一种地闪密度图Web在线生成系统及方法与流程

本发明涉及电力系统雷区分布图绘制领域，尤其涉及一种地闪密度图Web在线生成系统及方法。

背景技术：

电力系统的雷区分布图是指导输变电线路防雷工作的重要依据。雷区分布图包括地闪密度图和雷害风险分布图两种：地闪密度图主要显示地面单位平方公里内年度落雷密度，常用来分析和诊断输电线路遭受雷击概率的大小，指导输变电设备防雷工作；雷害风险分布图主要用于表征各区域输电线路发生雷击风险的相对大小，常用于分析不同电压等级线路在不同地域范围内的遭受雷击的危险程度。

目前，通常采用雷电定位系统自动采集雷电监测数据，雷电监测数据包括发生雷电的时间、位置、雷电流幅值与极性等数据。雷电定位系统将自动采集的雷电监测数据存入数据库服务器的数据库，根据所述数据库中的数据生成地闪密度图。而生成地闪密度图的方法为C/S(Client/Server，客户机/服务器)架构的桌面生成方式。所述C/S架构的桌面生成方式为根据客户机发送的地闪密度图生成指令，获取数据库服务器中的数据，从而生成用户需要的地闪密度图。

但是，上述地闪密度图的生成方法中，仅能在客户机的桌面上生成用户需要的地闪密度图，而无法执行C/S架构外远程的供电单位等用户的地闪密度图生成指令，既不方便供电单位等用户用远程方式生成地闪密度图，也限制了供电单位等电力公司防雷工作人员开展精细化防雷工作。

技术实现要素：

本发明提供了一种地闪密度图Web在线生成系统及方法，以解决现有技术中无法执行C/S架构外远程的供电单位等用户的地闪密度图生成指令，既不方便供电单位等用户用远程方式生成地闪密度图，也限制供电单位等电力公司防雷工作人员开展精细化防雷工作的问题。

第一方面，本发明提供了一种地闪密度图Web在线生成系统，该系统包括：

Web浏览器，用于将用户指令生成地闪密度图生成指令，并将所述地闪密度图生成指令发送给消息队列服务器，接收所述消息队列服务器发送的制图完成消息，并向所述数据库服务器发送地闪密度图调用指令，以使获取所述数据库服务器生成的地闪密度图；

消息队列服务器，用于按照先进先出的原则将所述地闪密度图生成指令发送给数据库服务器，接收所述数据库服务器发送的所述制图完成消息，并将所述制图完成消息转发至所述Web浏览器；

数据库服务器，用于根据所述地闪密度图生成指令生成相应的地闪密度图，并通过所述消息队列服务器向所述Web浏览器发送制图完成消息；

其中，所述地闪密度图生成指令包括区域地闪密度图生成指令、线路地闪密度区段图生成指令、杆塔地闪密度缓冲图生成指令或变电站地闪密度缓冲图生成指令。

优选地，所述数据库服务器包括：

地闪密度图生成模块，用于生成所述地闪密度图；

数据库模块，用于存储所述地闪密度图；

网络地理信息系统Webgis模块，用于发布所述地闪密度图，并根据所述Web浏览器发送的地闪密度图调用指令展示所述地闪密度图。

优选地，所述Webgis模块包括基于GeoServer的Webgis应用服务器子模块。

第二方面，本发明还提供了一种地闪密度图Web在线生成方法，所述方法包括：

Web浏览器将用户指令生成地闪密度图生成指令，并将所述地闪密度图生成指令发送给消息队列服务器，其中，所述地闪密度图生成指令包括区域地闪密度图生成指令、线路地闪密度区段图生成指令、杆塔地闪密度缓冲图生成指令或变电站地闪密度缓冲图生成指令；

