用于研究架空线路区域内地理信息属性的区域网格划分方法与流程

本发明涉及在架空线路区域内地理信息属性的区域网格划分方法，尤其涉及架空输电线路的载流量与区域内地理信息因素的有关的网格划分方法。

背景技术：

架空线路的最终目标是建设成为覆盖电力系统整个生产过程，包括发电、输电、变电、配电、用电及调度等多个环节的全景实时系统。而支撑架空线路安全、自愈、绿色、坚强及可靠运行的基础是电网全景实时数据采集、传输和存储，以及累积的海量多源数据快速分析。因而随着架空线路建设的不断深入和推进，电网运行和设备检/监测产生的数据量呈指数级增长，逐渐构成了当今信息学界所关注的大数据，这需要相应的存储和快速处理技术作为支撑。

同时建立影响架空输电线路负荷因素之间的关联关系对实时监测并提高输电线路输送能力有重要意义。而为了研究架空线路区域内架空线路载流量与上述不同因素的关系，需要研究区域内的相关气象信息与地理信息数据，而在实际操作过程中，气象局的自动气象站分布并没有遍及整个研究区域，而是在区域内部分散设置，同样的地理信息数据也难以获得，即使获得一些描述也无法直接用于载流量建模监控与预测，因此虽然能够得到的历史数据量很大，但却只有自动气象站所在点周围的气象信息或者地理信息因素，而这对我们所研究的整个大的区域的来说远远不够。

对大部分地区来说，除了气象因素，地理信息因素也是是影响电网负荷变化的主要因素之一，在研究线路安全方面的地形研究中，微地形一般指线路中局部特殊的地质类型与一定的气象条件组合下,对线路安全运行有危害的地形。其考虑的地形大多为形成风口的地形。对研究容量方面，还要考虑一些其他特点的地形，包括大面积水泥地、大面积植被等对地面散射光的影响，人造地物对小范围内的影响，形成静风的地形。与此同时地表覆盖方式也会通过影响太阳辐射量进而形象局部小气候，对线路载流量的变化产生影响。

因此将结构化的方法将整个大区域划分成小的网格，研究已有数据量较大的网格区域内的关键属性的关系，进而推广到整个区域。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有方法的缺点和不足，提出一种用于研究架空线路区域内地理信息属性的区域网格划分方法，可促进在不同网格区域内建立不同因素之间的关联关系，进而有效提高输电线路负荷实时监测与动态增容能力。

本发明通过下述技术方案实现：

一种用于研究架空线路区域内地理信息属性的区域网格划分方法，所述区域网格划分方法包括下列步骤：

S1、地图数据生成，该步骤具体包括：

S101、选取电子地图中反映地理信息的地图类型；

S102、适当调整电子地图比例尺的大小；

S103、将架空线路地图映射到地理信息地图上；

S2、地图网格划分，该步骤具体包括：

S201、对生成的地图数据进行规则划分；

S202、对规则划分的区域做相应的调整；

S3、关键属性的提取，得到不同网格内的关键属性信息表。

进一步地，所述步骤S103、将架空线路地图映射到地理信息地图上具体为:

将所要研究的架空线路线路地图覆盖到地理信息地图之上或者在地理信息地图上标注出架空线路地图.

