一种基于GIS的特高压输电线路场景构建方法与流程

本发明涉及电力传输技术领域，特别是一种基于gis的特高压输电线路场景快速构建方法。

背景技术：

目前，输电线路的设计方式是基于二维图纸的作业方式，其设计直观性差、效率低。随着智能电网、数字电网建设的加快，传统的二维输电线路设计方式已不能满足建设及运营管理者的要求，输电线路三维可视化的需求应运而生。输电线路三维可视化技术把输电线路组件包括铁塔、金具、绝缘子串、导地线等信息以三维可视化的方式形象直观的表达出来，建立“所见即所得”的设计模型，从而使观察者能够快速准确的获取所需要的信息。

为此，为了更加直观形象的给电力工作人员显示输电线路所处环境、组建等信息，提出一种基于gis的特高压输电线路场景构建方案，综合考虑各类设计场景，并根据特高压输电线路的设计成果内容及结构组织形成场景数据，可实现设计数据到场景数据的快速转换，一键完成三维输电线路场景的构建；能根据场景的需要，实现不同精细程度的三维模型的加载；为提高场景加载效率，绝缘子串采用参数化驱动；可以对铁塔、绝缘子串三维模型的多尺度的模型复用；可实现考虑场景的视觉效果，对三维场景进行一定的场景渲染。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供了一种基于特高压输电线路场景快速构建方法。

本发明采用的技术方案如下：一种基于gis的特高压输电线路场景快速构建方法，包括以下过程：

步骤1，设置工程基本信息、录入塔位信息、描述工程对象；

步骤2，导入铁塔模型，并基于三维坐标对铁塔模型进行标准化处理；

步骤3，导入绝缘子串模型，并基于三维坐标对铁塔模型进行标准化处理；

步骤4，对整个输电线路的工程对象进行分类，引入铁塔回路和工程回路，驱动铁塔位置与导线的连接关系，所述铁塔回路驱动铁塔自身的几何关系，所述工程回路表达铁塔在工程中的姿态；

步骤5，根据线路铁塔的位置与姿态，输入导地线参数计算导地线的弧度；

步骤6，采用铰链计算的耐张串模型表达特高压耐张串的形态；

步骤7，将转角内侧与外侧间隔棒对齐，进行间隔棒位置的精确解算；

步骤8，检查构建工程生成错误数据列表，并进行场景文件的数据检查及修改；

步骤9，快速生成场景数据sqlite文件，并通过渲染获得输电线路三维场景。

进一步的，所述步骤2的具体过程为：步骤21，设置对铁塔模型进行姿态调整，包括设置铁塔基点，设置x轴、y轴、z轴坐标方向，并根据x、y、z矢量方向，将模型调整为标准方向；步骤22，设置铁塔挂点类型，在模型上标出挂点位置；步骤23，设置挂点连接点顺序。

进一步的，所述步骤3的具体过程为：步骤31，设置绝缘子串基点，设定x轴、y轴、z轴方向，将模型进行姿态调整，调整到标准模型，其中y轴正方形定义为线路前进方向，z轴正方向定义为从高压端指向低压端；步骤32，设置串挂点，在模型上新增挂点信息，属性表中对应出现挂点名称及坐标位置，设置错误可以重新设置，属性信息可以手动调整；步骤33，设置导线连接点。

进一步的，所述步骤8中生成错误数据列表的具体过程为：步骤61，通过设置输电线路的回路的起始及终止塔位，设定一条线路的起始点，同时通过设置输电线路的回路数、回路编号及相序编码，判定线路的相序布置，形成正确的线路拓扑关系；步骤62,每个铁塔设置对应的id，与塔号匹配；根据输入的铁塔坐标及铁塔尺寸，计算出每基铁塔的挂点坐标，并与线路的绝缘子串配置匹配，与线路的拓扑关系逐一查询，验证线路的塔位是否满足回路及相序的要求，如果不满足，则报错，并列出错误列表；若无错，则错误列表中为空。

进一步的，所述基于gis的特高压输电线路场景快速构建方法还包括对绝缘子串模型的参数化处理过程，在场景中提前加载参数化模型的绝缘子串，采用不同尺寸和片数的绝缘子串时，仅调整模型中的参数。

进一步的，所述基于gis的特高压输电线路场景快速构建方法还包括通道设施的参数化建模过程，在场景中预设了标准化的通道设施的三维模型，根据现场实际情况，通过修改参数快速实现通道设施的场景复现。

与现有技术相比，采用上述技术方案的有益效果为：本发明的技术方案对铁塔模型和绝缘子串模型进行标准化，可以在不同情况采用不同模型，更好的展示铁塔及绝缘子串三维模型。

附图说明

图1是本发明基于gis的特高压输电线路场景快速构建方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述。

