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1、龙岩学院资源工程学院毕业论文题 目： 基于Skyline的电网GIS三维可视化的建设 专 业： 测绘工程 班 级： 2010级测绘班 学 号： 姓 名： 指导教师： 职称： 教授 职称： 资源工程学院44资源工程学院 测绘工程专业【摘要】：三维电网是以影像数据和DEM 数据所结合建成最接近现实的真三维地形景象，是最直观的三维模型而不是难以想象的二维地图符号，三维地形数据采用TerrainBuilder 软件进行建设，最后整个系统使用的场景工程Fly文件则在Terraexplorer Pro中进行整合，同时用设备所具有的属性信息和三维模型进行直接性的连接，可以真正的实现图形数据（模型数据）和设备
2、的属性信息无缝结合，为空间分析提供了较好的前提，提供了最接近现实的三维信息化服务，尤其是在电网的规划设计、设备抢修等工作中，极大的提高了电网的服务和信息化水平.【关键词】:Skyline；电网GIS；三维可视化4目录1.绪论11.1 国内外电网GIS的发展概况11.2 研究意义及主要内容12.Skyline软件介绍12.1 数据生产-TerraBuilder12.2 数据编辑-TerraExplorer Pro22.3 数据网络发布-TerraGate、矢量数据发布SFS32.4 Skyline 软件优势43.数据准备43.1 数据来源43.2 影像数据43.3 DEM数据43.3.1 DEM
3、获取43.3.2 数字高程模型54.三维电力模型建设54.1 TerrainBuilder软件建设三维地形数据54.2 电力设施三维模型建设95.基于Skyline的电网GIS三维可视化的应用115.1 面向监控画面的动态生成115.2 交通信息展示115.3 SkylineGlobe移动端应用116.对三维GIS的展望127.结束语12致谢语12参考文献1341.绪论1.1国内外电网GIS的发展概况 GIS的出现开始于二十世纪六十年代。世界上第一个GIS的出现是在1963年加拿大土地调查局为了对调查得到的庞大的土地调查资料进行有效的处理，而由R.F.Tominson 提出建立。二十世纪七十年
4、代之后，由于计算机的软件设备和硬件设备的更新速度很快，尤其是使用那些可以存储大量数据的磁盘，进行数据的录入、检索、储存、输出，为那些复杂的数据处理提供了有力的技术支持。GIS的应用和普及的脚步加快的时代是在二十世纪八十年代，计算机发展迅猛GIS也逐步迈向成熟的道路。 电网GIS早期的形式是CAD数据库，之后逐渐的发展到传统GIS的应用时期，到二十世纪九十年代初期，电网GIS开始发展AM/FM/GIS这一新颖的应用。在二十世纪末，本世纪初，我国逐渐开始电网地理信息系统的建设，约2000年，国内GIS的建设看似一片蓬勃发展，许多大型企业纷纷上马，但最后许多企业都以失败告终。主要原因是：1、当时我国
5、的软件发展还处在初期阶段，不具备软件行业的大环境；2、管理和技术存在问题；3、系统中的电网资源是整个电力系统中的支撑性信息。而当时考虑问题只放眼于局部，建成的GIS的信息只是单个项目的，形成独立的信息。 而现今的电网GIS已经与传统的GIS 建设构想思路有许多的不同，可以说是在不断的创新，不仅在管理，技术上，还在各个行业中，基本上都具备了实施建设电网GIS的条件。1.2研究意义及主要内容电能在当今世界上是不可缺少的，随着国家的发展和人民生活水平的提高，电能变得越来越重要。为了提高电网的可靠性，提高供电质量，保证高质量的电能源源不断的提供给用户，而进行三维电网建设是最好的选择。传统GIS模型是使
6、用计算机对现实世界中的地理空间进行分割，这种分割是很不协调的，让人觉得很抽象难以理解，就会让我们认识到地理空间的认知模型与经过计算机处理后得到的模型无法对应上，显得计算机模型不真实，在表达复杂的地理实体中，很难让人满意，更加难以满足现实世界中的各个特征的要求。在GIS软件的开发中，语义分割的合理性是很重要的，不合理就将很难真实的表现出现实地理空间中实体与实体间的关系，这就会影响到更高层次的分析与处理操作的实现。有需求就有动力去发展，随着计算机迅速的发展，那些空间数据的模型和结构就提出了更多的要求，而要达到这些要求，仅仅停留在传统的地理空间数据模型阶段是不行的，传统的地理空间数据模型的弊端越来越
7、明显，这一模型只是表达地理空间现在的信息，是不变的单一的，它无法表达地理空间以前的变化过程。而三维GIS是在现在开放式信息技术框架体系下，与现在有的相关系统融合与衔接，以数字地球作为载体，应用高清的影像数据、数字高程模型数据、高精度电网信息数据作为基础，再以三维可视化作为那些收集到的信息的表达方式，最终形成电网的三维可视化。使用三维可视化这一最新的技术和地理空间信息技术来建立一个“三维电网”，从而对电网进行科学的管理，降低电网的运营成本；为电网涉及到的规划、设计、基建、生产运行各个部门管理提供宏观决策支持服务，为坚强的智能电网建设奠定基础。 2.Skyline软件介绍Skyline软件平台提供