所述消息队列服务器接收所述地闪密度图生成指令，按照先进先出的原则将所述地闪密度图生成指令发送给数据库服务器；

所述数据库服务器接收所述地闪密度图生成指令，根据所述地闪密度图生成指令生成相应的地闪密度图；

所述数据库服务器向所述消息队列服务器发送制图完成消息；

所述消息队列服务器接收所述制图完消息，并转发至所述Web浏览器；

所述Web浏览器接收所述制图完成消息，并向所述数据库服务器发送地闪密度图调用指令，以使获取所述地闪密度图。

优选地，所述数据库服务器根据所述地闪密度图生成指令生成相应的地闪密度图，包括：

对所述地闪密度图生成指令涉及的区域、线路和缓冲距离进行网格划分；

计算各网格的落雷密度值；

将所述落雷密度值采用GIS反距离权重方法进行插值、分级，获得地闪密度栅格图；

将所述地闪密度栅格图的栅格数据转换成矢量数据，进行数据处理，得到所述地闪密度图。

优选地，所述数据库服务器根据所述地闪密度图生成指令生成相应的地闪密度图之后，还包括：

将所述地闪密度图存储到数据库中，并在网络地理信息系统Webgis模块中发布。

本发明提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本发明实施例提供的一种地闪密度图Web在线生成系统及方法，包括：Web浏览器，用于将用户指令生成地闪密度图生成指令，并将所述地闪密度图生成指令发送给消息队列服务器，接收所述消息队列服务器发送的制图完成消息，并向所述数据库服务器发送地闪密度图调用指令，以使获取所述数据库服务器生成的地闪密度图；消息队列服务器，用于按照先进先出的原则将所述地闪密度图生成指令发送给数据库服务器，接收所述数据库服务器发送的所述制图完成消息，并将所述制图完成消息转发至所述Web浏览器；数据库服务器，用于根据所述地闪密度图生成指令生成相应的地闪密度图，并通过所述消息队列服务器向所述Web浏览器发送制图完成消息；其中，所述地闪密度图生成指令包括区域地闪密度图生成指令、线路地闪密度区段图生成指令、杆塔地闪密度缓冲图生成指令或变电站地闪密度缓冲图生成指令。本发明实施例提供的地闪密度图Web在线生成系统通过Web浏览器和数据库服务器构成的B/S架构，用户可通过Web浏览器下达地闪密度图生成指令，Web浏览器将所述指令发送给消息队列服务器，消息队列服务器将所述指令按照先进先出的原则发送给数据库服务器，数据库服务器根据所述指令生成相应的地闪密度图供Web浏览器查看和调用。本发明实施例提供的地闪密度图Web在线生成系统可以执行远程的供电单位等用户的地闪密度图生成指令，方便供电单位等用户通过远程方式生成地闪密度图，更适用分析和诊断输电线路遭受雷击概率的大小、指导输变电设备防雷工作的开展，最大限度的满足了电力公司防雷工作人员对地闪密度图的检索要求，有利于电力公司防雷工作人员开展精细化防雷工作，具有广泛的实用性和很高的经济效益。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种地闪密度图Web在线生成系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种地闪密度图Web在线生成方法的流程流程图；

图3为本发明实施例提供的一种网格法生成地闪密度图的流程示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供一种地闪密度图Web在线生成系统，如图1所示，包括：Web浏览器1、消息队列服务器2和数据库服务器3，所述Web浏览器1分别与消息队列服务器2、数据库服务器3通信连接，所述消息队列服务器2和数据库服务器3通信连接。

所述Web浏览器1，用于将用户指令生成地闪密度图生成指令，并将所述地闪密度图生成指令发送给消息队列服务器，接收所述消息队列服务器发送的制图完成消息，并向所述数据库服务器发送地闪密度图调用指令，以使获取所述数据库服务器生成的地闪密度图。

