一種基於OracleSpatial空間數據生成符合IEC61970規範SVG/CIM圖形模型文件的方法與流程
2023-06-01 22:56:26
本發明是在基於IEC61970的CIM建模思想下，通過Oracle Spatial空間數據特性。實現生成具有獨立並且完整符合IEC61970規範的SVG/CIM圖形模型文件。
背景技術：
隨著電力市場的逐漸發展，電力系統也變得日益龐大和複雜，IEC61970系列標準為推動電力企業信息共享、解決信息孤島現象提供了一種可行的技術標準。CIM模型對大電網結構做了相當程度的抽象，描述電力企業的所有主要對象，特別是與電力運行有關的對象，通過提供一種用對象類和屬性及他們之間的關係來表示電力系統的標準方法。可擴展的矢量圖形(SVG)，由於SVG具有加快下載瀏覽速度、容易獲得更廣泛的技術支持，方便圖形定位和檢索，具有良好的可重用性以及準確的顏色描述等優點，可在電力系統軟體中作為圖形數據交互。基於IEC61970標準的情況，運用Oracle Spatial空間數據以SVG/CIM模型文件推送到目標系統中進行圖形轉換。根據系統需求對SVG/CIM公共模型進行調試。可用於供電可靠性分析以及自動化應用功能上如：配電網故障開關定位，停電分析、開關告警、供電範圍、用電在線分析等。
技術實現要素：
一種基於Oracle Spatial空間數據生成符合IEC61970規範SVG/CIM圖形模型文件的方法，其特徵是，通過Oracle Spatial空間數據特性，按照IEC61970的規範，對空間數據進行分析處理轉換後，將空間數據通過SVG圖形展現出來，圖元間的邏輯、拓撲關係則由CIM模型展現，以滿足與電網EMS系統圖、模共享的目的；其整體流程為：由Oracle Spatial空間資料庫，基於IEC61970標準，通過轉換程序，將GIS專題圖導出SVG圖形、CIM模型，通過SVG圖形、CIM模型文件作為中間數據模型，通過數據導入接口導入目標系統；其中SVG圖形可以利用圖形文件閱讀器進行查詢瀏覽；
本發明通過以下技術和算法實現：
(1)SVG圖形元素定義
按照電網圖形表示習慣或者統一的電網圖元規範，利用SVG屬性的定義(style)和圖元定義(symbol)，製作定義出全部電網設備的圖形元素；
同時根據各類型設備圖形表示的邏輯、或者不同的專題圖，制定圖形元素的縮放比率、旋轉角度、平移矢量值等具體參數，用於後續引用生成SVG圖形；圖形元素例子如下：
(2)讀取Oracle Spatial空間數據
按照電網區域，(如：一個供電局、一條饋線、一個變電站等單位的電網區域，)讀取電網設備存儲在Oracle Spatial空間對象中的位置數據、拓撲數據、屬性數據；此步驟中，為了實現大數據量數據查詢和適配組織，必須採用Oracle臨時表技術，採用低計算資源的處理方式，通過精確、分批次的查詢，將GIS原始數據組裝進入適合快速生成SVG、CIM圖模文件的中間臨時表中，存儲為中間數據；
(3)中間數據轉換為SVG圖形數據
把臨時表中的中間數據，即表示電力設備、構築的點、線、面數據，轉換為對應的SVG數據，並引用對應的圖形元素，形成完整SVG文件；其過程如下：
首先，進行坐標系統的裝換，將GIS系統中的WGS84坐標系，轉換成為SVG可縮放矢量圖形的屏幕坐標系。並同時定製出圖形轉換的縮放比率，已達到轉出SVG圖形原GIS系統圖形的完全一致性；
其次，按照電網設備的類型，開始針對點、線、面各類型數據，開展轉換及應用圖形元素，生成完整的SVG文件；如：對於簡單的點類型數據進行處理，取出點類型設備的經緯度或者相對坐標，通過坐標轉換成SVG坐標(X，Y)；對於線類型空間數據，需要提取出線類型數據的坐標序列，生成SVG文件中的PATH標籤；針對面設備空間數據，獲取每個點坐標，生成SVG文件中的RECT標籤；
第三，圖形渲染，根據不同的專題圖紙需要，設定導出單元區域圖紙的畫布大小、邊框、統計及審批圖框等模式和詳細內容；重要的設置SVG圖形的前後背景顏色、及動態靜態數據渲染樣式；
