专利名称：基于输电线路三维模型的空间信息提取与格式转换方法
技术领域：
本发明属于电力系统三维仿真领域，特别涉及一种基于输电线路三维模型的空间信息提取与格式转换方法。
背景技术：
随着电力体制改革开放的不断深入和电力市场竞争机制的建立，电力公司体制也发生了很大的变化。随着经济的迅猛发展，社会各行各业对电力公司的供电可靠性、电能质量和服务质量提出了越来越高的要求。然而面对纵横密织的电网分布、日益复杂的电力设备、时刻变化的电网信息、不断变迁的沿线地物变化，采用传统的方式管理电网已经难以满足管理与业务需求。输电网络是电力系统的最重要的组成部分，电网的规划、施工、运行、维护水平的 高低直接关系到电网主网主系统的安全性和经济性。随着湖北电网的逐步优化，电压水平的不断提升，设备健康水平的不断提高，仅仅依靠现有的管理手段和管理模式已经不能适应形势的发展，现有的运行管理人员越来越显得力不从心，尤其是高压电网的安全稳定运行，以及事故后的迅速反应和及时处理，都给输电网的管理人员提出了新的课题。地理信息系统(Geography Information System,简称GIS)是融计算机图形学、数据库技术以及信息系统于一体的、存储和处理空间信息的高新技术，它把地理位置和相关属性信息有机的结合起来，根据实际需要准确真实、图文并茂地输出给用户。工程技术人员可以借助其独有的空间分析功能和可视化表达，进行各种辅助决策。GIS信息技术己经广泛 应用于电力、水利、地质勘探、海洋、市政规划、基础设施建设与管理、农业、公安消防、通信、土地与房产管理、资源调查、环境保护、区域与国家的宏观分析与调控、航空航天及军事国防等领域。将GIS技术应用于电网的运行管理，实现数字化电网，对输电线路运行管理中的各种事务进行有效和直观的科学管理，这些应用在实际应用过程中取得了很明显的优势。三维可视化，并建立对各种实时信息进行处理等功能的管理系统，对全面提高超高压输变电运行管理水平，为辅助企业的科学化决策提供重要的数据及应用支持，对提高电网安全运行与应用效率具有重要意义。三维电网GIS应用中，对输电网三维数据进入到Skyline三维发布平台是一项非常重要的工作。相对于地形和影像数据而言，数字电网中的空间对象如导线、杆塔以及塔上设施无论是从数据的精细度还是数据更新频率均要高于地形和影像数据，同时，此类对象需要关联属性数据库，以方便查询和互操作。在三维电网数据采集时，通常直接的测绘成果为DXF格式的三维图形，后期直升机巡线的数据也是CAD的图形，DXF格式的图形本身不是GIS对象，一方面无法关联属性对象，另一方面直接到Skyline平台TE Pro组件中显示DXF的三维效果也不好,数据量过大，不利于后续应用。因此，从构建一个完整的三维电网GIS出发，需要提供专门的数据预处理模块，一方面完成对数字电网三维空间数据的导入，另一方面，在3D电网GIS中可利用该模块进行后期的数据维护，从而为用户提供一个开放的、全面的解决方案，避免系统建好后数据一次性导入后用户无法更新数据，影响系统使用。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中，无法直接将DXF格式的三维图形应用于GIS平台，从而提供一种基于输电线路三维模型的空间信息提取与格式转换方法，有效的对输电线路三维场景进行建模，主要是对导线，杆塔模型进行三维建模；根据基于LiDAR点云数据的输电线路逆向建模的到的CAD数据，从中提取出导线，杆塔的空间信息提取。并进行格式转换，使之适应于Skyline三维平台场景模型发布。本发明所采用的技术方案是一种基于输电线路三维模型的空间信息提取与格式转换方法，包括数据预处理和数据建库两个部分，其特征在于
数据预处理包括分层分块导出、对象空间索引、对象编码、属性关联、自动建模、模型检查、.X输出和.xpc生成模块,分别封装在AutoCAD插件和3D Max插件中；采用AutoCAD插件 批量对原始DXF格式数据进行格式检查，分层分块读取文件内容,将读取的内容建立空间对象索引并赋予编码，与读取的属性字段相关联后生成.dwg文件及shp文件；采用3D Max插件批量读取AutoCAD插件处理后的.dwg文件，对模型进行坐标置零操作后批量输出.X文件；最后通过Skyline软件平台下的MakeXpl工具,批量将.x文件转换为.xpc文件；数据建库集中在对DXF文件处理过程中，将分层分块读取的空间对象索引及属性字段信息保存在shp文件中输出。本发明的优点在于应用本发明的方法能够将DXF格式的文件转换为GIS平台适用的，适应于Skyline三维平台场景模型，有效的对输电线路三维场景进行建模，主要是对导线，杆塔模型进行三维建模；根据基于LiDAR点云数据的输电线路逆向建模的到的CAD数据，从中提取出导线，杆塔的空间信息提取。并进行格式转换，使之适应于Skyline三维平台场景模型发布。此外，采用本发明的方法能够优化输电线路三维场景建模的流程，达到提高大批量输电线路三维建模效率的目的。
