一种基于OracleSpatial空间数据生成符合IEC61970规范SVG/CIM图形模型文件的方法与流程

本发明是在基于IEC61970的CIM建模思想下，通过Oracle Spatial空间数据特性。实现生成具有独立并且完整符合IEC61970规范的SVG/CIM图形模型文件。

背景技术：

随着电力市场的逐渐发展，电力系统也变得日益庞大和复杂，IEC61970系列标准为推动电力企业信息共享、解决信息孤岛现象提供了一种可行的技术标准。CIM模型对大电网结构做了相当程度的抽象，描述电力企业的所有主要对象，特别是与电力运行有关的对象，通过提供一种用对象类和属性及他们之间的关系来表示电力系统的标准方法。可扩展的矢量图形(SVG)，由于SVG具有加快下载浏览速度、容易获得更广泛的技术支持，方便图形定位和检索，具有良好的可重用性以及准确的颜色描述等优点，可在电力系统软件中作为图形数据交互。基于IEC61970标准的情况，运用Oracle Spatial空间数据以SVG/CIM模型文件推送到目标系统中进行图形转换。根据系统需求对SVG/CIM公共模型进行调试。可用于供电可靠性分析以及自动化应用功能上如：配电网故障开关定位，停电分析、开关告警、供电范围、用电在线分析等。

技术实现要素：

一种基于Oracle Spatial空间数据生成符合IEC61970规范SVG/CIM图形模型文件的方法，其特征是，通过Oracle Spatial空间数据特性，按照IEC61970的规范，对空间数据进行分析处理转换后，将空间数据通过SVG图形展现出来，图元间的逻辑、拓扑关系则由CIM模型展现，以满足与电网EMS系统图、模共享的目的；其整体流程为：由Oracle Spatial空间数据库，基于IEC61970标准，通过转换程序，将GIS专题图导出SVG图形、CIM模型，通过SVG图形、CIM模型文件作为中间数据模型，通过数据导入接口导入目标系统；其中SVG图形可以利用图形文件阅读器进行查询浏览；

本发明通过以下技术和算法实现：

(1)SVG图形元素定义

按照电网图形表示习惯或者统一的电网图元规范，利用SVG属性的定义(style)和图元定义(symbol)，制作定义出全部电网设备的图形元素；

同时根据各类型设备图形表示的逻辑、或者不同的专题图，制定图形元素的缩放比率、旋转角度、平移矢量值等具体参数，用于后续引用生成SVG图形；图形元素例子如下：

<symbol id＝"transformer2:shape_pd_dlzjt"viewbox＝"0 0 40 40"><path d＝"M115 100 L100 90 L100 110Z"fill＝"none"stroke-width＝"1"/>

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(2)读取Oracle Spatial空间数据

按照电网区域，(如：一个供电局、一条馈线、一个变电站等单位的电网区域，)读取电网设备存储在Oracle Spatial空间对象中的位置数据、拓扑数据、属性数据；此步骤中，为了实现大数据量数据查询和适配组织，必须采用Oracle临时表技术，采用低计算资源的处理方式，通过精确、分批次的查询，将GIS原始数据组装进入适合快速生成SVG、CIM图模文件的中间临时表中，存储为中间数据；

(3)中间数据转换为SVG图形数据

把临时表中的中间数据，即表示电力设备、构筑的点、线、面数据，转换为对应的SVG数据，并引用对应的图形元素，形成完整SVG文件；其过程如下：

首先，进行坐标系统的装换，将GIS系统中的WGS84坐标系，转换成为SVG可缩放矢量图形的屏幕坐标系。并同时定制出图形转换的缩放比率，已达到转出SVG图形原GIS系统图形的完全一致性；

其次，按照电网设备的类型，开始针对点、线、面各类型数据，开展转换及应用图形元素，生成完整的SVG文件；如：对于简单的点类型数据进行处理，取出点类型设备的经纬度或者相对坐标，通过坐标转换成SVG坐标(X，Y)；对于线类型空间数据，需要提取出线类型数据的坐标序列，生成SVG文件中的PATH标签；针对面设备空间数据，获取每个点坐标，生成SVG文件中的RECT标签；

第三，图形渲染，根据不同的专题图纸需要，设定导出单元区域图纸的画布大小、边框、统计及审批图框等模式和详细内容；重要的设置SVG图形的前后背景颜色、及动态静态数据渲染样式；

