摘 要：結(jié)合衡水供電公司企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，針對(duì)目前城網(wǎng)改造引致城區(qū)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的變化，提出了在原城網(wǎng)配電自動(dòng)化系統(tǒng)的基礎(chǔ)上構(gòu)建基于Web的電力企業(yè)地理信息系統(tǒng)，使全公司范圍內(nèi)的所有工作站均能方便地瀏覽到配電網(wǎng)圖形、配電網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和靜態(tài)數(shù)據(jù)，以達(dá)到資源共享；同時(shí)，對(duì)采用以Browser/server方式為主、Client/server方式為輔的混合體系結(jié)構(gòu)的方案實(shí)施進(jìn)行了探討。
關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng)；Intranet網(wǎng)絡(luò)；GIS；電力企業(yè)；計(jì)算機(jī)應(yīng)用

衡水供電公司配電自動(dòng)化系統(tǒng)自1998年投入運(yùn)行以來(lái)，積累了大量的數(shù)據(jù)。原有的GIS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)維護(hù)和靜態(tài)、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的查詢。隨著城市電網(wǎng)改造的快速推進(jìn)，把這些基于地理信息的可視化的數(shù)據(jù)提供給各部門(mén)瀏覽、查詢，避免數(shù)據(jù)的重復(fù)錄入，提高數(shù)據(jù)的使用效率，即構(gòu)建基于Intranet的企業(yè)級(jí)WebGIS就很必要。WebGIS的目標(biāo)是:在配電自動(dòng)化系統(tǒng)中維護(hù)的GIS數(shù)據(jù)，能夠通過(guò)公司內(nèi)Intranet網(wǎng)絡(luò)，使全公司范圍內(nèi)的工作站均能瀏覽到配網(wǎng)圖形和配網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、靜態(tài)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)資源共享。

1開(kāi)發(fā)平臺(tái)的確定
MapXtreme 是MapInfo公司推出的用于Internet和Intranet的應(yīng)用服務(wù)器級(jí)產(chǎn)品，在互聯(lián)網(wǎng)上可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可視化，揭示數(shù)據(jù)之間的關(guān)系和發(fā)展趨勢(shì)，它采用標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP協(xié)議，通過(guò)HTTP進(jìn)行文檔和文件傳輸，在瀏覽器端為標(biāo)準(zhǔn)的HTML語(yǔ)言，任何支持HTML的瀏覽器都可正常運(yùn)行。
通過(guò)MapXtreme可以在網(wǎng)上發(fā)布基于電子地圖的應(yīng)用系統(tǒng)。用戶只需在機(jī)器上安裝瀏覽器（如 IE 或 Netscape）即可訪問(wèn)存放在服務(wù)器端的空間數(shù)據(jù)，方便地對(duì)地圖進(jìn)行放大、縮小、漫游、查詢、統(tǒng)計(jì)等操作。此外，MapXtreme還提供了許多強(qiáng)大的地圖化功能以滿足用戶不同層次的需要。
MapXtreme能夠?qū)⑹噶康貓D轉(zhuǎn)化成GIF或JPG格式的柵格圖象，并提供Java或ActiveX的Widget，完成多平臺(tái)上的地圖縮放或平移等操作。由于傳遞到瀏覽器端的只是一幅經(jīng)過(guò)高度壓縮的柵格地圖，而真正的矢量地圖及數(shù)據(jù)仍保留在服務(wù)器端，因此減少了網(wǎng)絡(luò)傳輸負(fù)擔(dān)，也降低了原始數(shù)據(jù)被盜用的可能［1］。
MapXtreme還可以在網(wǎng)頁(yè)上增加信息可視化的功能，提供包括專(zhuān)題地圖、緩沖區(qū)分析、地圖編輯、地圖顯示、圖層控制、空間選擇等全面的地圖功能。
2系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)
WebGIS軟件是面向公司的生產(chǎn)和管理人員，依附于主站系統(tǒng)服務(wù)器的分布式實(shí)時(shí)配電AM/FM/GIS 軟件。其界面風(fēng)格和操作方式與GIS工作站保持一致。系統(tǒng)分為服務(wù)器端（BSRV）、客戶端（BCLNT）2部分，結(jié)構(gòu)如圖1所示。
在MapXtreme的工作方式下，所有的地圖數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序都放在Server端，客戶端只是提出請(qǐng)求，所有的響應(yīng)都在Server端完成，只需在Server端進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)即可，客戶端無(wú)須任何維護(hù)，大大降低了系統(tǒng)的工作量。由于采用B/S方式，不僅可滿足目前各點(diǎn)的需求，今后用戶數(shù)還可以任意增加，符合發(fā)展潮流。對(duì)數(shù)據(jù)的修改更新可由服務(wù)器端集中處理，也可由各分站修改后通過(guò)C/S結(jié)構(gòu)傳輸上報(bào)。

