（電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)論文）基于svg的可視化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用.pdf

塑堊查蘭堡主蘭壘堡塞壘! ! 型 a b s t r a c t w i t l lt 1 1 ei n t r o d u c t i o no f t l l ec o m p e t i t i o ni n t op o 、v e r 的n s a c t i o n sa n dt l l ei n c r e 髂e o ft h ei n t e r c o n n e c t i o nb e t w e e nr e g i o n a lp o w e rs y s t e m s ，m ep o w e rs y s t e mo p e r a t i o n a n dc o n t r o lk eb e e nm o r ec o m p l i c a t e dm a nn e v e rb e f o r e t h ev i s u a l i z a t i o n t e c h n i q u ef a c i l i t a t e sm ep o w e rt e c h n i c i a n se a s i l yc o m p r e h e n d i n gt l l eo p e r a t i o nd a t a 行o me m s d m sb yv i n u eo fg r a p h s ，i m a g e sa i l dp i c t u r e s h o w e v e r t h et r a d i t i o n a l b “m 印f b m a ti nt h e s ea d v a n c e d 印p l i c a t i o n sc o u l dn o t b es h a r e da n dr e u s e de v e n w i m i nt h es 甜n ec o n t r o la r e a w i t h 血ed e v e l o p m e n to fn e t w o r kt e c l l i l o l o g y ，an e w t e c l l l l i q u ec a l l e ds c a l a b l ev e c t o rg r a p h i c s ( s v g ) 、v a si n v e n t e df o rm ep u r p o s eo f p r o v i d i n gan c ww a y t oo 唱a 1 1 i z et l l eg r 印l l i ci n f i o m a t i o ns oa st ob ee a s i l ys h a r e d 孤d m o d i f l e d 恤o u 出t h ew e b s t h ep u r p o s eo f 吐虹sp a p e ri st ot r yt oa p p l ym es v g t e c h n i q u e t o s o l v i n gm ee x i s t i n gl l i i s h 盯e a b l e a 1 1 dl l n u s a b l e p r o b l e m so fm e v i s u a l i z a t i o nr e s o u r c e si np o w e rs y s t c m s f i r s t l y ，an e ws v g - b a s e dp o w e rg r i dd a t ad e s c r i p t i o nm o d e li sp r o p o s e ds ot h a t t h eg r a p h si np o 、v e rs y s t e mc o u l db ed e s c r i b e db ym ep l a i n t e x tb a s e ds v gf o 咖a t s e c o n d l y ，t h r e ev i s u a l i z a t i o ns c h e m e sr e l a t e dt og e o 掣印l l i cs i n g l e 1 i n ed i a g r 鋤， i n c l u d i n gg i s - b a s e dd i a 掣a m ，v o l t a g ec o t o u ra n dm ev i s u a l i z a t i o no fl o a dn o w i n t e d k e ，a r ed e s i g n e do nt h ec i m x m l s v gp l a t f b n n f i n a l l y ，0 1 h e rv i s u a l i z a t i o n s c h e m e sr e l a t e dt os i m p l eg r i dc o n n e c t i o nd i a g r 咖，i n c l u d i t l gd y n a m i cu p d a t co f 叩e r a t i o nd a t aa n de l e c t r i c a lc o m p o n e n td i s p la y ，a r cd e s i g n e do nm ec i m m l ，s v g p l a t f o r ma sw e l l a l lt h es c h e m e sa b o v ea r es u c c e s s f i l l l yi m p l e m e n t e do nt l l eh a n g z h o up o w e r c o m p a n y sc i m m l s v gp l a t f o 柵a 1 1 dt h eo p e r a t i o nr e s u l ts h o w st 1 1 a tt l l ep o w e r g r i dd a t ad e s c r i p t i o nm o d e lp r o p o s e da n dt h ed e v e l o p e dv i s u a l i z a t i o ns c h e m e sa r e b a s i c a l l ye 虢c t i v ea 1 1 df e a s i b l e k e y w o r d s ：s c a l a b l ev e c t o rg r 印h i c s ( s v g ) ；c o m m o ni n f o m a t i o nm o d e l ( c i m ) ； g e o g r 印h i ci n f o m a t i o ns y s t e m s ( g i s ) ；v i s l l a l i 刪o nt e c l l l l o l o g y ；v o i t a g ec o n t o u r ； 浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 第一章緒論 第一章緒論 可視化技術(shù)，又稱為科學(xué)計算可視化【1 6 】，是2 0 世紀(jì)8 0 年代后期隨著計算機 技術(shù)發(fā)展而出現(xiàn)的一門技術(shù)。