电力电缆公司GIS系统建设方案

一、系统前期工作

1、电缆沟道地理位置测量

项目测量的主要空间要素包括电缆公司管辖范围内的隧道、管、井的平面位置、高程、埋深等；同时调查相关资源的属性信息，记录电缆在隧道、管井中的敷设位置。

2、搭建图形数据库

图形数据是本系统赖以运行的基础，因此搭建图形数据库是本系统建设的一项重要工作。数据库建库工作包括三项：二维矢量地图的处理和入库，卫星影像数据处理及入库，电缆沟道的矢量化及入库工作。

3、搭建电缆图形管理子系统

需要搭建电缆图形管理系统，以实现各类电缆沟道设备及设施的矢量化绘制及管理功能、各类专题图绘制及管理功能、电缆沟道综合信息查询功能等。需要绘制的电缆设备及设施包括：电缆、刀闸、电缆分支箱、避雷器、压力箱、接地箱、电缆接头、电力管、电力沟、沟槽、电力井、通风亭（通风孔）、变电站、终端站、电缆小间等。

需要绘制的专题图包括：沟道断面图、管道断面图、沟道纵断面图、电缆井纵断面图、沟道系统图；电缆沟道综合信息查询，主要实现电缆基本信息、沟道基本信息、沟道使用信息和沟道专题图等信息的综合展示，为电缆管理人员提供全面的信息，作为电缆管理人员制定管理决策的依据。

4、搭建电缆WebGIS查询子系统

WebGIS查询子系统依托IE运行，客户端无需安装专用软件，只要安装了Internet Explorer即可使用本系统的功能，而Internet Explorer已经内置于Windwos操作系统内，因此WebGIS查询子系统是一个完全免安装的系统。

通过Web查询子系统，可以查询到各种电缆信息、浏览电缆图及各类专题图，但是无法对图形进行修改，搭建WebGIS查询子系统的目的就是满足数据查询类用户的要求，以降低系统的维护难度和维护工作量。

二、系统结构

1、系统网络结构

在该方案中，所有数据存储于数据服务器上，这些数据包括矢量化的GIS数据、影像数据、各种实景图片数据、所有业务数据等；所有需要发布给最终用户使用的软件都部署在Web Server上，C/S架构系统的最终发布的软件也部署在该服务器上，需要安装时从该服务器进行下载安装，软件发生更新时，只需要将最新的软件发布到该服务器上，各已安装客户端自动下载更新。

2、系统逻辑结构

从逻辑上讲，系统由三大体系组成：技术体系、功能体系和保障体系。技术体系包括数据层、模型层、组件/中间件层和应用服务层；功能体系包括表示层和接口层，表示层既最终用户可使用的功能最大集合；保障体系指确保系统安全、稳定、可靠、高效运行的体系，包括技术的和管理的保障两大方面，技术保障体系包括：系统安全体系、系统维护机制和日常管理措施等。

3、背景地图的选择

本系统采用影像数据和二维矢量地图相结合的策略组织系统的背景图，这样可以充分发挥两类地图的优势，矢量地图可以无级缩放而且不失真，但是不能形象而又直观地反映地形地貌。影像数据能够直观地反映地形地貌，但是放大到一定比例后将发生失真，无法辨认地物；另外，由于不是矢量数据，影像上的地物（如道路、企事业单位等）不能定位，要定位卫星影像上的地物必须借助于二维矢量数据方可实现。

影像数据包括两种，卫星影像和航空影像，航空影像具有比卫星影像更高的分辨率，但是价格较高，更新周期也比较长。结合北京城市发展规划的特点，在本项目中，我们采用卫星影像和航空影像混合使用的策略。对于变化较慢二环以内的区域，采用航空影像，二环以外采用卫星影像数据。

为达到地图使用的最佳效果，为实际生产管理发挥更大作用，本系统中，背景图显示策略是：在一定的缩放比例范围内（如1:20,000到1:500）图形背景显示影像图，在该范围内影像的显示效果可以达到最佳。在该缩放比例外，图形背景显示二维矢量地图，这样可以完全避免影像显示失真带来的不便。

4、操作系统平台

根据系统平台的建设目标，考虑到系统的安全性、稳定性、可扩展性，建议数据库服务器使用UNIX或Windows 2003 Server操作系统；WEB服务器选用Windows 2003 Server；客户端操作系统选用Windows XP Professional操作系统。

5、地理信息系统平台

本系统GIS平台的选择应考虑到以下要求：高效的数据管理；数据结构公开；系统的开放性；能够进行网络开发；用户界面友好；数据采集和编辑功能丰富；空间统计与分析高效；排版输出便捷。

ESRI公司是世界上最大的GIS解决方案提供商，制定了GIS领域多个行业标准，具有雄厚的技术实力。目前，采用ESRI的ArcGIS平台的电力企业包括：华北电网公司、华东电网公司、东北电网公司、西北电网公司、华中电网公司、江苏省电力公司、上海电力公司、天津电力公司、南京电力公司等。

