一种基于谷歌地球的输电线路三维设计方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于谷歌地球的输电线路三维设计方法及系统，方法包括：进行设计初始化，从而确定待设计输电线路的参数；根据预设的数据组织方式和待设计输电线路参数，在谷歌地球上进行选线设计，从而得到选定的路径图以及选定的转角坐标；根据选定的转角坐标，在谷歌地球上进行输电线路地物矢量化标记和断面点数据获取处理；生成平断面图；根据生成的平断面图进行杆塔位初排；生成参数化三维铁塔建模模块，然后在谷歌地球中加载参数化三维铁塔建模模块进行三维漫游和设计优化，从而得到塔位成果表；输出生成的路径图、平断面图和塔位成果表。本发明具有数据获取方便、快速和廉价的优点，可广泛应用于电力工程【技术领域】。
【专利说明】一种基于谷歌地球的输电线路三维设计方法及系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力工程【技术领域】，尤其是一种基于谷歌地球的输电线路三维设计方法及系统。
【背景技术】
[0002]名词解释:
Ruby语言:一种面向对象、命令式、函数式、动态的通用编程语言，在20世纪90年代中期由日本人松本行弘设计并开发。
[0003]google SketchUp软件:谷歌草图大师软件，是谷歌公司提供的一款免费的3D设计软件。
[0004]电力选线要综合考虑自然、地理条件和经济、社会因素，因此需要现实性较高的地形图作为基础，地形图资料的获取周期长、成本高。
[0005]传统输电线路设计时，设计人员需要在地形图的基础上进行选址、选线和项目论证。然而受各种因素的影响，一些偏远山区的基础地理信息数据更新较慢，还是沿用七八十年代的地形图，已经跟不上经济和社会发展的需要。另外，数据的获取还需要国土、规划等各部门的审批，流程繁琐，周期长。
[0006]为了解决上述问题，国内外相关公司设计了电力工程三维设计软件，利用三维建模技术对线路全景进行模拟，使设计人员从宏观上把握设计方案的可行性，以设计出征地拆迁少、交叉跨越少，投资省和工期短的方案。但是，该方案需要大量获取代价高和获取周期长的DEM数据和DOM数据支撑，数据获取不够方便,速度较慢且成本较高。
[0007]谷歌地图(Google map)和谷歌地球(Google Earth)不仅提供免费的数据，并且也允许使用者在其中找到兴趣点并作以标记、标注，通过互联网分享给全球其他使用者，从而达到GIS信息数据的全球共享。Google Earth拥有全球范围的卫星影像，大中城市区域内还有在不断更新的高清晰影像。在乡村区域，Google Earth影像的分辨率大约在10?30m，能十分清楚地反映出水系和基本上分辨出村庄，特别是能很清晰地分辨出成片的工厂和开发区。而大中城市的高清影像分辨率达到0.4m，一般可以看出公路上的标线，所反映的地物信息比1:2000地形图更清晰。且这些卫星影像都是最近几年拍摄的，比传统的地形图更能反映区域现状。目前Google公司开放了用于进行Google map、Google earth 二次开发的API库,在此基础上,用户可以通过计算机编程,下载google earth的高程和影像等信息，然后通过来专业软件制作相应的电子地形图，为勘察设计服务。
[0008]但是，目前业内还未有一种数据获取方便、快速且成本较低的，基于谷歌地球的输电线路三维设计方法及系统。
【发明内容】
[0009]为了解决上述技术问题，本发明的目的是:提供一种数据获取方便、快速且成本较低的，基于谷歌地球的输电线路三维设计方法。[0010]本发明的另一目的是:提供一种数据获取方便、快速且成本较低的，基于谷歌地球的输电线路三维设计系统。
