CN111028332B - 一种用于电网模型的构建方法和显示方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电网模型构建技术领域，现有三维地理信息系统时时显示电网中各电力设备的三维模型，随着显示数量的真多，其占用计算机资源越多，本发明提供了一种用于电网模型的构建方法，电网模型具有真象形态、具象形态和抽象形态，用于在三维地理信息系统的显示窗口择一显示；在真象形态下，于三维电子地图中，按照各电网设备坐标位置，与三维电子地图同比例显示电网中各设备的三维模型；在具象形态下，于三维电子地图中，按照各电网设备坐标位置，显示电网中各设备的简化模型；在抽象形态下，于平面电子地图中，按照各电网设备坐标位置，显示电网的拓扑结构；能在不同的形态之间切换，减少显示是对计算机资源的占用，提高流畅度。

Description

一种用于电网模型的构建方法和显示方法

技术领域

本发明涉及电网模型构建技术领域，更具体地说是一种用于电网模型的构建方法和显示方法。

背景技术

随着虚拟技术发展，工程三维数字化越来越多应用于全寿命周期。在三维地理信息系统中展示时，多采选择使用电网三维模型（主要用于输配电设施科学展示和实际应用中），三维模型按照实物以固定的比例尺建模，能够较为真实的展示电网设备及线路在三维电子地图上的位置及空间分布情况。

在三维地理信息系统的显示窗口中，比例尺越大时，三维电子地图上所包含的实地面积就越小，但显示的地形就详细，精度也就越高，能真实的展示电网中设备局部结构。在通过鼠标滚轮缩放时，随着比例尺减小，三维地理信息系统的显示窗口中三维电子地图上所包含的实地面积就越大，此时显示窗口中包含电网的设备也就越多。由于电网分布地点多、面积广，所处地形复杂，自身结构种类繁多，相互存在空间关系。特高压线路更是每相导线多达8根，在加上密集廊道内多回输配电线路和多中交叉跨越。显示窗口中过多的电网设备及线路在显示三维模型时，尤其是铁塔及线缆，一方面会占用大量的计算机资源进行渲染，另一方面受限于显示分辨率，复杂的线路缩小后也不能清楚展示。

另外，应用场合不同，关注也重点不同，在电网设计的各个阶段，如可研、初设、施工图、竣工图对三维展示的需求也不同。有时还需要在精细与简略之间转换。

因此需要一种用于电网模型的构建方法和显示方法，能够在不同场合下显示电网模型不同的特征。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术中存在的缺陷，提供一种用于电网模型的构建方法和显示方法。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案得以实现：一种用于电网模型的构建方法， 所述电网模型具有真象形态、具象形态和抽象形态，用于在三维地理信息系统的显示窗口择一显示其中一种形态；

所述电网模型在真象形态下，于三维电子地图中，按照各电网设备坐标位置，与三维电子地图同比例显示电网中各设备的三维模型；

所述电网模型在具象形态下，于三维电子地图中，按照各电网设备坐标位置，显示电网中各设备的简化模型；

所述电网模型在抽象形态下，于平面电子地图中，按照各电网设备坐标位置，显示电网的拓扑结构；

所述三维电子地图的比例尺大于所述平面电子地图的比例尺；

所述三维模型是以实物按照一定比例建模获得，且三维模型中各零部件具有材质或纹理特征；

所述简化模型是按照规定的简化方法将所述三维模型简化成线条结构图；

所述拓扑结构是按照规定的精简方法将所述简化模型的线条结构图精简成结构简图。

上述技术方案，将电网模型（三维数字图形）分为真象、具象和抽象三种形态，三种形态存在关联空间要素，可通过一定的数学、逻辑关系计算建模获得或采用人工建模获得，并具有相关参数属性。真象、具象、抽象形态三者之间可根据展示需要随时切换，可根据计算机屏幕视窗分辨率大小及空间缩放自动切换合适的形态，也可通过事先的设置在不同的形态之间切换，减少显示是对计算机资源的占用，提高流畅度。

本发明进一步优选方案为：所述简化方法包括如下步骤，步骤1：忽略三维模型中各零部件的材质与纹理特征；步骤2：对线缆简化，多个相互平行且间距在X范围内的一组线缆，以一条线缆替代；步骤3：对铁塔简化，将构成铁塔的钢材线条化，以等长的线段替代具有体积的钢材，忽略体积小于Y的零部件，以简化铁塔模型。

本发明进一步优选方案为：所述精简方法包括如下步骤，步骤1：对铁塔的简化模型再精简，以竖直的线段替代；步骤2：对铁塔上的各线缆进行分组，将分组后各组线缆于竖直方向上依次排列。

本发明进一步优选方案为：所述电网模型采用了上述的用于电网模型的构建方法；

在三维地理信息系统的显示窗口中，当前电子地图的比例尺大于或等于第一比例尺时，所述电网模型显示真象形态；当前电子地图的比例尺小于第一比例尺，且大于或等于第二比例尺时，所述电网模型显示具象形态；当前电子地图的比例尺小于第二比例尺时，所述电网模型显示抽象形态；在显示窗口中的地图缩放时，所述电网模型随当前地图的比例尺的变化切换到与之相对应的形态。

综上所述，本发明具有以下有益效果：一方面，使用该方法构建电网模型并显示，主要简化线缆和铁塔结构，能减少对计算机资源的占用；另一方面能够，忽略模型中细枝末节，将关注点放在主要的特征上进行展示。