本项目中，我们选用ESRI公司的ArcGIS平台，这将提高公司在平台选用上的抗风险能力。本系统数据量比较大，对数据库平台的性能、响应时间以及数据的安全性都有很高的要求。综合考虑市场上的各种数据库平台和电力GIS应用需求，建议采用Oracle数据库作为本系统的数据库平台。

三、系统安全性设计

1、权限控制设计

系统采用与组织机构管理相结合的安全管理功能，采用了基于用户名/密码的身份认证方式和基于角色的访问控制机制来解决广域网内部的安全管理问题。其基本的安全管理原则是：以责定岗、以岗定人。

2、网络安全设计

防火墙设备：在系统所处网络中架设防火墙隔离局域网和Internet（Intranet）。使用防火墙能够有效地阻止来自非法入侵和病毒传播。

防火墙软件：局域网中的计算机上安装防火墙软件，防止病毒从移动存储设备中进入局域网。

3、日志管理设计

安全日志：安全日志中记录系统登录和对数据访问的操作信息，通过检查安全日志可以有助于防止进行不恰当的活动。

4、数据备份与恢复

为了更好的保护数据，系统正式运行前，应该制定详细的数据备份制度与计划。本系统预期使用的数据库备份策略包括逻辑备份、冷备份、热备份等：定期备份数据库能够减小数据文件破坏或丢失带来的损失。

四、基本功能

GIS系统功能结构图如下：

1、电网GIS图形分层管理

系统的地理背景图层应支持多种比例尺精度的电子地图，可以选用各种坐标系下的1:10,000、1:2,000比例尺测绘精度的地形图。电网覆盖范围内应该采用1:10,000比例尺精度地形图，市区及郊区的主要城镇应满足1:2,000比例尺精度地形图。

地理背景支持不同精度背景图形的添加、修改、更新。并能提供工具进行分析校核保证数据的正确性和一致性。地形图应该包括以下图层要素：地名、地物点、建筑物、机关单位、植被、沟渠、湖泊、水库、池塘、铁路、道路（路名、道路中心线、道路边线）、桥梁、绿地、河流、行政区界、地面高程。

2、背景动态显示控制

系统根据预先设定的参数自动控制背景地图的选择，缩放比例在设定的范围内（1:20,000到1:500）间时，选择卫星影像作为背景，在该缩放比例范围外，选择二维矢量地图作为背景，显示效果如下图所示。

3、基础图形操作

在电网图、一次接线图上提供漫游、开窗、放大、缩放操作，浏览电网设施、线路类型、分布情况等，并提供鹰眼图，方便全貌浏览，通过鹰眼图取景框的移动、放大、缩小操作，主视窗内将显示相应部分。

4、动态标注

线路名称和道路名称动态显示，妥善处理图形上文字标注；漫游、局部开窗放大图形，其上标识文字不丢失，标注垂直于线的方向。能够根据需要，在地图的电力设施图层，选择线路或设备的一个或多个属性进行标注显示。

5、图层控制

图形元素的颜色、符号、线型、填充风格、字体大小可以根据图形属性、图层名称自由选择修改。定义图层可见范围，选择标注字段，设置标注。同一图层根据设备属性进行过滤，显示/隐藏某些设备。

6、图形基本编辑

提供点、线、面编辑修改工具，可在地理背景图上增加和删除、修改建筑物、地物点、街道等基础地理信息，为了方便绘图，提供点、线的自动捕捉。

7、图形统计与测量

提供度量尺功能，方便图形上测距。提供面积测量功能，查询面积。可在地图上指定区域并统计出该区域内各种电气设备数量、位置。可根据行政区，街区，产权范围内的设备情况统计查询并统计出符合条件的设施。

8、图形查询定位

可对道路、地名、变电站、电缆等进行查询定位。在电缆图、接线图、查询设备相关的属性信息。可以对指定地图区域内的电力设备信息进行查询统计。可以通过设备名称或编号能迅速查到该设备的空间信息和相关属性信息。提供对地物、道路、线路等设施的周边数据信息进行查询。可以通过一次接线图查询变电站设备信息。提供通过线路查询线路相关的信息，如电缆分支箱、电缆头等。

9、局部图形放大

在浏览全局图形的同时，提供了放大镜工具，实现局部图形的放大，能在统览全局图形时，可查看某一局部详细信息。

10、电缆统计

对电缆中的各种信息进行多种方式的空间统计，提供强大的FM功能。可按线路进行统计；按行政区域进行统计；可用鼠标在图形窗口设定矩形、圆形或不规划多边形等任意范围，对此内的各类信息进行统计。统计结果可以打印输出。

11、特殊情况报警

报警类别包括：井盖丢失报警；光纤过温报警；电缆过温报警。通过与光纤测温系统的接口，当出现特殊情况时，如井盖丢失、光纤温度或电缆温度超过阀值时，系统能够自动进行报警。报警的方式可以是推屏（窗口信息报警）或在GIS地图上加亮显示或者是两种方式的结合，同时可以快速定位到报警源所在地理位置。