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3數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)
3.1GIS數(shù)據(jù)庫(kù)的特點(diǎn)
GIS數(shù)據(jù)庫(kù)不僅有與一般數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)性質(zhì)相似的地理要素的屬性數(shù)據(jù)，還有大量的空間數(shù)據(jù)，即描述地理要素空間分布位置的數(shù)據(jù)，且這2種數(shù)據(jù)之間具有不可分割的聯(lián)系。在建立GIS數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，不僅應(yīng)遵循通用的數(shù)據(jù)庫(kù)原理，還必須采取一些特殊的技術(shù)和方法，以解決空間數(shù)據(jù)管理的問(wèn)題。
空間數(shù)據(jù)的拓?fù)潢P(guān)系模型是地理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)。MapInfo采用“空間實(shí)體 空間索引”的拓?fù)潢P(guān)系模型。
該模型的基礎(chǔ)是“空間實(shí)體”?？臻g實(shí)體是地理實(shí)體的抽象，主要包括點(diǎn)、線、面3種類(lèi)型。每個(gè)空間實(shí)體對(duì)象都維護(hù)著自己的所有屬性，多個(gè)空間實(shí)體組成一個(gè)圖層。
“空間實(shí)體 空間索引”模型的空間查詢功能是通過(guò)空間索引技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的?？臻g索引的目的是對(duì)給定的空間坐標(biāo)，以盡快的速度搜索到坐標(biāo)范圍內(nèi)的空間對(duì)象。MapInfo采用R-Tree技術(shù)將空間實(shí)體的最小外接矩形存儲(chǔ)在索引中，并按從大到小的順序進(jìn)行索引搜索。建立了空間索引，就能快速地進(jìn)行空間分析?！翱臻g實(shí)體 空間索引”模型對(duì)某個(gè)對(duì)象的更改不會(huì)影響到其它對(duì)象的定義，所以其空間數(shù)據(jù)的可維護(hù)性較強(qiáng)［2］。
3.2數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)原則
GIS系統(tǒng)中涉及的數(shù)據(jù)包括圖形矢量數(shù)據(jù)、空間屬性數(shù)據(jù)和工程管理數(shù)據(jù)。為增強(qiáng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理的靈活性，采用分開(kāi)存儲(chǔ)的方法。圖形矢量數(shù)據(jù)以MapInfo標(biāo)準(zhǔn)文件格式存儲(chǔ)在特定目錄下，圖形中每個(gè)地物均有其對(duì)應(yīng)的唯一的標(biāo)識(shí)（ID號(hào)），系統(tǒng)以此為索引建立該地物的圖形數(shù)據(jù)文件。空間屬性數(shù)據(jù)與工程管理數(shù)據(jù)均采用MS SQL Server來(lái)存儲(chǔ)，各地物屬性記錄的關(guān)鍵字為圖形文件中該地物的ID號(hào)，由此便實(shí)現(xiàn)了圖形文件與屬性文件的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。
根據(jù)GIS屬性數(shù)據(jù)特點(diǎn)，系統(tǒng)選用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)，以記錄組(或數(shù)據(jù)表)的形式組織數(shù)據(jù)，便于利用各種實(shí)體(圖形)與屬性之間的關(guān)系進(jìn)行數(shù)據(jù)存取和變換，不分層也無(wú)指針，以建立空間和非空間數(shù)據(jù)之間的關(guān)系為主要目標(biāo)來(lái)組織數(shù)據(jù)。 
3.3WebGIS的數(shù)據(jù)組織
MapInfo采用雙數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)模式，即其空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)分開(kāi)存儲(chǔ)。屬性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的若干屬性表中，而空間數(shù)據(jù)則以MapInfo的自定義格式保存于若干文件中，二者通過(guò)一定的索引機(jī)制聯(lián)系起來(lái)。為提高查詢和處理效率，MapInfo采用層次結(jié)構(gòu)對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行組織，即根據(jù)不同的專(zhuān)題將地圖分層（圖層還可以分成若干圖幅），每個(gè)圖層存儲(chǔ)為若干個(gè)基本文件。
4WebGIS實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)功能
4.1地圖控制功能
a. 圖層控制。系統(tǒng)可以分層控制設(shè)備的顯示屬性，如線路、開(kāi)關(guān)、刀閘、變壓器、變電站、街道、建筑等。
b. 圖形無(wú)級(jí)縮放功能。對(duì)圖形進(jìn)行開(kāi)窗放大、縮小、移動(dòng)、拖動(dòng)、漫游等功能。
c. 圖形顯示的“鷹眼”功能。系統(tǒng)可同時(shí)顯示全景圖視窗和局部區(qū)域圖視窗；在全景圖上可移動(dòng)當(dāng)前視窗所處的地理位置，而在局部區(qū)域圖上進(jìn)行縮放和移動(dòng)又可以在全景圖上得以反映，這樣可方便地了解全局和局部的關(guān)系。
d. 圖形信息疏密效果協(xié)同校正功能。系統(tǒng)在進(jìn)行無(wú)級(jí)縮放時(shí)，可自動(dòng)根據(jù)當(dāng)前視窗的比例尺，調(diào)整顯示圖層數(shù)和某一圖層中信息量的疏密關(guān)系及效果，保證最佳的視覺(jué)效果和最快的顯示速度，系統(tǒng)提供的參數(shù)設(shè)置對(duì)話框可以根據(jù)需要設(shè)置系統(tǒng)最佳的疏密效果。
e. 關(guān)閉地理背景?？梢詫⒌乩韴D形設(shè)置成不同的圖形分類(lèi)，如系統(tǒng)將圖形分為地理背景層和電力設(shè)備層2類(lèi)，系統(tǒng)對(duì)類(lèi)的操作可以大大提高對(duì)地圖控制和操作的效率。選擇菜單功能，可以將建筑物、街道、水系、綠地等非電力設(shè)施圖層關(guān)閉。
f. 關(guān)閉電力設(shè)施。關(guān)閉所有電力設(shè)施，如線路、桿塔、刀閘等。
g. 開(kāi)地理背景、打開(kāi)電力設(shè)施。
4.2圖形查詢功能
WebGIS可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)擊查詢、分項(xiàng)查詢、樹(shù)形查詢（變電站查詢）等圖形查詢功能。

