基于冬候鸟迁徙路径及生境的电网鸟害图绘制方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力系统环境灾害分布图绘制技术领域；尤其是涉及一种电网鸟害图 绘制方法及其系统。
【背景技术】
[0002] 我国南方部分省份地区冬季气温相对比较高，比较适合冬候鸟栖息，每年冬季，会 有大批的冬候鸟沿着其迀徙路径飞往南方越冬。鸟类在迀徙过程中，需要休息和觅食，而电 力系统的架空线路及杆塔和附近的生境（注：生活环境，下同）往往是他们的停留和觅食 的合适场所，冬候鸟在输电线路杆塔上停留和觅食所产生的鸟粪容易导致绝缘子附近电场 畸变，从而引起线路发生闪络跳闸事故，据南方电力系统相关部门统计，近几年来由这些冬 候鸟所造成的电网跳闸事故呈现逐年上升的趋势，并占电网鸟害事故的70%以上，而现有 技术中主要依靠相关工作人员的运行经验来开展电网防鸟害工作，缺乏科学有效的管理方 法，容易造成防鸟害工作不及时、不到位的情况，因此需要一种基于鸟类迀徙路径及生境的 鸟害图来指导电网哪些线路和杆塔需要安放防鸟刺、放鸟档板等防鸟害装置。
[0003] 总之，目前依靠人工运行经验来划分鸟害区域风险等级及绘制电网鸟害图的做法 是缺乏科学依据的，需要更科学更符合电网实际运行情况的电网鸟害图绘制方法及其系 统。
【发明内容】
[0004] 为解决上述问题，本发明提供一种基于鸟类迀徙路径及生境的电网鸟害图的绘制 方法及其系统，能够根据电网实际运行情况和量化数据绘制出科学有效的电网鸟害图。
[0005] 本发明的技术方案如下：
[0006] 基于冬候鸟迀徙路径及生境的电网鸟害图绘制方法，绘制步骤包括：
[0007] (1)根据用户指令，设定电网鸟害图绘制区域范围；
[0008] (2)获取所述绘制区域范围内的冬候鸟迀徙路径矢量图层数据、冬候鸟生境如水 域湿地、农田村镇的矢量图层数据、冬候鸟生境周边线路杆塔坐标、在冬候鸟迀徙及滞留期 间曾发生鸟害故障频次的杆塔数据及在此期间发现过鸟粪的杆塔数据；
[0009] (3)根据获取的冬候鸟迀徙路径及生境矢量图层数据进行GIS缓冲分析和对鸟害 历史故障数据进行GIS插值分析分别得到相应专题图；
[0010] (4)将步骤⑶得到的专题图进行融合，并参照鸟害风险等级从低到高排列，采用 GIS缓冲算法绘制基于冬候鸟迀徙路径及生境的鸟害专题图，采用GIS插值算法-反距离 加权法绘制基于线路杆塔涉鸟故障频次的鸟害专题图；最终生成并输出电网输电线路鸟害 图；
[0011] (5)将基于冬候鸟迀徙路径及生境的鸟害专题图与基于线路杆塔涉鸟故障频次的 鸟害专题图进行融合，并参照鸟害风险等级从低到高排列用不同颜色区分鸟害区域等级， 用颜色深浅代表鸟害区域危险程度的高低；
[0012] 采用本发明方法的基于冬候鸟迀徙路径及生境的电网鸟害图绘制系统由区域设 定模块、矢量数据获取模块、缓冲与插值分析模块、融合与分类成图模块、分析与输出模块 依序连接构成；其中，
[0013] (1)区域设定模块，用于根据用户指令，设置设定电网鸟害图绘制区域范围；
[0014] (2)矢量数据获取模块，用于获取所述绘制区域范围内的冬候鸟迀徙路径矢量图 层数据、冬候鸟生境如水域湿地、农田村镇的矢量图层数据、冬候鸟生境周边线路杆塔坐标 及发生鸟害故障频次数据；
[0015] (3)缓冲与插值分析模块，用于对获取的冬候鸟迀徙路径及生境矢量图层数据进 行GIS缓冲分析和对鸟害历史故障数据进行GIS插值分析分别得到相应专题图；