图I是本发明的基于输电线路三维模型的空间信息提取与格式转换方法的技术流程图。
具体实施例方式为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样在本申请所列权利要求书限定范围之内。参见图1，本发明的目的是有效的对输电线路三维场景进行建模，主要是对导线，杆塔模型进行三维建模。根据基于LiDAR点云数据的输电线路逆向建模的到的CAD数据，从中提取出导线，杆塔的空间信息提取。并进行格式转换。使之适应于Skyline三维平台场景模型发布。基于LiDAR点云数据逆向建模后生成电网设施数据为DXF格式，将导线、杆塔、绝缘子等是以一个DXF文件的方式提供，里面包含不是一个完整意义上的GIS对象，无法直接进入到GIS系统进行管理。因此，数据预处理需要对DXF格式的电网数据进行分层分块的转换，将导线、杆塔、绝缘子等以GIS对象的方式输出，以便关联属性和三维建模。数据处理技术方案如图I。数据处理技术方案包括数据预处理和数据建库两个部分。I)数据预处理
数据预处理包括分层分块导出、对象空间索引、对象编码、属性关联、自动建模、模型检查、.X输出和.xpc生成等模块组成,分别封装在AutoCAD插件和3D Max插件中。AutoCAD插件批量对原始DXF格式数据进行格式检查，分层分块读取文件内容,将读取的内容建立空间对象索引并赋予编码，与读取的属性字段相关联后生成.dwg文件及 shp文件。3D Max插件批量读取AutoCAD插件处理后的.dwg文件,对模型进行坐标置零等操作后批量输出.X文件。最后通过Skyline软件平台下的MakeXpl工具，批量将.x文件转换为.xpc文件。2)数据建库
数据建库工作集中在对DXF文件处理过程中，将分层分块读取的空间对象索引及属性字段信息保存在shp文件中输出。本发明能够优化输电线路三维场景建模的流程，达到提高大批量输电线路三维建模效率的目的。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
权利要求
1. 一种基于输电线路三维模型的空间信息提取与格式转换方法，包括数据预处理和数据建库两个部分，其特征在于 数据预处理包括分层分块导出、对象空间索引、对象编码、属性关联、自动建模、模型检查、.X输出和.xpc生成模块,分别封装在AutoCAD插件和3D Max插件中；采用AutoCAD插件批量对原始DXF格式数据进行格式检查，分层分块读取文件内容,将读取的内容建立空间对象索引并赋予编码，与读取的属性字段相关联后生成.dwg文件及shp文件；采用3D Max插件批量读取AutoCAD插件处理后的.dwg文件，对模型进行坐标置零操作后批量输出.X文件；最后通过Skyline软件平台下的MakeXpl工具,批量将.x文件转换为.xpc文件；数据建库集中在对DXF文件处理过程中，将分层分块读取的空间对象索引及属性字段信息保存在shp文件中输出。
全文摘要
一种基于输电线路三维模型的空间信息提取与格式转换方法，包括数据预处理和数据建库两部分，其特征在于数据预处理采用AutoCAD插件批量对原始DXF格式数据进行格式检查，分层分块读取文件内容，将读取的内容建立空间对象索引并赋予编码，与读取的属性字段相关联后生成.dwg文件及shp文件；采用3DMax插件批量读取AutoCAD插件处理后的.dwg文件，对模型进行坐标置零操作后批量输出.x文件；通过Skyline软件平台下的MakeXpl工具，批量将.x文件转换为.xpc文件；数据建库将分层分块读取的空间对象索引及属性字段信息保存在shp文件中输出。本方法能够优化输电线路三维场景建模的流程。
文档编号G06T17/00GK102750359SQ201210193148
公开日2012年10月24日 申请日期2012年6月13日 优先权日2012年6月13日
发明者刘晓伟, 周震震, 张兴华, 张雪峰, 曾胜强, 李三, 樊灵孟, 肖勇, 钱海 申请人:国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司