[0011]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种基于谷歌地球的输电线路三维设计方法，包括:
A、进行设计初始化，从而确定待设计输电线路的参数；
B、根据预设的数据组织方式和确定的待设计输电线路参数，在谷歌地球上进行选线设计，从而得到选定的路径图以及选定的转角坐标；
C、根据选定的转角坐标，在谷歌地球上进行输电线路地物矢量化标记和断面点数据获取处理，从而得到平断面图的平面数据和断面点数据；
D、根据平断面图的平面数据和断面点数据，生成平断面图；
E、根据生成的平断面图进行杆塔位初排；
F、采用Ruby语言的应用程序编程接口对googleSketchUp软件进行二次开发,从而生成参数化三维铁塔建模模块；然后根据杆塔位初排的结果，在谷歌地球中加载参数化三维铁塔建模模块进行三维漫游和设计优化，从而得到塔位成果表；
G、输出生成的路径图、平断面图和塔位成果表。
[0012]进一步，所述步骤B，其包括:
B1、根据预设的数据组织方式，将采集的输电线路数据转换为KML文件数据后输入到谷歌地球中；
B2、结合谷歌地球、谷歌地图和待设计输电线路的参数进行路径选定，从而得到选定的路径图以及选定的转角坐标。
[0013]进一步，所述步骤C，其包括:
Cl、在谷歌地球上对输电线路两侧设定距离内的地物以及输电线路跨越地区内的重要地物进行矢量化标记，从而得到平断面图的平面数据；
C2、根据选定的转角坐标，在谷歌地球上进行断面点P (X，Y，Z)的三维横坐标和三维纵坐标计算，所述断面点P (X，Y，Z)的三维横坐标P.X和三维纵坐P.Y计算公式为:
【权利要求】
1.一种基于谷歌地球的输电线路三维设计方法，其特征在于:包括: A、进行设计初始化，从而确定待设计输电线路的参数； B、根据预设的数据组织方式和确定的待设计输电线路参数，在谷歌地球上进行选线设计，从而得到选定的路径图以及选定的转角坐标； C、根据选定的转角坐标，在谷歌地球上进行输电线路地物矢量化标记和断面点数据获取处理，从而得到平断面图的平面数据和断面点数据； D、根据平断面图的平面数据和断面点数据，生成平断面图； E、根据生成的平断面图进行杆塔位初排； F、采用Ruby语言的应用程序编程接口对googleSketchUp软件进行二次开发，从而生成参数化三维铁塔建模模块；然后根据杆塔位初排的结果，在谷歌地球中加载参数化三维铁塔建模模块进行三维漫游和设计优化，从而得到塔位成果表； G、输出生成的路径图、平断面图和塔位成果表。
2.根据权利要求1所述的一种基于谷歌地球的输电线路三维设计方法，其特征在于:所述步骤B，其包括: B1、根据预设的数据组织方式，将采集的输电线路数据转换为KML文件数据后输入到谷歌地球中； B2、结合谷歌地球、谷歌地图和待设计输电线路的参数进行路径选定，从而得到选定的路径图以及选定的转角坐标。
3.根据权利要求2所述的一种基于谷歌地球的输电线路三维设计方法，其特征在于:所述步骤C，其包括: Cl、在谷歌地球上对输电线路两侧设定距离内的地物以及输电线路跨越地区内的重要地物进行矢量化标记，从而得到平断面图的平面数据； C2、根据选定的转角坐标，在谷歌地球上进行断面点P (X，Y，Z)的三维横坐标和三维纵坐标计算，所述断面点P (X，Y，Z)的三维横坐标P.X和三维纵坐P.Y计算公式为:
4.根据权利要求3所述的一种基于谷歌地球的输电线路三维设计方法，其特征在于:所述步骤C3，其包括: C31、获取选定的路径图中相邻两转角的坐标； C32、按照预设的固定距离，在相邻两转角间内插出断面点； C33、获取内插断面点的大地坐标，然后将内插断面点的大地坐标转化为屏幕坐标； C34、根据内插断面点的屏幕坐标，调用高程获取函数获取内插断面点的高程，从而得到平断面图的断面点P (X，Y，Z)的三维Z坐标P.Zo