(4)中間數據轉換為CIM模型數據
拓撲數據存儲針對CIM模型文件，IEC61970公共信息模型由完整的一組包組成；實體具有越過許多包邊界的關聯；每一個應用將使用多個包中所表示的信息；在針對空間數據提取中數據與數據之間的拓撲關係，形成CIM模型，用來反應出SVG上圖元與圖元直接的拓撲關係；
承接上一步「中間數據轉換為SVG圖形數據」，將臨時表中的拓撲鍊表數據，轉換生成XML格式的CIM數據；根據GIS系統建模方式的不同，此處的設計考慮了適配的策略；(例如：存在電氣連接端子記錄的建模方式，完整的導出端子、電氣連接關係數據即可；若僅只有電氣連接關係建模方式，通過鍊表型的電氣關係數據及設備類型信息，首先生成端子數據，然後順序生成電氣連接關係數據；)
SVG、CIM圖形模型文件組裝儲存
通過上述步驟生成的SVG圖形文件以CIM模型文件，利用Oracle CLOB、BLOB等大對象存儲類型，組裝存儲；
(5)圖紙版本管理
電網的建設，隨著時間的推移，在不斷的升級改造、擴建，對應管理的圖紙也在不斷的修訂變更；為了更好的綜合管理好電網建設過程中的圖紙，本發明此處引入了版本管理的策略，精細化的記錄管理電網各個階段歷史圖紙；供後期隨時查詢獲取。
本發明的創新點在於，首次使用基於Oracle Spatial空間對象型數據，按照IEC61970的規範，實現了對象型空間數據到標記矢量型數據的轉化。架設通了電網GIS電力EMS系統間數據交互共享的橋梁。
下面結合附圖和具體實施方式對本發明做進一步解釋。
附圖說明
圖1為本發明整體流程圖；
圖2為本發明邏輯示意圖；
圖3為本發明CIM模型示意圖；
圖4為SVG上圖元與圖元直接的拓撲關係示意圖。
具體實施方式
本發明通過以下技術和算法實現：
(1)SVG圖形元素定義
按照電網圖形表示習慣或者統一的電網圖元規範，利用SVG屬性的定義(style)和圖元定義(symbol)，製作定義出全部電網設備的圖形元素；
同時根據各類型設備圖形表示的邏輯、或者不同的專題圖，制定圖形元素的縮放比率、旋轉角度、平移矢量值等具體參數，用於後續引用生成SVG圖形；圖形元素例子如下：
(2)讀取Oracle Spatial空間數據
按照電網區域，(如：一個供電局、一條饋線、一個變電站等單位的電網區域，)讀取電網設備存儲在Oracle Spatial空間對象中的位置數據、拓撲數據、屬性數據；此步驟中，為了實現大數據量數據查詢和適配組織，必須採用Oracle臨時表技術，採用低計算資源的處理方式，通過精確、分批次的查詢，將GIS原始數據組裝進入適合快速生成SVG、CIM圖模文件的中間臨時表中，存儲為中間數據；
(3)中間數據轉換為SVG圖形數據
把臨時表中的中間數據，即表示電力設備、構築的點、線、面數據，轉換為對應的SVG數據，並引用對應的圖形元素，形成完整SVG文件；其過程如下：
首先，進行坐標系統的裝換，將GIS系統中的WGS84坐標系，轉換成為SVG可縮放矢量圖形的屏幕坐標系。並同時定製出圖形轉換的縮放比率，已達到轉出SVG圖形原GIS系統圖形的完全一致性；
其次，按照電網設備的類型，開始針對點、線、面各類型數據，開展轉換及應用圖形元素，生成完整的SVG文件；如：對於簡單的點類型數據進行處理，取出點類型設備的經緯度或者相對坐標，通過坐標轉換成SVG坐標(X，Y)；對於線類型空間數據，需要提取出線類型數據的坐標序列，生成SVG文件中的PATH標籤；針對面設備空間數據，獲取每個點坐標，生成SVG文件中的RECT標籤；
第三，圖形渲染，根據不同的專題圖紙需要，設定導出單元區域圖紙的畫布大小、邊框、統計及審批圖框等模式和詳細內容；重要的設置SVG圖形的前後背景顏色、及動態靜態數據渲染樣式；
(4)中間數據轉換為CIM模型數據
拓撲數據存儲針對CIM模型文件，IEC61970公共信息模型由完整的一組包組成；實體具有越過許多包邊界的關聯；每一個應用將使用多個包中所表示的信息；在針對空間數據提取中數據與數據之間的拓撲關係，形成CIM模型，用來反應出SVG上圖元與圖元直接的拓撲關係；