其中，所述地闪密度图生成指令包括区域地闪密度图生成指令、线路地闪密度区段图生成指令、杆塔地闪密度缓冲图生成指令或变电站地闪密度缓冲图生成指令。

所述用户指令包括生成地闪密度图的区域、线路、杆塔、变电站、落雷时间段和缓冲距离。

Web(World Wide Web，全球广域网)，也称为万维网，它是一种基于超文本和HTTP(HyperText Transfer Protocol，超文本传输协议)的、全球性的、动态交互的、跨平台的分布式图形信息系统，是建立在Internet上的一种网络服务，为浏览者在Internet上查找和浏览信息提供了图形化的、易于访问的直观界面，其中的文档及超级链接将Internet上的信息节点组织成一个互为关联的网状结构。在本发明实施例中，所述Web浏览器包括IE浏览器、FireFox浏览器等。

所述消息队列服务器2，用于按照先进先出的原则将所述地闪密度图生成指令发送给数据库服务器，接收所述数据库服务器发送的所述制图完成消息，并将所述制图完成消息转发至所述Web浏览器。

在本发明实施例中，所述消息队列服务器包括消息队列模块，所述消息队列模块可以用数据的一个表来模拟实现，采用先进先出的模式设计，先进入的指令优先执行，消息进入的时候，生成一条记录，消息被消费了之后状态发生改变。所述消息队列服务器主要中来沟通Web浏览器和数据库服务器的指令/消息传达。

所述数据库服务器3，用于根据所述地闪密度图生成指令生成相应的地闪密度图，并通过所述消息队列服务器向所述Web浏览器发送制图完成消息。

在具体实施过程中，所述数据库服务器3包括：地闪密度图生成模块、数据库模块和网络地理信息系统Webgis模块。

所述地闪密度图生成模块，用于根据所述地闪密度图生成指令生成相应的地闪密度图。

所述数据库模块，用于存储所述地闪密度图。

所述网络地理信息系统Webgis模块，用于发布所述地闪密度图，并根据所述Web浏览器发送的地闪密度图调用指令展示所述地闪密度图。

Webgis模块通过互联网对地理空间数据进行发布和应用，以实现空间数据的共享和互操作，如GIS信息的在线查询和业务处理等。Webgis客户端可以采用Web浏览器，如IE浏览器，FireFox浏览器等。Webgis模块是利用Internet技术来扩展和完善GIS的一项新技术，其核心是在GIS中嵌入HTTP标准的应用体系，实现Internet环境下的空间信息管理和发布。Webgis模块可采用多主机、多数据库进行分布式部署，通过Internet/Intranet(因特网/内联网)实现互联，是一种B/S(Browser/Server，浏览器/服务器)结构，数据库服务器向Web浏览器(客户端)提供信息和服务，Web浏览器具有获得各种空间信息和应用的功能。

在具体实施过程中，所述Webgis模块包括基于GeoServer的Webgis应用服务器子模块。基于GeoServer的Webgis应用服务器子模块将会自动将相应的地闪密度图渲染，当用户要调用时，使地闪密度图以图形的形式呈现给用户。

本发明实施例提供的一种地闪密度图Web在线生成系统，包括：Web浏览器，用于将用户指令生成地闪密度图生成指令，并将所述地闪密度图生成指令发送给消息队列服务器，接收所述消息队列服务器发送的制图完成消息，并向所述数据库服务器发送地闪密度图调用指令，以使获取所述数据库服务器生成的地闪密度图；消息队列服务器，用于按照先进先出的原则将所述地闪密度图生成指令发送给数据库服务器，接收所述数据库服务器发送的所述制图完成消息，并将所述制图完成消息转发至所述Web浏览器；数据库服务器，用于根据所述地闪密度图生成指令生成相应的地闪密度图，并通过所述消息队列服务器向所述Web浏览器发送制图完成消息；其中，所述地闪密度图生成指令包括区域地闪密度图生成指令、线路地闪密度区段图生成指令、杆塔地闪密度缓冲图生成指令或变电站地闪密度缓冲图生成指令。本发明实施例提供的地闪密度图Web在线生成系统通过Web浏览器和数据库服务器构成的B/S架构，用户可通过Web浏览器下达地闪密度图生成指令，Web浏览器将所述指令发送给消息队列服务器，消息队列服务器将所述指令按照先进先出的原则发送给数据库服务器，数据库服务器根据所述指令生成相应的地闪密度图供Web浏览器查看和调用。本发明实施例提供的地闪密度图Web在线生成系统可以执行远程的供电单位等的地闪密度图生成指令，方便供电单位等用户通过远程方式生成地闪密度图，更适用分析和诊断输电线路遭受雷击概率的大小、指导输变电设备防雷工作的开展，最大限度的满足了电力公司防雷工作人员对地闪密度图的检索要求，有利于电力公司防雷工作人员开展精细化防雷工作，具有广泛的实用性和很高的经济效益。

