一种大数据架构的大空间范围输电三维全景展示平台构建方法
【专利说明】一种大数据架构的大空间范围输电三维全景展示平台构建方法
技术领域
[0001]本发明涉及大数据应用技术领域、大场景三维仿真技术领域，更具体地，本发明涉及一种基于大数据技术架构的大空间范围输电三维全景展示平台设计方法。
【背景技术】
[0002]相对于欧洲国家，我国幅员辽阔。作为电网公司核心资产的高压输电线路，具有工作跨度长、杆塔设备分部于野外环境的特点，线路还要与其它电力线路、通讯线路以及河流沟壑等形成交叉跨越，线路的巡检、监控因此一直是电网企业的工作难点。随着大数据应用技术、GIS技术的不断发展，三维GIS在整个电力行业中得到越来越广泛的应用，基于真实场景数据的三维仿真技术，已经在电网管理、故障抢修、安全监控等各个方面显示出非凡的作用。凭借优越的影像、数据条件，利用先进大数据应用技术、结合成熟的GIS、RS以及虚拟现实等技术将数字地面模型、输变电设备模型和各种电力部门专业属性信息有机结合起来，建立专业的大范围场景电力三维地理信息平台，可实现与基础地理信息数据相结合的电力专业数据的查询、更新，电网电路的检修和安全检控，实现大场景内电网的空间表现和分析、管理功能。平台通过先进的大数据应用技术与三维可视化手段，将整个输电业务和管理全过程纳入大数据云端管理，规范输电业务流程，加强电力部门的协作和管理职能，提高电力部门输变电生产、管理能力和决策水平。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是，为了突破传统三维GIS，只能针对小范围场景进行三维展示和应用的限制，提供了一种基于大数据技术架构的输电三维全景展示平台，利用html5等先进技术，利用传统Web展示的输电线路三维全景仿真平台，该平台要求具备三维GIS的基本功能，包括缩放、漫游、图层控制、坐标转换等，同时也包含大场景应用展示的新应用和一些创新的功能，例如输电设备三维模型根据经玮度坐标导入、输电设备模型在地图上360度的展示、输电设备的手动调整、输电设备的属性查询等功能。
[0004]本发明的目的是为了满足上述要求的技术方案是，提供一种大数据架构的大空间范围输电三维全景展示平台构建方法，本发明特征在于，包括以下步骤:
[0005]a、建立较大空间范围内的全景三维地形场景，范围大于40万平方公里；
[0006]b、在输电业务数据驱动下，由线路设施结构参数模型库获取功能和结构参数，创建具有设计精度的输电设备三维符号模型标准库；
[0007]C、针对复杂的三维地形，系统采用TIN结构，灵活、逼真、快速的建立具有任意边界形状的三维地表；
[0008]d、显示所述线路及线路走廊的真实场景。
[0009]首先利用大数据技术平台Hadoop、Oracle、三维GIS等技术进行融合构建大场景三维地形图，其中应用到的技术有倾斜摄影、激光三维扫描等建模、及传统表面建模的等建模技术。其次，通过人机交互完成输电线路三维模型的建立，即以3Dmax之类的计算机三维设计软件为工具，通过人工交互作业完成输电线路杆塔、线路、绝缘子串等设施的三维模型构建工作；然后通过高精度的数字高程模型构建趋近于现实的三维地形表面；最后通过图形引擎显示建成的三维模型与地形获得输电线路走廊景观的三维图形，在此空间中可以叠加相关业务信息，从而实现输电运营管理信息的综合可视化展现。
[0010]本发明的平台架构:基于.NET架构进行设计，支持N - tier服务模式，全面满足.NET4.0版本标准，使系统具有良好的框架和灵活性。
[0011]本发明系统采用的主要技术:
[0012]A、大数据技术:大数据的基本处理流程与传统数据处理流程并无太大差异，主要区别在于:由于大数据要处理大量、非结构化的数据，所以在各个环节的处理过程中都可以采用MapReduce等方式进行并行处理。
[0013]B、瓦片金字卡:瓦片地图金字塔模型是一种多分辨率层次模型，从瓦片金字塔的底层到顶层，分辨率越来越低，但表示的地理范围不变，主要包含瓦片和金字塔两个重要的概念。所谓瓦片，就是按照一定的比例尺寸将一幅图像分割成若干小正方形栅格，每个栅格就是一张瓦片。所谓金字塔模型就是根据用户的需求，将一幅图像分割成由小到大的区域。分割后，图像形成比例由小到大，数量由少到多的金字塔形结构，见图1、2所示；
[0014]C、3D模型文件(OBJ)格式解析:平台直接对OBJ文件进行解析，获取模型顶点、贝占图等信息按规格格式存储到数据库中进行保存，过程如图3所示；
[0015]D、DEM地形数据的存储和显示:数字高程模型(Digital Elevat1n Model),简称DEM。它是用一组有序数值阵列形式表示地面高程的一种实体地面模型，是数字地形模型(Digital Terrain Model，简称DTM)的一个分支，其它各种地形特征值均可由此派生。DEM有规则网络结构和不规则三角网(Triangular Irregular Network,简称TIN)两种算法。目前常用的算法是TIN，然后在TIN基础上通过线性和双线性内插建DEM。用规则方格网高程数据记录地表起伏的优缺点:优点:(X，Y)位置信息可隐含，无需全部作为原始数据存储由于是规则网格高程数据，以后在数据处理方面比较容易。缺点:数据采集较麻烦，因为网格点不是特征点，有些微地形可能没有记录。TIN结构数据的优点:能以不同层次的分辨率来描述地表形态.与格网数据模型相比，TIN模型在某一特定分辨率下能用更少的空间和时间更精确地表示更加复杂的表面.特别当地形包含有大量特征如断裂线、构造线时，TIN模型能更好地顾及这些特征。通常使用的DEM文件是灰度图，其处理过程如图4、5所示；
[0016]E、模型入库过程:系统中的模型信息保存在数据库中，同一种模型，只保存一次，也就是说同一类杆塔共用同一个模型进行显示。其入库过程如下图6所示；
[0017]本发明的有益效果是