进一步地，所述电子地图包括：Google Earth或者百度地图。

进一步地，所述步骤S2中的地图网格划分包括结构化网格划分或者非结构化网格划分。

进一步地，所述步骤S201、对生成的地图数据进行规则划分具体为：

通过对生成的地图数据按照规则图形进行划分，将所研究的整个大区域划分为规则的若干个子研究区域，所述规则图像包括矩形或者正方形。

进一步地，所述子研究区域的大小根据实际研究问题的精度以及数据量的大小进行确定。

进一步地，所述步骤S3、关键属性的提取，得到不同网格内的关键属性信息表具体为：

通过电子地图中图例来确定其中的建筑设施，利用地图颜色的不同以及软件编程识别来确定地表性质的属性，得到不同网格内的关键属性信息表。

与现有方法相比本发明的有益效果在于：

本发明提出的研究架空线路区域内地理信息属性的区域网格划分方法，不要求研究区域内所有的相关信息，只需要在部分网格内有基础数据，而在其余网格可以通过关键属性的提取，并找出相似性来进行建模，相当于补足其余网格的基础数据；在具体实现上，通过MATLAB编程识别地图颜色以及人工识别辅助的方式，更加容易实现。该发明促进在不同网格区域内建立不同因素之间的关联关系，进而有效提高输电线路负荷实时监测与动态增容能力。

附图说明

图1是无结构不规则网格的示意图；

图2是以广州市白云区为例获取的划分网格之前的地图信息示意图；

图3是本发明在以广州市白云区为例划分网格之后的地图信息示意图；

图4是本发明公开的用于研究架空线路区域内地理信息属性的区域网格划分方法的流程步骤图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述，但本发明的实施方式不限于此，对于未特别注明的参数，可参照常规方法进行。

实施例一

在研究架空线路区域内架空线路载流量的变化时，载流量受气象因素以及地理信息因素均影响较大，如气象因素中的温度、风速、湿度等，地理信息因素中的地形地势、地表覆盖等。因此，为了研究架空线路区域内架空线路载流量与上述不同因素的关系，需要研究区域内的相关气象信息与地理信息数据，而在实际操作过程中，气象局的自动气象站分布并没有遍及整个研究区域，而是在区域内部分散设置，同样的地理信息数据也难以获得，即使获得一些描述也无法直接用于载流量建模监控与预测，因此虽然能够得到的历史数据量很大，但却只有自动气象站所在点周围的气象信息或者地理信息因素，而这对于所研究的整个大的区域的来说远远不够，因此本发明采用结构化的方法将整个大区域划分成小的网格。在每个区域内提取能够反映区域属性的关键信息作为代表网格的关键属性，其余信息不足的网格便可利用相似性算法，找出其关键属性与已知信息网格的相似性，进而便可得到所有网格定义关键属性信息。在部分拥有大量基础气象数据信息、地理信息数据的网格内便可以建立所求变量与气象因素以及地理信息因素之间的关联关系，利用相似的关键属性推广到其他网格，进而可以完成对整个大区域内的研究。

图4公开了一种用于研究架空线路区域内地理信息属性的区域网格划分方法的流程步骤图，如图所示，该区域网格划分方法包括：

S1、地图数据生成，选取Google Earth或者百度地图中反映地理信息的地图类型，适当调整比例尺的大小，使其完全包含所要研究的区域，将所能得到的架空线路线路地图覆盖到地理信息地图之上或者地理信息地图上标注出线路地图；该步骤具体包括：

S101、选取电子地图中反映地理信息的地图类型；

具体应用中，选取Google Earth或者百度地图中反映地理信息的地图类型，一般来说选择能够表示出地理信息因素的地图类型表示形式。

S102、适当调整电子地图比例尺的大小；

具体应用中，使用地图工具以及人工辅助适当调整电子地图比例尺的大小，使其完全包含所要研究的区域。

S103、将架空线路地图映射到地理信息地图上；

具体应用中，将所要研究的架空线路线路地图覆盖到地理信息地图之上或者在地理信息地图上标注出架空线路地图，生成地图数据以备下一步骤处理调用。

S2、地图网格划分，地图网格划分可分为结构化和非结构化两类，结构化网格中，每个内部节点都被相同数目的单元所包含；而非结构化网格中，包含每个内部节点的单元数目是不确定的。该步骤具体包括：