本发明实施例还提供一种地闪密度图Web在线生成方法，如图2所示，包括：

S100：Web浏览器将用户指令生成地闪密度图生成指令，并将所述地闪密度图生成指令发送给消息队列服务器。

其中，所述地闪密度图生成指令包括区域地闪密度图生成指令、线路地闪密度区段图生成指令、杆塔地闪密度缓冲图生成指令或变电站地闪密度缓冲图生成指令。

所述用户指令包括生成地闪密度图的区域、线路、杆塔、变电站、落雷时间段和缓冲距离。在具体实施过程中，用户通过Web浏览器下达指令，可以只选择区域，也可以选多条线路，也可以只选择某个变电站或杆塔，然后定义落雷时间段和缓冲距离，并设置地闪密度图的格点精度，在本发明实施例中，最高可以支持0.01°的格点精度。系统Web浏览器将用户意图封装为一条地闪密度图生成指令消息，发送给消息队列服务器，然后Web浏览器将进入倒计时等待状态，地闪密度图生成指令状态为“未开始”。

在一种应用场景中，当用户指令包括生成地闪密度图的区域时，Web浏览器将用户指令生成区域地闪密度图生成指令；当用户指令包括生成地闪密度图的线路时，Web浏览器将用户指令生成线路地闪密度区段图生成指令；当用户指令包括生成地闪密度图的杆塔时，Web浏览器将用户指令生成杆塔地闪密度缓冲图生成指令；当用户指令包括生成地闪密度图的变电站时，Web浏览器将用户指令生成变电站地闪密度缓冲图生成指令。

S200：所述消息队列服务器接收所述地闪密度图生成指令，按照先进先出的原则将所述地闪密度图生成指令发送给数据库服务器。

在具体实施过程中，由于消息队列服务器在一个时间段内可能有多个用户通过Web浏览器下达地闪密度图生成指令，即在一个时间段内可能收到多了个地闪密度图生成指令，因此，所述消息队列服务器接收到Web浏览器发送的所述地闪密度图生成指令后，给所述地闪密度图指令分配指令代码，在本发明实施例中，每个地闪密度图生成指令对应的指令代码都是唯一的。然后按照地闪密度图生成指令的接收顺序，按照先进先出的原则，将地闪密度图生成指令发送给数据库服务器。

S300：所述数据库服务器接收所述地闪密度图生成指令，根据所述地闪密度图生成指令生成相应的地闪密度图。

在具体实施过程中，当地闪密度图生成指令为区域地闪密度图生成指令时，数据库服务器将生成区域地闪密度图；当地闪密度图生成指令为线路地闪密度区段图生成指令时，数据库服务器将生成线路地闪密度区段图；当地闪密度图生成指令为杆塔地闪密度缓冲图生成指令时，数据库服务器将生成杆塔地闪密度缓冲图；当地闪密度图生成指令为变电站地闪密度缓冲图生成指令时，数据库服务器将生成变电站地闪密度缓冲图。