[0016] (4)融合与分类成图模块，用于将缓冲和插值分析模块得到的专题图进行融合处 理，并参照鸟害风险等级从低到高排列，最终生成电网输电线路鸟害图；
[0017] (5)分析与输出模块，用于将步骤⑷所生成的鸟害图与电网线路杆塔图层进行 叠加分析，从而找出需要重点防范的线路杆塔，并将结果输出为电网能实际使用的JPG图 片或者矢量格式的地图图层。
[0018] 本发明所述缓冲与插值分析模块采用GIS缓冲算法绘制基于冬候鸟迀徙路径及 生境的鸟害专题图，采用GIS插值算法-反距离加权法绘制基于线路杆塔涉鸟故障频次的 鸟害专题图。
[0019] 本发明所述融合与分类成图模块用不同颜色区分鸟害区域等级，用颜色深浅代表 鸟害区域危险程度的高低。
[0020] 本发明在分析与输出模块后还连接有行政区域裁剪模块：根据行政区域范围对所 述电网鸟害图进行裁剪，得到设定区域下的鸟害图。
[0021] 本发明根据输电线路走廊设定查询半径，得到设定输电线路走廊的鸟害等级分布 图。
[0022] 地理信息系统（GeographicInformationSystem，简称GIS)，是由硬件、软件和空 间数据组成的计算机系统，能支持地理空间数据的获取、管理、操作、分析、模型化和显示， 以解决复杂的规划和管理等问题。GIS的应用领域很广，如：自然资源的清查与管理、区域 和城市规划与管理、环境监测、车辆运行与道路选择以及电力系统等。
[0023] 本发明具有下列优点和积极效果：
[0024] 1、基于冬候鸟迀徙路径及生境的电网鸟害图绘制方法及其系统，能准确地根据冬 候鸟迀徙路径及生境来绘制电网鸟害图，符合电网运行实际情况，杜绝了电网防鸟害工作 的盲目性；
[0025] 2、采用冬候鸟迀徙路径矢量图层数据、冬候鸟生境如水域湿地、农田村镇的矢量 图层数据、冬候鸟生境周边线路杆塔坐标及发生鸟害故障频次数据以及电子地图作为输入 数据，方法本身也固化为本发明所配套系统的程序算法模块，准确度高，使用方便；
[0026] 3、适用于指导电网公司区分哪些线路和杆塔需要安放防鸟刺、防鸟档板等防鸟害 的设备，能有效降低输电线路鸟害跳闸事故的发生，具有广泛的适用性和很高的经济效益。
[0027] 下面结合附图及实例进一步说明本
【发明内容】
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【附图说明】
[0028] 图1为本发明一种基于冬候鸟迀徙路径及生境的电网鸟害图绘制方法流程图；
[0029] 图2为本发明一种基于冬候鸟迀徙路径及生境的电网鸟害图绘制系统结构示意 图；
[0030] 图3为本发明一种基于冬候鸟迀徙路径及生境的电网鸟害图绘制系统结构示意 图连接了行政区域裁剪模块的结构示意图。
【具体实施方式】
[0031] 本发明提供了一种基于冬候鸟迀徙路径及生境的电网鸟害图绘制方法及其系统， 从冬候鸟的迀徙路径和生境入手，结合电网运行实际，绘制科学准确的电网鸟害图。
[0032] 如图1所示，一种基于冬候鸟迀徙路径及生境的电网鸟害图绘制方法，包括如下 步骤：
[0033] 步骤S01，根据用户指令，设定电网鸟害图绘制区域范围；用户选定的绘制区域范 围可以是省、市或者特定区域，由于设定的区域不同，则冬候鸟迀徙路径及生境数据也不相 同；