附图说明

图1是铁塔及电缆在真象形态下所显示的三维模型。

图2是铁塔及电缆在具象形态下所显示的简化模型。

图3是铁塔及电缆在抽象形态下所显示的拓扑结构。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

本实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

本发明提供了一种用于电网模型的构建方法，该电网模型具有真象形态、具象形态和抽象形态，用于在三维地理信息系统的显示窗口择一显示其中一种形态。

电网模型在真象形态下，于三维电子地图中，按照各电网设备坐标位置，与三维电子地图同比例显示电网中各设备的三维模型。

电网模型在具象形态下，于三维电子地图中，按照各电网设备坐标位置，显示电网中各设备的简化模型。

电网模型在抽象形态下，于平面电子地图中，按照各电网设备坐标位置，显示电网的拓扑结构。

三维电子地图的比例尺大于平面电子地图的比例尺。

三维模型是以实物按照一定比例建模获得，且三维模型中各零部件具有材质或纹理特征。

简化模型是按照规定的简化方法将三维模型简化成线条结构图。简化方法包括如下步骤，

步骤1：忽略三维模型中各零部件的材质与纹理特征；

步骤2：对线缆简化，多个相互平行且间距在X范围内的一组线缆，以一条线缆替代；

步骤3：对铁塔简化，将构成铁塔的钢材线条化，以等长的线段替代具有体积的钢材，忽略体积小于Y的零部件，以简化铁塔模型。

拓扑结构是按照规定的精简方法将简化模型的线条结构图精简成结构简图。精简方法包括如下步骤，

步骤1：对铁塔的简化模型再精简，以竖直的线段替代；

步骤2：对铁塔上的各线缆进行分组，将分组后各组线缆于竖直方向上依次排列。

本发明还提供了一种用于电网模型的显示方法，该方法显示的电网模型采用了上述的用于电网模型的构建方法。

在三维地理信息系统的显示窗口中，当前电子地图的比例尺大于或等于第一比例尺时，电网模型显示真象形态。

当前电子地图的比例尺小于第一比例尺，且大于或等于第二比例尺时，电网模型显示具象形态。

当前电子地图的比例尺小于第二比例尺时，电网模型显示抽象形态。

在显示窗口中的地图缩放时，电网模型随当前地图的比例尺的变化切换到与之相对应的形态。

具体使用过程如下，在计算机上使用该三维地理信息系统（应用了本发明提供的电网模型构建方法和显示方法）时，以第一比例尺为1:500，第二比例尺为1:5000为例。在使用三维地理信息系统时，其显示窗口所显示的当前电子地图的比例尺在1:100时，大于第一比例尺，显示窗口中所显示的电子地图为三维电子地图。在该比例尺下，电网模型处在真象形态，即电网模型中各设备三维模型按照地图上各电网设备对应坐标位置，与实物按照该比例尺等比例显示，能够清晰的看到设备的具体外貌特征。

当使用鼠标或键盘对显示窗口所显示的电子地图进行缩小后，缩小到1:1000时，该比例尺小于第一比例尺，大于第二比例尺，显示窗口中所显示的电子地图为三维电子地图。在该比例尺下，电网模型处在具象形态，即电网模型中各设备的简化模型按照地图上各电网设备对应坐标位置，进行显示，能够观察到电子地图上的线路和电力设施的分布情况，以及线缆与电力设施之间的连接点。

当使用鼠标或键盘对显示窗口所显示的电子地图再次进行缩小后，缩小到1:10000时，该比例尺小于第二比例尺，显示窗口中所显示的电子地图为平面电子地图。在该比例尺下，电网模型处在抽象形态，即电网模型中各设备的精简模型按照地图上各电网设备对应坐标位置，进行显示，能够观察到电子地图上的线路和电力设施的分布情况。

如图1-3所示，示出了铁塔及线缆的在三种形态下，所显示的对应模型（为了方便观察细节，三种模型的比例尺做适当调整）。

Claims (2)

1.一种用于电网模型的构建方法，其特征在于，包括：

所述电网模型具有真象形态、具象形态和抽象形态，用于在三维地理信息系统的显示窗口择一显示其中一种形态；

所述电网模型在真象形态下，于三维电子地图中，按照各电网设备坐标位置，与三维电子地图同比例显示电网中各设备的三维模型；

所述电网模型在具象形态下，于三维电子地图中，按照各电网设备坐标位置，显示电网中各设备的简化模型；

所述电网模型在抽象形态下，于平面电子地图中，按照各电网设备坐标位置，显示电网的拓扑结构；

所述三维电子地图的比例尺大于所述平面电子地图的比例尺；

所述三维模型是以实物按照一定比例建模获得，且三维模型中各零部件具有材质或纹理特征；

所述简化模型是按照规定的简化方法将所述三维模型简化成线条结构图；

所述拓扑结构是按照规定的精简方法将所述简化模型的线条结构图精简成结构简图;

所述简化方法包括如下步骤：

步骤1，忽略三维模型中各零部件的材质与纹理特征；

步骤2，对线缆简化，多个相互平行且间距在X范围内的一组线缆，以一条线缆替代；

步骤3，对铁塔简化，将构成铁塔的钢材线条化，以等长的线段替代具有体积的钢材，忽略体积小于Y的零部件，以简化铁塔模型；

所述精简方法包括如下步骤：

步骤1，对铁塔的简化模型再精简，以竖直的线段替代；

步骤2，对铁塔上的各线缆进行分组，将分组后各组线缆于竖直方向上依次排列。

2.一种用于电网模型的显示方法，其特征在于：所述电网模型采用如权利要求1所述的用于电网模型的构建方法；

在三维地理信息系统的显示窗口中，当前电子地图的比例尺大于或等于第一比例尺时，所述电网模型显示真象形态；当前电子地图的比例尺小于第一比例尺，且大于或等于第二比例尺时，所述电网模型显示具象形态；当前电子地图的比例尺小于第二比例尺时，所述电网模型显示抽象形态；在显示窗口中的地图缩放时，所述电网模型随当前地图的比例尺的变化切换到与之相对应的形态。