如图1所示，一种基于gis的特高压输电线路场景快速构建方法，包括以下过程：

步骤1，设置工程基本信息、录入塔位信息、描述工程对象；

步骤2，导入铁塔模型，并基于三维坐标对铁塔模型进行标准化处理；

优选地，步骤2的具体过程为：步骤21，设置对铁塔模型进行姿态调整，包括设置铁塔基点，设置x轴、y轴、z轴坐标方向，并根据x、y、z矢量方向，将模型调整为标准方向；步骤22，设置铁塔挂点类型，在模型上标出挂点位置；步骤23，设置挂点连接点顺序。

步骤3，导入绝缘子串模型，并基于三维坐标对铁塔模型进行标准化处理；

优选地，步骤2的具体过程为：步骤31，设置绝缘子串基点，设定x轴、y轴、z轴方向，将模型进行姿态调整，调整到标准模型，其中y轴正方形定义为线路前进方向，z轴正方向定义为从高压端指向低压端；步骤32，设置串挂点，在模型上新增挂点信息，属性表中对应出现挂点名称及坐标位置，设置错误可以重新设置，属性信息可以手动调整；步骤33，设置导线连接点。

步骤4，对整个输电线路的工程对象进行分类，引入铁塔回路和工程回路，驱动铁塔位置与导线的连接关系，所述铁塔回路驱动铁塔自身的几何关系，所述工程回路表达铁塔在工程中的姿态；

步骤5，根据线路铁塔的位置与姿态，输入导地线参数计算导地线的弧度；

步骤6，采用铰链计算的耐张串模型表达特高压耐张串的形态；

由于特高压耐张串较长，±800kv特高压直流线路耐张串可以达到20米，这么长的串已经无法用一个集中的荷载来表示，需要用铰链计算的耐张串模型来表达实际的耐张串姿态；

步骤7，将转角内侧与外侧间隔棒对齐，进行间隔棒位置的精确解算；

由于特高压耐张串较长，内角侧侧扣减耐张串及半横担宽度后的线长相差较多，为使间隔棒安装表中端次档距不超过限值要求，需要将转角内侧与外侧间隔棒对齐；

步骤8，检查构建工程生成错误数据列表，并进行场景文件的数据检查及修改；

优选地，生成错误数据列表的具体过程为：步骤61，通过设置输电线路的回路的起始及终止塔位，设定一条线路的起始点，同时通过设置输电线路的回路数、回路编号及相序编码，判定线路的相序布置，形成正确的线路拓扑关系；步骤62,每个铁塔设置对应的id，与塔号匹配；根据输入的铁塔坐标及铁塔尺寸，计算出每基铁塔的挂点坐标，并与线路的绝缘子串配置匹配，与线路的拓扑关系逐一查询，验证线路的塔位是否满足回路及相序的要求，如果不满足，则报错，并列出错误列表；若无错，则错误列表中为空。

步骤9，快速生成场景数据sqlite文件，并通过渲染获得输电线路三维场景。

另一实施例，基于gis的特高压输电线路场景快速构建方法，还可以采用参数化驱动绝缘子串模型。输电线路三维场景由于是大尺度的线路展现，对于绝缘子串大部分均只展示外观即可，为提高场景加载效率，对常用绝缘子串进行参数化处理，在场景中提前加载参数化模型的绝缘子串，采用不同尺寸和片数的绝缘子串时，仅需调整模型中的参数，三维模型可以自动生成，提高三维加载速度。

另一实施例，基于gis的特高压输电线路场景快速构建方法，还可以进行通道设施的参数化建模过程，在场景中预设了标准化的通道设施的三维模型，采用较为通用的模型表达公路、铁路、房屋、树木等，根据现场实际情况，通过修改参数快速实现通道设施的场景复现。

基于gis的特高压输电线路场景快速构建方法，在gis平台展现时，对模型采用分级展示，所述铁塔模型采用单线模型或者铁塔角钢模型或者精细化模型。在进入场景后，应用场景不同时，可以加载不同精度模型。可研阶段时，对模型精度要求不高，可以加载单线模型；初步设计时，可以加载铁塔角钢模型；施工图时，可加载带结联板和角钢的精细化模型；考虑加工制造和电网场景合一时，为准确获得加工制造参数，可以采用制造模型，这种对于应急抢险、冰灾事故抢修非常有用。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。如果本领域技术人员，在不脱离本发明的精神所做的非实质性改变或改进，都应该属于本发明权利要求保护的范围。