三维数字电力规划平台设计与实现

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1、三维数字电力规划平台设计与实现第一章绪论1.1选题背景及意义1.1.1选题的背景电力行业是我国国民经济中的基础产业，是中国经济发展战略的重中之重。整体比较我国各个时期的电力生产与经济增长，大部分时期国民生产总值的增长远远落后于电力生产的增长。电力行业在我国发展迅猛，建国初期我国发电装机总容量仅为一百八十五万千瓦，年发电量只有四十三亿千瓦时，分别居世界第二十一位和二十五位[1]。到了1987年，全国发电装机容量基本达到1亿千瓦。根据2013年全国电力工业统计数据，我国发电装机总容量达到10.63亿千瓦

2、，居于世界首位，未来预期我国电力装机容量将在2020年达到900G等数据对地球实现多分辨率可视化。数字地球平台主要由三部分组成：第一部分是用来展示不同分辨率下地球模型的用户界面，这是与用户进行交互的接口。第二部分是基于网络的地理信息数据集成，用户可以通过网络浏览地理信息。第三部分是多种源数据信息的集成与数据可视化机制的选择。就是整合现有的多种源数据信息，将这些信息在数字地球平台框架中加载，进行三维可视化和自动化网络分析。这是构建数字地球的核心技术，也是将数字地球应用到实际生活中的主要方法。数字地球的

3、兴起在农业生产、资源环境、灾害预警、城市建设、人口分布、教育、政府宏观决策和范围内可持续发展等问题上产生巨大的影响。第二章相关技术分析2.1OGRE3D渲染引擎在OGRE发布初期，受计算机硬件水平的限制，大量使用虚函数接口的OGRE在图形渲染效率上受到了很大的质疑，经过工程师SteveStreetingde等人的不断完善，越来越多的公司开始使用OGRE，现阶段OGRE主要是当作游戏引擎来使用，在国内畅游公司的《天龙八部》、网域计算机网络有限公司的《华夏2》以及久游网的《疯狂飙车》等都是基于OGRE引

4、擎开发的。鉴于OGRE渲染引擎的强大功能，跨平台，开源，免费等特性，本系统决定使用OGRE作为图形抽象层，实现电力系统的三维可视化，实现OGRE在数字地球平台和三维地理信息系统中的应用。OGRE可以对二进制模型数据、骨骼（Skeleton，模型文件的附属信息）、材质脚本（Material，定义了渲染几何物体所需要的状态信息）、GPU程序（提供给图形硬件的着色语言文件）、纹理、合成器脚背、字体信息等资源进行处理，在实际应用的时候，它们可以从磁盘文件中加载，也可以通过其它的办法得到（比如在程序中手动生成

5、）。每个资源都有唯一的标识符名称，根据标识符可以快速查询资源，检测资源是否被重复加载，OGRE中资源只能加载一次。2.2瓦片金字塔技术遥感影像数据、DEM数据是数字地球平台构建的基础，这些数据最显著的特点是数据量大，数据结构单一。如此海量空间数据要进行有效地管理和渲染应用，必须运用先进的数据调度技术。金字塔瓦片技术能很好地解决海量数据的显示和调度，它最显著的特点是能够保证全息地图模块在调度数据时，不用加载所有数据，只需要从服务器获取需要的几个瓦片数据进行操作，很多商业影像数据库系统采用金字塔结构来管

6、理影像，例如MrSIDea，Terraserver等[15]，金字塔结构在数据处理管理、图像压缩以及影像数据发布等领域也有广泛的应用[16]。所以本项目决定采用此技术进行影像数据发布。瓦片金字塔技术从其字面意思理解，包含两个名词概念：瓦片与金字塔。其中瓦片是按照一定的要求将一幅遥感影像分割成相等大小的正方形，每个小正方形就是一个瓦片[17]。对数据进行分块，用户可以选择性的读取某块数据，减少数据访问量，提高系统读取和显示数据的速度，从而提高系统的运行效率。当三维可视化窗口采用固定大小的时候，由于窗口

7、内数据基本保持不变，所以系统的数据访问量也基本保持不变。瓦片技术的这一特点对实现大范围地形三维可视化非常重要。影像金字塔技术是以一套多种分辨率的图像描述同一个位置的数据结构[18]，现阶段国内外的一些主要地理信息系统和遥感图像处理软件，如Esri的ArcGIS，Erdas，SuperMap等[19]，在海量空间数据的存储管理上都是利用的影像金字塔技术。影像金字塔的构建方式主要有两种：第一种是对同一个地物拍摄多种分辨率的数据自动构建金字塔，第二种是金字塔最底层采用清晰度最高的数据，其它层根据以最底层数

8、据位基础插值获取。本系统使用的遥感影像数据采用影像数据插值。第三章系统分析......213.1系统概述.....213.2系统建设目标.........223.3系统平台选型分析.......223.3.1现有平台简介....223.3.2系统平台分析....233.4功能性需求分析.....253.5非功能性需求分析.......26第四章系统设计......294.1系统概念设计.........294.1.1系统设计目标....294.1.2系统设计原则...