4.3圖形統(tǒng)計(jì)功能
WebGIS可實(shí)現(xiàn)矩形統(tǒng)計(jì)、圓形統(tǒng)計(jì)、多邊形統(tǒng)計(jì)、按線統(tǒng)計(jì)、SQL語(yǔ)句統(tǒng)計(jì)等圖形統(tǒng)計(jì)功能。

4.4實(shí)時(shí)量顯示及其它功能
a. 實(shí)時(shí)量顯示。WebGIS與系統(tǒng)主站之間是相互關(guān)連的，通過(guò)調(diào)用接口函數(shù)，就可以將后臺(tái)的實(shí)時(shí)量很直觀地顯示在GIS圖上。
b. 統(tǒng)計(jì)標(biāo)尺功能。可統(tǒng)計(jì)地圖上任意線路或道路的長(zhǎng)度。
c. 圖層標(biāo)注功能。可將地圖上的地理對(duì)象使用要求的屬性值在地圖上顯示標(biāo)注出來(lái)，這樣地圖上所有的標(biāo)注信息將按照自己的意愿來(lái)顯示。
d. 導(dǎo)航窗口功能。可以生成一個(gè)全圖的縮略窗口，將全圖窗口與地圖全圖對(duì)應(yīng)起來(lái)。
在導(dǎo)航圖上點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，彈出放大/縮小和移動(dòng)菜單，選擇放大/縮小，在導(dǎo)航圖上拉出想要在地圖上顯示的矩形窗口，地圖將連動(dòng)顯示拉出的矩形窗口位置的地圖位置及大小。選擇移動(dòng)菜單，可以在導(dǎo)航圖上移動(dòng)矩形窗口（紅色矩形）的位置，地圖將聯(lián)動(dòng)顯示。
同樣，在地圖上任何與地圖有關(guān)的操作（移動(dòng)、放大、縮小、重構(gòu)），在導(dǎo)航窗口上同樣可以聯(lián)動(dòng)地顯示出來(lái)。
4.5高級(jí)應(yīng)用功能
a. 統(tǒng)計(jì)及模擬功能。將開(kāi)關(guān)進(jìn)行模擬斷開(kāi)操作，能夠?qū)⒂绊懙降木€路及其它電力設(shè)備在地圖上顯示出來(lái)。
b. 供電電源分析功能。能夠?qū)ふ揖€路的供電電源方，即變電站。
c. 沿線巡視功能。能夠?qū)ふ揖€路的供電電源方或用戶側(cè)方，即變電站或終端設(shè)備。
d. 單線顯示功能。用來(lái)在地圖上顯示線路上所用的電力設(shè)備，包括開(kāi)關(guān)、線路、變壓器、刀閘等。
5結(jié)論
系統(tǒng)初步完成了基于配電地理信息系統(tǒng)之上的WebGIS的開(kāi)發(fā)，主要特點(diǎn)如下：
a. 在MapInfo平臺(tái)基礎(chǔ)上，針對(duì)電力系統(tǒng)的特點(diǎn)，適當(dāng)拓展了圖形的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
b. 完成了WebGIS與配電SCADA系統(tǒng)的一體化設(shè)計(jì)。
c. 在結(jié)構(gòu)上保證了系統(tǒng)的靈活配置，可任意增加Web站點(diǎn)。
d. 解決了地理圖形網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)乃俣葐?wèn)題。
e. 實(shí)現(xiàn)了公司局域網(wǎng)內(nèi)對(duì)配電地理信息的Web查詢，達(dá)到了資源共享的目的。

參考文獻(xiàn)

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［2］Gunnit S.Khurana(美),Balbir S.Khurana(美). Web數(shù)據(jù)庫(kù)的建立與管理［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1997.