[0034] 步骤S02,获取所述绘制区域范围内的冬候鸟迀徙路径矢量图层数据、冬候鸟生境 如水域湿地、农田村镇的矢量图层数据、冬候鸟生境周边线路杆塔坐标及发生鸟害故障频 次数据；冬候鸟迀徙路径是一种线或者面类型的矢量格式文件，一般从当地的鸟类研究机 构或者气象局等单位获取，而生境如水域湿地、农田村镇则是面或点类型的矢量格式文件， 可以从当地测绘部门获取，冬候鸟生境周边线路杆塔坐标及发生鸟害故障次数数据则需要 从当地电网公司获取，另外需要根据冬候鸟生境周边线路杆塔坐标及发生鸟害故障次数数 据计算线路鸟害频次数据，计算方法是：最近5-10年该杆塔的故障发生总次数/年份，即为 杆塔鸟害故障频次；
[0035] 步骤S03,根据获取的冬候鸟迀徙路径及生境矢量图层数据进行GIS缓冲分析和 对杆塔鸟害历史故障数据进行GIS插值分析分别得到相应专题图；
[0036] (-）GIS缓冲区分析是邻近度分析的一种，缓冲区是为了识别某一地理实体或空 间物体对其周围地物的影响度而在其周围建立具有一定宽度的带状区域，针对点、线、面不 同的几何类型，建立缓冲区的方式相互有所不同。建立点缓冲区比较简单，即以某点要素为 圆心，以缓冲半径R作圆，得到点要素的缓冲区；线要素的缓冲区是以线为轴，以R为距离 作两侧的平行线，在线的两端构建两个半圆弧段，和平行线一起组成缓冲区；面缓冲区的建 立，是以面要素的边界为基线向内外侧作平行线，平行线和基线里的区域就是面缓冲区。 除此之外，还可以对栅格数据建立缓冲区，根据不同的模型方程建立动态缓冲区，不论对什 么样的数据建立缓冲区，其基本方法都是相似的。缓冲区实现算法有矢量方法和栅格方法 两种。其中矢量方法数据量小，方法相对成熟，栅格图像需要进行栅格像元之间进行布尔运 算，当缓冲区较大时会带来较重的运算负荷，实际运用中存在一定的局限性。
[0037] 本发明采用矢量方法对冬候鸟迀徙路径及生境矢量图层数据进行GIS缓冲分析， 算法步骤为：
[0038] 1)对点图层（如村镇）：确定中心点-以中心点为圆心、R为半径生成一个圆，得 到缓冲区边界；其中R值见表一：鸟害风险等级划分原则；
[0039] 2)对线、面（如迀徙路径、水域湿地、农田）图层：确定轴线，以距离R生成中心轴 线的平行曲线，处理转角弧段，对生成的弧段进行求交、合并运算，生成缓冲区边界。其中R值见附图表一：鸟害风险等级划分原则。
[0040] 在缓冲区的具体实现上，本发明采用如下算法来实现矢量数据中心线扩张：即是 在转角外侧用圆弧来代替尖角，内侧仍然使用尖角的方法，生成缓冲区，实施步骤：
[0041] (1)直线性判断，判断相邻三点是否在同一直线上；
[0042] (2)折点凸凹性判断，确定转角的地方哪侧使用直线求交，哪侧使用圆弧连接；
[0043] (3)凸点圆弧的嵌入，即将转角外侧形成的圆弧和两边的线段相连；
[0044] (4)边线关系的判别与处理，岛屿多边形参与缓冲区边界的构成，重叠多边形不参 与缓冲区边界的构成；
[0045] (5)缓冲区边界的形成，具体是将重叠区域进行合并，绘制外围的边线，包括岛屿 多边形的轮廓，形成最终的缓冲区边界。
[0046] 表一为鸟害风险等级划分原则表。本发明生成的缓冲图层按照表一所描述的原则 进行鸟害风险等级划分，在具体生成的时候，按照鸟害风险等级，分别生成I，II，III等级 的图层，然后合并生成基于冬候鸟迀徙路径及生境鸟害专题图。
[0047](二）GIS空间数据的插值即对一组已知空间数据，可以是离散点的形式，也可以 是分区数据的形式，