所述数据库服务器生成相应的地闪密度图的方法包括网格法，具体的，如图3所示，生成地闪密度图的方法的具体实施方式包括以下步骤：

S301：对所述地闪密度图生成指令涉及的区域、线路和缓冲距离进行网格划分。

在具体实施过程中，根据雷电检测数据的数据量，设定统计落雷密度的网格区域大小，对所述地闪密度图生成指令涉及的区域、线路和缓冲距离进行网格划分，划分成若干网格。

S302：计算各网格的落雷密度值。

按照步骤S301中划分的网格，采用多线程方式，统计各个网格落雷个数，再除以所对应网格的面积，获得各个网格的落雷密度值。

S303：将所述落雷密度值采用GIS反距离权重方法进行插值、分级，获得地闪密度栅格图。

将步骤S302中获得的落雷密度值采用采用GIS反距离权重方法进行插值、分级，获得地闪密度栅格图。

S304：将所述地闪密度栅格图的栅格数据转换成矢量数据，进行数据处理，得到所述地闪密度图。

将步骤S304中获得的地闪密度栅格图的栅格数据转换成矢量数据，进行要素平滑、碎多边形合并、拓扑验证等数据处理，得到地闪密度图。

在具体实施过程中，数据库服务器生成地闪密度图的过程是系统自动完成的，用户不需要操作，在具体实施过程中，系统会自动将地闪密度图生成指令状态设置为“计算中”，当数据库服务器生成地闪密度图后，系统自动将地闪密度图生成指令状态设置为“已完成”。

在具体实施过程中，所述数据库服务器根据所述地闪密度图生成指令生成相应的地闪密度图之后，还包括：

将所述地闪密度图存储到数据库中，并在网络地理信息系统Webgis模块中发布。将所述地闪密度图存储到数据库中，可以用表格方式展示地闪密度等级和区域的平均地闪密度，并且也可以提供excel文件方式的输出。

在一种可能的实施方式中，将所述地闪密度图发布到基于GeoServer的Webgis应用服务器子模块。当用户要调用该地闪密度图时，基于GeoServer的Webgis应用服务器子模块将会自动将相应的地闪密度图按照电力行业标准《DL/T 1533-2016电力系统雷区分布图绘制方法》的规定渲染，然后呈现给用户。

S400：所述数据库服务器向所述消息队列服务器发送制图完成消息。

获得地闪密度图后，所述数据库服务器向所述消息队列服务器发送制图完成消息，以使消息队列服务器将所述制图完成消息转发给所述Web浏览器。

S500：所述消息队列服务器接收所述制图完消息，并转发至所述Web浏览器。

当消息队列服务器接收到数据库服务器发送的制图完成消息时，将所述制图完成消息转发给所述Web浏览器。

S600：所述Web浏览器接收所述制图完成消息，并向所述数据库服务器发送地闪密度图调用指令，以使获取所述地闪密度图。

当所述Web浏览器接收所述制图完成消息，用户界面地闪密度图生成指令已处于“已完成”状态，然后用户可以用鼠标点选这条指令，通过指令代码获取相应的地闪密度图，系统通过Webgis方式以图形化的方式渲染并展示地闪密度图。当然，在具体实施过程中，也可以用表格方式展示地闪密度等级和区域的平均地闪密度，并且也可以提供excel文件方式的输出。

在一种可能的应用场景中，用户在Web浏览器选择的区域为云南省某市，定义落雷时间段为2016年5月份，利用本方法将获得该市2016年5月份的地闪密度图。

本发明实施例提供的地闪密度图Web在线生成方法，利用Web浏览器与用户交互，利用消息队列技术屏蔽了繁杂的成图过程，使用户享有非常好的操作体验；可以生成区域地闪密度图、线路地闪密度区段图、杆塔地闪密度缓冲图和变电站地闪密度缓冲图。本方法可以执行远程的供电单位等用户的地闪密度图生成指令，方便供电单位等用户通过远程方式生成地闪密度图，用户可根据任意时间段、地图格点精度、区域、线路、杆塔、变电站来实时生成地闪密度图，更适用分析和诊断输电线路遭受雷击概率的大小、指导输变电设备防雷工作的开展，最大限度的满足了电力公司防雷工作人员对地闪密度图的检索要求，有利于电力公司防雷工作人员开展精细化防雷工作，具有广泛的实用性和很高的经济效益。

本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例中的说明即可。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的公开后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

以上所述的本发明实施方式并不构成对本发明保护范围的限定。