享的中心內容之一。其主要作用有：協助 數據消費單位有效地管理、組織和維護數據。提供有關數據內容、質量等方面的根底信息，便于用戶比較不同的資料，確定所需用信息。便于用戶查詢和檢索信息，以及進展數據處置