(4)中间数据转换为CIM模型数据

拓扑数据存储针对CIM模型文件，IEC61970公共信息模型由完整的一组包组成；实体具有越过许多包边界的关联；每一个应用将使用多个包中所表示的信息；在针对空间数据提取中数据与数据之间的拓扑关系，形成CIM模型，用来反应出SVG上图元与图元直接的拓扑关系；

承接上一步“中间数据转换为SVG图形数据”，将临时表中的拓扑链表数据，转换生成XML格式的CIM数据；根据GIS系统建模方式的不同，此处的设计考虑了适配的策略；(例如：存在电气连接端子记录的建模方式，完整的导出端子、电气连接关系数据即可；若仅只有电气连接关系建模方式，通过链表型的电气关系数据及设备类型信息，首先生成端子数据，然后顺序生成电气连接关系数据；)

SVG、CIM图形模型文件组装储存

通过上述步骤生成的SVG图形文件以CIM模型文件，利用Oracle CLOB、BLOB等大对象存储类型，组装存储；

(5)图纸版本管理

电网的建设，随着时间的推移，在不断的升级改造、扩建，对应管理的图纸也在不断的修订变更；为了更好的综合管理好电网建设过程中的图纸，本发明此处引入了版本管理的策略，精细化的记录管理电网各个阶段历史图纸；供后期随时查询获取。

本发明的创新点在于，首次使用基于Oracle Spatial空间对象型数据，按照IEC61970的规范，实现了对象型空间数据到标记矢量型数据的转化。架设通了电网GIS电力EMS系统间数据交互共享的桥梁。

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步解释。

附图说明

图1为本发明整体流程图；

图2为本发明逻辑示意图；

图3为本发明CIM模型示意图；

图4为SVG上图元与图元直接的拓扑关系示意图。

具体实施方式

本发明通过以下技术和算法实现：

(1)SVG图形元素定义

按照电网图形表示习惯或者统一的电网图元规范，利用SVG属性的定义(style)和图元定义(symbol)，制作定义出全部电网设备的图形元素；

同时根据各类型设备图形表示的逻辑、或者不同的专题图，制定图形元素的缩放比率、旋转角度、平移矢量值等具体参数，用于后续引用生成SVG图形；图形元素例子如下：

<symbol id＝"transformer2:shape_pd_dlzjt"viewbox＝"0 0 40 40"><path d＝"M115 100 L100 90 L100 110 Z"fill＝"none"stroke-width＝"1"/>

<path d＝"M115100L13090L130110Z"fill＝"none"stroke-width＝"1"/>

</symbol>

(2)读取Oracle Spatial空间数据

按照电网区域，(如：一个供电局、一条馈线、一个变电站等单位的电网区域，)读取电网设备存储在Oracle Spatial空间对象中的位置数据、拓扑数据、属性数据；此步骤中，为了实现大数据量数据查询和适配组织，必须采用Oracle临时表技术，采用低计算资源的处理方式，通过精确、分批次的查询，将GIS原始数据组装进入适合快速生成SVG、CIM图模文件的中间临时表中，存储为中间数据；

(3)中间数据转换为SVG图形数据

把临时表中的中间数据，即表示电力设备、构筑的点、线、面数据，转换为对应的SVG数据，并引用对应的图形元素，形成完整SVG文件；其过程如下：

首先，进行坐标系统的装换，将GIS系统中的WGS84坐标系，转换成为SVG可缩放矢量图形的屏幕坐标系。并同时定制出图形转换的缩放比率，已达到转出SVG图形原GIS系统图形的完全一致性；

其次，按照电网设备的类型，开始针对点、线、面各类型数据，开展转换及应用图形元素，生成完整的SVG文件；如：对于简单的点类型数据进行处理，取出点类型设备的经纬度或者相对坐标，通过坐标转换成SVG坐标(X，Y)；对于线类型空间数据，需要提取出线类型数据的坐标序列，生成SVG文件中的PATH标签；针对面设备空间数据，获取每个点坐标，生成SVG文件中的RECT标签；

第三，图形渲染，根据不同的专题图纸需要，设定导出单元区域图纸的画布大小、边框、统计及审批图框等模式和详细内容；重要的设置SVG图形的前后背景颜色、及动态静态数据渲染样式；

(4)中间数据转换为CIM模型数据

拓扑数据存储针对CIM模型文件，IEC61970公共信息模型由完整的一组包组成；实体具有越过许多包边界的关联；每一个应用将使用多个包中所表示的信息；在针对空间数据提取中数据与数据之间的拓扑关系，形成CIM模型，用来反应出SVG上图元与图元直接的拓扑关系；