5.根据权利要求4所述的一种基于谷歌地球的输电线路三维设计方法，其特征在于:所述步骤F，其包括: F1、采用Ruby语言的应用程序编程接口对google SketchUp软件进行二次开发,从而生成参数化三维铁塔建模模块； F2、采用参数化三维铁塔建模模块构建铁塔三维模型； F3、将构建的铁塔三维模型数据转化为dae格式的数据； F4、结合构建的铁塔三维模型和杆塔位初排的结果，生成用于三维浏览的KML文件； F5、在生成的KML文件中对输电线路的路径进行优化，从而得到塔位成果表。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种基于谷歌地球的输电线路三维设计方法，其特征在于:所述待设计输电线路的参数包括线路电压等级、边线距离和高程点采样间距。
7.根据权利要求1-5任一项所述的一种基于谷歌地球的输电线路三维设计方法，其特征在于:所述预设的数据组织方式包括点状数据组织方式、线状数据组织方式和面状数据组织方式。
8.一种基于谷歌地球的输电线路三维设计系统，其特征在于:包括: 初始化模块，用 于进行设计初始化，从而确定待设计输电线路的参数； 选线设计模块，用于根据预设的数据组织方式和确定的待设计输电线路参数，在谷歌地球上进行选线设计，从而得到选定的路径图以及选定的转角坐标； 矢量化标记与断面点数据获取模块，用于根据选定的转角坐标，在谷歌地球上进行输电线路地物矢量化标记和断面点数据获取处理，从而得到平断面图的平面数据和断面点数据； 平断面图生成模块，用于根据平断面图的平面数据和断面点数据，生成平断面图； 杆塔位初排模块，用于根据生成的平断面图进行杆塔位初排； 三维漫游和设计优化模块，用于采用Ruby语言的应用程序编程接口对googleSketchUp软件进行二次开发，从而生成参数化三维铁塔建模模块；然后根据杆塔位初排的结果，在谷歌地球中加载参数化三维铁塔建模模块进行三维漫游和设计优化，从而得到塔位成果表； 输出模块，用于输出生成的路径图、平断面图和塔位成果表； 所述初始化模块的输出端依次通过选线设计模块、矢量化标记与断面点数据获取模块、平断面图生成模块、杆塔位初排模块、三维漫游和设计优化模块进而与输出模块的输入端连接。
9.根据权利要求8所述的一种基于谷歌地球的输电线路三维设计系统，其特征在于:所述选线设计模块，其包括: 数据转换单元，用于根据预设的数据组织方式，将采集的输电线路数据转换为KML文件数据后输入到谷歌地球中； 路径选定单元，用于结合谷歌地球、谷歌地图和待设计输电线路的参数进行路径选定，从而得到选定的路径图以及选定的转角坐标； 所述数据转换单元的输入端与初始化模块的输出端连接，所述数据转换单元的输出端通过路径选定单元进而和矢量化标记与断面点数据获取模块的输入端连接。
10.根据权利要求9所述的一种基于谷歌地球的输电线路三维设计系统，其特征在于:所述矢量化标记与断面点数据获取模块，其包括: 矢量化标记单元，用于在谷歌地图上对输电线路两侧设定距离内的地物以及输电线路跨越地区内的重要地物进行矢量化标记，从而得到平断面图的平面数据； 纵横坐标计算单元，用于根据选定的转角坐标，在谷歌地球上进行断面点P (x，Y，z)的三维横坐标和三维纵坐标计算，所述断面点P (X，Y，Ζ)的三维横坐标P.X和三维纵坐P.Y计算公式为:
【文档编号】G06F17/50GK103955566SQ201410142771
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年4月10日 优先权日:2014年4月10日
【发明者】孙永旺, 李立, 陈清 申请人:深圳供电规划设计院有限公司