8、数据从生产到编辑继续到网络发布这一系列成熟的商业性的解决方式。不管在单机运行的环境或者是在互联网的环境，用户都能够获得自己所需要的功能，建成符合要求的三维地理信息系统1。2.1 数据生产-TerraBuilderTerraBuilder 可以运用两种不同的方式产生自己所需要的三维场景数据：第一种是MPT数据，三维场景文件(后缀名是.mpt)，是由TerraBuilder所计算出来的；另一种方式是不用先计算好MPT文件，而是实时运算DEM和影像数据(DirectConnect 模块，并且与TerraGate 结合)，实时发布给浏览器(TerraExplorer Pro 或TerraExplore
9、r Viewer)，这时的数据是.tbp后缀的文件。后一种方式很明显的可以减少运算MPT文件的时间，从而实现迅速发布，更新那些比较频繁的数据。TerraBuilder 的特点：（1）TerraBuilder 可以高效的处理大量的数据，结合大量的航摄像片、卫星的影像图、数字高程模型和矢量数据，能够很迅速的建立含有海量数据的三维地表数据集2；（2）领先的小波压缩技术，为最小化磁盘的存储进行数据的压缩2；（3）支持大多数源数据的标准数据格式；（4）自动合并不同空间分辨率的源数据；（5）高级用户界面能够实现自动或者手工定制用户化数据集；（6）TerraBuilder Fuser的使用，能够实现多台电脑
10、，多CPU在网络中合作共同运算，从而分担工作。TerraBuilder 的软件界面如图2-1所示：图2-1 TerraBuilder 的软件界面2.2 数据编辑-TerraExplorer Pro在TerraBuilder创建好了MPT文件或tbp文件之后，就能够在TerraExplorer Pro软件中打开已经建立好的三维的地形数据，进行各项能达到自己需求的编辑工作，其中就有将GIS专题图层的添加、标绘、三维模型等，从而就可以建立一个更加逼近真实世界的3D虚拟的环境。经过TerraExplorer Pro的各项的处理和编辑工作，再进行打包(Basic kit)存储，生成一个.FLY 后缀文件
11、，它存储了区域三维地形信息(并不是地形数据)以及在地形场景中所创建的各种对象信息(二维以及三维的)。FLY文件与ArcGIS的mxd 文件在打开方式上有点相似，都能在本地中通过pro 或者viewer 打开，都能够通过互联网信息服务（IIS）发布，从而客户端可以很容易的打开。TerraExplorer Pro 的软件界面如图2-2所示：图2-2 TerraExplorer Pro 的软件界面2.3 数据网络发布-TerraGate、矢量数据发布SFSTerraGate 是一款功能强大的地形传输服务器，它能够同时向数以千计的客户传送三维的地形数据(MPT文件或者DirectConnect 实时形
12、成的三维地形数据) 3。TerraGate是在网络无缝可变带宽的基础上运行的。在缓慢的网速中，传送地形数据变得不顺畅时，用户接受的影像就变为低分辨率的影像，利用这些影像用户就可以开始三维的浏览显示，而不用一直等待直到接收所有的影像。SFS（Streaming Feature Server）是Skyline 自身的矢量数据发布的工具，即是Skyline自身建成的WFS4。TerraGate 的软件界面如图2-3所示：图2-3 TerraGate 的软件界面2.4 Skyline 软件优势Skyline Globe Enterprise Solution是美国Skyline公司为网络运营的三维地理
13、信息提供的企业级的解决方案5。Skyline 与其它3DGIS 软件相比的优势6：（1）完善了空间图形属性的管理和空间的分析功能。通过流方式能够聚集海量的数据量 ，它可以制作从全球到城市的三维可视化的景观；飞行漫游运行流畅,用户体验良好 ；（2）支持主流的格式。可以让多种数据源接入，当中就包括WFS，WMS，GML，KML ，shp，SDE，Oracle，Excel 以及3DSMAX,Sketchup 等,对集成信息这一方面有很大的帮助；（3）通过内部网（Intranet）/互联网（Internet）进行三维数据的网络并发传输与访问 ；（4）在三维模型中的特定区域建起指向网页、数据库和应用程序
14、的超级链接，可以进行与硬件设施的连接 。例如与电网的监控录像进行连接，应用在电网的安全服务；与矿井中的监控设备链接，应用于确保煤矿安全的实时动态的监控；与公安交警的监控录像相链接，进行城市公共交通进行实时的监控，这是目前其他3D GIS软件系统所不具备的；（5）强大的二次开发功能，提供开放源码二次开发，Skyline 提供完备的API(应用程序接口)。用户可以通过支持COM 的语言或脚本 (Javascript、C+、VisualBasic)来访问这些API 接口，创建自定义工具， 客户化定制Skyline 应用系统，例如新的测量工具，可以扩展的用户Web 界面等应用 。3.数据准备3.1 数据来源数据，是证明一个系统其完整与否所必不可少的。一个系统如果没有数据支撑，就很难达到用户想要的满意效果。然而，数据准备是整个三维电网建设的初始工作，也是比较耗力、耗时的阶段，数据的质量直接影响到后续整个三维电网的建设和系统实用性和稳定性。建设三维