S201、对生成的地图数据进行规则划分；

具体应用中，将步骤S1中生成的地图数据按照具体的规则图形进行划分，如矩形或者正方形等，将所研究的整个大区域划分为规则的若干个子研究区域。

S202、对规则划分的区域做相应的调整；

具体应用中，划分区域的大小根据实际研究问题的精度以及数据量的大小进行确定，并做相应的调整，保证建筑物或者其他设施的完整性，避免将同一建筑或设施划分到两个区域。

S3、关键属性的提取，得到不同网格内的关键属性信息表。

具体应用中，通过电子地图中图例来确定其中的建筑设施，利用地图颜色的不同以及软件编程(MATLAB编程)识别来确定地表性质的属性，得到不同网格内的关键属性信息表。

综上所述，上述研究架空线路区域内地理信息属性的区域网格划分方法，不要求研究区域内所有的相关信息，只需要在部分网格内有基础数据，而在其余网格可以通过关键属性的提取，并找出相似性来进行建模，相当于补足其余网格的基础数据；在具体实现上，通过MATLAB编程识别地图颜色以及人工识别辅助的方式，更加容易实现。

实施例二

实际操作过程中，网格可分为结构化和非结构化两类，结构化网格中，每个内部节点都被相同数目的单元所包含；而非结构化网格中，包含每个内部节点的单元数目是不确定的，如图1所示，本发明使用结构化划分网格，网格形状规则，单元分布较均匀，数据结构简单，易于实现；可以很容易地实现区域的边界拟合，适于流体和表面应力集中等方面的计算；对曲面或空间的拟合大多采用参数化或样条插值的方法，区域光滑，与实际模型更容易接近。图3所示的于研究架空线路区域内地理信息属性的区域网格划分方法，具体包括以下步骤：

S1、地图数据生成；

该步骤具体包括以下子步骤：

S101、选取电子地图中反映地理信息的地图类型；

如图2所示将所要研究的区域在Google Earth或者百度地图上标记出来，在这里以广州市白云区为例，并选择百度地图中的地球模型的地图表示形式。

S102、适当调整电子地图比例尺的大小；

选择合适的比例尺放大，使其能够展示出整个区域内各种地形地貌以及相关设施的分布。

S103、架空线路线路地图覆盖到地理信息地图；

将得到的广州白云区架空线路图覆盖到地理信息地图之上或者地理信息地图上标注出线路地图。

S2、地图划分网格阶段；

该步骤又具体包括以下子步骤：

S201、对已经处理好的地图进行规则划分；

利用已给定的标记工具，并根据实际问题中要研究的区域大小，划分网格的大小，在这里为了与线路图信息相一致，划分为2公里x 2公里的规则正方形网格。

S202、对规则划分的区域做相应的调整；

在进行规则地结构化划分之后，人工对一些小的区域，尤其是边界区域进行调整，尽量保证拥有相同属性的联接区域在同一网格内，如图3所示。

S3、关键属性的提取，得到不同网格内的关键属性信息表；

根据不同地形地貌的特征提取关键属性，在本实例中可以根据地表植被覆盖的不同，即在地图上是颜色的不同，分为公路、河流、植被、住房、荒地等不同的地形地貌特征，不同的地表特征赋予不同的属性值。根据图例的不同可以对设施属性进行定义，分为是否有工厂、是否有交通干道、是否是居民区等，也赋予不同的属性值。同时结合气象因素也可将其中关键的因素，作为该网格内的关键属性。

在这里需要充分考虑架空线路中地形与气象之间的影响关系，目前电力工业对微地形风的研究多针对风口大风引起的倒杆倒塔问题、覆冰舞动问题和风电场选址问题，对架空线路容量的研究很少。风对线路的影响包括导致舞动或振动，线路和杆塔风荷载、散热。因此在网格内拥有如下地形的区域也要额外对属性做出定义。

简单归纳为下表：

表1引起特殊风速的地形

划分网格完毕，便可以在基础数据丰富的网格内进行架空线路相关建模的研究，并利用利用相似的关键属性推广到其他网格，从而完成对整个大区域的研究。