承接上一步「中間數據轉換為SVG圖形數據」，將臨時表中的拓撲鍊表數據，轉換生成XML格式的CIM數據；根據GIS系統建模方式的不同，此處的設計考慮了適配的策略；(例如：存在電氣連接端子記錄的建模方式，完整的導出端子、電氣連接關係數據即可；若僅只有電氣連接關係建模方式，通過鍊表型的電氣關係數據及設備類型信息，首先生成端子數據，然後順序生成電氣連接關係數據；)
SVG、CIM圖形模型文件組裝儲存
通過上述步驟生成的SVG圖形文件以CIM模型文件，利用Oracle CLOB、BLOB等大對象存儲類型，組裝存儲；
(5)圖紙版本管理
電網的建設，隨著時間的推移，在不斷的升級改造、擴建，對應管理的圖紙也在不斷的修訂變更；為了更好的綜合管理好電網建設過程中的圖紙，本發明此處引入了版本管理的策略，精細化的記錄管理電網各個階段歷史圖紙；供後期隨時查詢獲取。
具體為：
(1)SVG圖形元素定義
按照電網圖形表示習慣或者統一的電網圖元規範，利用SVG屬性的定義(style)和圖元定義(symbol)，製作定義出全部電網設備的圖形元素。
同時根據各類型設備圖形表示的邏輯、或者不同的專題圖，制定圖形元素的縮放比率、旋轉角度、平移矢量值等具體參數，用於後續引用生成SVG圖形；圖形元素的定義如下：
讀取Oracle Spatial空間數據
按照電網區域，如：一個供電局、一條饋線、一個變電站等單位的電網區域，讀取電網設備存儲在Oracle Spatial空間對象中的位置數據、拓撲數據、屬性數據。此步驟中，為了實現大數據量數據查詢和適配組織，必須採用Oracle臨時表等技術，採用低計算資源的處理方式，通過精確、分批次的查詢，將GIS原始數據組裝進入適合快速生成SVG、CIM圖模文件的中間臨時表中，存儲為中間數據。
中間數據轉換為SVG圖形數據
把臨時表中的中間數據，即表示電力設備、構築的點、線、面數據，轉換為對應的SVG數據，並引用對應的圖形元素，形成完整SVG文件。詳細過程如下：
首先，進行坐標系統的裝換，將GIS系統中的WGS84坐標系，轉換成為SVG可縮放矢量圖形的屏幕坐標系。並同時定製出圖形轉換的縮放比率，已達到轉出SVG圖形原GIS系統圖形的完全一致性。
其次，按照電網設備的類型，開始針對點、線、面各類型數據，開展轉換及應用圖形元素，生成完整的SVG文件。如：對於簡單的點類型數據進行處理，取出點類型設備的經緯度或者相對坐標，通過坐標轉換成SVG坐標(X，Y)；對於線類型空間數據，需要提取出線類型數據的坐標序列，生成SVG文件中的PATH標籤；針對面設備空間數據，獲取每個點坐標，生成SVG文件中的RECT標籤。
第三，圖形渲染，根據不同的專題圖紙需要，設定導出單元區域圖紙的畫布大小、邊框、統計及審批圖框等模式和詳細內容。重要的設置SVG圖形的前後背景顏色、及動態靜態數據渲染樣式。
中間數據轉換為CIM模型數據
拓撲數據存儲主要針對CIM模型文件，IEC61970公共信息模型由完整的一組包組成。實體可以具有越過許多包邊界的關聯；每一個應用將使用多個包中所表示的信息；在針對空間數據提取中數據與數據之間的拓撲關係，形成CIM模型，用來反應出SVG上圖元與圖元直接的拓撲關係。
承接上一步「中間數據轉換為SVG圖形數據」，將臨時表中的拓撲鍊表數據，轉換生成XML格式的CIM數據。根據GIS系統建模方式的不同，此處的設計考慮了適配的策略，例如：存在電氣連接端子記錄的建模方式，完整的導出端子、電氣連接關係數據即可。若僅只有電氣連接關係建模方式，通過鍊表型的電氣關係數據及設備類型信息，首先生成端子數據，然後順序生成電氣連接關係數據。
SVG、CIM圖形模型文件組裝儲存
通過上述步驟生成的SVG圖形文件以CIM模型文件，利用Oracle CLOB、BLOB等大對象存儲類型，組裝存儲。
圖紙版本管理
電網的建設，隨著時間的推移，在不斷的升級改造、擴建，對應管理的圖紙也在不斷的修訂變更。為了更好的綜合管理好電網建設過程中的圖紙，此發明此處引入了版本管理的策略，精細化的記錄管理電網各個階段歷史圖紙。供後期隨時查詢獲取。