承接上一步“中间数据转换为SVG图形数据”，将临时表中的拓扑链表数据，转换生成XML格式的CIM数据；根据GIS系统建模方式的不同，此处的设计考虑了适配的策略；(例如：存在电气连接端子记录的建模方式，完整的导出端子、电气连接关系数据即可；若仅只有电气连接关系建模方式，通过链表型的电气关系数据及设备类型信息，首先生成端子数据，然后顺序生成电气连接关系数据；)

SVG、CIM图形模型文件组装储存

通过上述步骤生成的SVG图形文件以CIM模型文件，利用Oracle CLOB、BLOB等大对象存储类型，组装存储；

(5)图纸版本管理

电网的建设，随着时间的推移，在不断的升级改造、扩建，对应管理的图纸也在不断的修订变更；为了更好的综合管理好电网建设过程中的图纸，本发明此处引入了版本管理的策略，精细化的记录管理电网各个阶段历史图纸；供后期随时查询获取。

具体为：

(1)SVG图形元素定义

按照电网图形表示习惯或者统一的电网图元规范，利用SVG属性的定义(style)和图元定义(symbol)，制作定义出全部电网设备的图形元素。

同时根据各类型设备图形表示的逻辑、或者不同的专题图，制定图形元素的缩放比率、旋转角度、平移矢量值等具体参数，用于后续引用生成SVG图形；图形元素的定义如下：

读取Oracle Spatial空间数据

按照电网区域，如：一个供电局、一条馈线、一个变电站等单位的电网区域，读取电网设备存储在Oracle Spatial空间对象中的位置数据、拓扑数据、属性数据。此步骤中，为了实现大数据量数据查询和适配组织，必须采用Oracle临时表等技术，采用低计算资源的处理方式，通过精确、分批次的查询，将GIS原始数据组装进入适合快速生成SVG、CIM图模文件的中间临时表中，存储为中间数据。

中间数据转换为SVG图形数据

把临时表中的中间数据，即表示电力设备、构筑的点、线、面数据，转换为对应的SVG数据，并引用对应的图形元素，形成完整SVG文件。详细过程如下：

首先，进行坐标系统的装换，将GIS系统中的WGS84坐标系，转换成为SVG可缩放矢量图形的屏幕坐标系。并同时定制出图形转换的缩放比率，已达到转出SVG图形原GIS系统图形的完全一致性。

其次，按照电网设备的类型，开始针对点、线、面各类型数据，开展转换及应用图形元素，生成完整的SVG文件。如：对于简单的点类型数据进行处理，取出点类型设备的经纬度或者相对坐标，通过坐标转换成SVG坐标(X，Y)；对于线类型空间数据，需要提取出线类型数据的坐标序列，生成SVG文件中的PATH标签；针对面设备空间数据，获取每个点坐标，生成SVG文件中的RECT标签。

第三，图形渲染，根据不同的专题图纸需要，设定导出单元区域图纸的画布大小、边框、统计及审批图框等模式和详细内容。重要的设置SVG图形的前后背景颜色、及动态静态数据渲染样式。

中间数据转换为CIM模型数据

拓扑数据存储主要针对CIM模型文件，IEC61970公共信息模型由完整的一组包组成。实体可以具有越过许多包边界的关联；每一个应用将使用多个包中所表示的信息；在针对空间数据提取中数据与数据之间的拓扑关系，形成CIM模型，用来反应出SVG上图元与图元直接的拓扑关系。

承接上一步“中间数据转换为SVG图形数据”，将临时表中的拓扑链表数据，转换生成XML格式的CIM数据。根据GIS系统建模方式的不同，此处的设计考虑了适配的策略，例如：存在电气连接端子记录的建模方式，完整的导出端子、电气连接关系数据即可。若仅只有电气连接关系建模方式，通过链表型的电气关系数据及设备类型信息，首先生成端子数据，然后顺序生成电气连接关系数据。

SVG、CIM图形模型文件组装储存

通过上述步骤生成的SVG图形文件以CIM模型文件，利用Oracle CLOB、BLOB等大对象存储类型，组装存储。

图纸版本管理

电网的建设，随着时间的推移，在不断的升级改造、扩建，对应管理的图纸也在不断的修订变更。为了更好的综合管理好电网建设过程中的图纸，此发明此处引入了版本管理的策略，精细化的记录管理电网各个阶段历史图纸。供后期随时查询获取。