其主要做法就是把各種繁雜的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成直觀的圖 形和圖像，從而有利于人們正確理解數(shù)據(jù)的含義1 。它的主要目的是更加有效地 處理和分析越來越多的科學(xué)數(shù)據(jù)和工程數(shù)據(jù)，以提供一個探索和研究物理現(xiàn)象的 先進工具，從而提高科學(xué)研究和工程設(shè)計的效率。電力系統(tǒng)可視化是指利用可視 化技術(shù)將用以表示電力系統(tǒng)運行狀態(tài)的各類數(shù)據(jù)以圖形或圖像方式予以顯示，以 使系統(tǒng)運行人員更方便、更直觀地了解當(dāng)前系統(tǒng)的運行狀態(tài)，以便其采取的運行 控制措施更有效、更有針對性【1 3 l 。 1 1 電力系統(tǒng)可視化應(yīng)用現(xiàn)狀 隨著互聯(lián)電力系統(tǒng)的發(fā)展，現(xiàn)代電力系統(tǒng)的規(guī)模目趨龐大，地理跨度越來越 廣，電力系統(tǒng)的運行操作人員將不得不時刻面對和處理來自系統(tǒng)中的各種海量數(shù) 據(jù)。如何正確而精練地抽取其中的有用信息，以便系統(tǒng)運行人員對各種復(fù)雜狀況 做出及時的反應(yīng)，是電力工程師一直關(guān)心的課題。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展并在電 力系統(tǒng)推廣應(yīng)用后，研究人員開始考慮用能容納大信息量的圖形圖像資源來展示 電力系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)，輔助系統(tǒng)運行人員及時掌握系統(tǒng)的運行狀況并做出正確的 決策。 目前，國內(nèi)外學(xué)者對可視化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用做了大量的研究和應(yīng)用 推廣工作，在電網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示、運行安全狀態(tài)顯示和系統(tǒng)安全、保護狀態(tài)顯示等方 面開展了不少工作。隨著計算機互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和高性能計算機的普及，電力 系統(tǒng)可視化技術(shù)正朝著圖形圖像資源通用性、移植性強、傳遞方便、圖形工作站 配置簡單化方向發(fā)展。 本章按可視化顯示內(nèi)容分別就電網(wǎng)數(shù)據(jù)可視化、安全運行狀態(tài)顯示、動態(tài)安 全域的可視化分析、繼電保護評估測試顯示等電力系統(tǒng)可視化技術(shù)做簡單的介 紹。 本文所指的可視化與傳統(tǒng)意義上的圖形圖像顯示區(qū)別在于其背后包含的數(shù)據(jù)上。 浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 第一章緒論 1 1 1 電網(wǎng)數(shù)據(jù)可視化 1 ) 電網(wǎng)結(jié)構(gòu) 傳統(tǒng)的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)單線圖具有結(jié)構(gòu)清晰、規(guī)整的優(yōu)點?？梢詫⑾到y(tǒng)節(jié)點數(shù)據(jù)和 線路數(shù)據(jù)清楚的標(biāo)注到相應(yīng)的位置上，缺點是它不與實際系統(tǒng)對應(yīng)，直觀性較差。 隨著電力系統(tǒng)的不斷擴大，這種在單線圖上標(biāo)注數(shù)據(jù)的方式越來越不能滿足要 求。 基于地理圖的點線圖贏接在地理圖上標(biāo)注節(jié)點和線路，其優(yōu)點是符合實際系 統(tǒng)，十分直觀，缺點是在某些節(jié)點和線路在地理上聚集在一起時，數(shù)據(jù)的顯示過 于密集。解法方法是可以選擇性的顯示滿足某一條件的數(shù)據(jù)，以避免數(shù)據(jù)顯示過 于密集甚至重疊。 2 1 線路數(shù)據(jù) 電網(wǎng)中線路數(shù)據(jù)主要指與輸電線路相關(guān)的潮流斷面數(shù)據(jù)、線路負(fù)載率等。潮 流斷面數(shù)據(jù)可以直接顯示在輸電線路圖上并用箭頭標(biāo)識方向，使調(diào)度人員掌握整 個系統(tǒng)的潮流信息。 圖1 1 基于地理信息的潮流分布圖圖1 2 基于單線圖的潮流分布圖 圖1 1 【1 6 】所示是一個基于地理信息的潮流分布圖，其中箭頭的大小和方向表 示潮流的大小和方向。使用地理接線圖的優(yōu)點在于能夠使調(diào)度員清楚了解各個地 區(qū)的負(fù)荷分配狀態(tài)，缺點是負(fù)荷密集的區(qū)域圖形過于重疊復(fù)雜，出現(xiàn)無法看清的 狀況。圖1 2 所示是基于單線圖的潮流分布圖【l “。單線圖比較符合調(diào)度員的使用 習(xí)慣，缺點是沒有準(zhǔn)確地標(biāo)注各個節(jié)點的實際地理位置?；诘乩斫泳€圖和基于 傳統(tǒng)單線圖的潮流可視化各有優(yōu)缺點，可以根據(jù)不同的需要進行選擇。 2 浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章緒論 線路負(fù)載率的信息可以放在線路上加以顯示。餅圖是反映百分率的有效手 段，圖1 2 用餅圖標(biāo)識出部分線路的負(fù)載率。對于規(guī)模較大的電力系統(tǒng)，顯示負(fù) 載率的餅圖不能太多太大( 否則可能有重疊) ，可以采用部分顯示的方法，即只 顯示線路上超過一定額度的負(fù)載率信息。 3 ) 節(jié)點數(shù)據(jù) 電力系統(tǒng)中的節(jié)點數(shù)據(jù)是離散的，一般采用在圖中相應(yīng)節(jié)點位置處標(biāo)出節(jié)點 的電壓、功角等數(shù)值文本信息的方法顯示節(jié)點數(shù)據(jù)。這種方式雖然十分準(zhǔn)確，但 是很難反映出系統(tǒng)的整體情況和電壓越限情況。有研究者提出了用柱狀圖來 表示節(jié)點電壓，每個節(jié)點電壓用兩個柱表示，一個表示實際電壓值，一個表示額 定電壓值。這種方式雖然反映了節(jié)點電壓的越限情況，但是不能反映電壓的地理 分布情況。一種改進的方案是利用3 d 顯示在地理接線圖中標(biāo)出各個節(jié)點的電壓 柱。采用節(jié)點電壓等值線的表示方法可以很好的解決電壓分布和電壓越限情況的 顯示，文獻 5 】【2 3 】中分別提出了兩種電壓等值線生成的算法。 同線路數(shù)據(jù)類似，節(jié)點數(shù)據(jù)也可以基于地理信息或基于單線圖顯示。圖 1 3 ( a ) ( b ) 分別為基于地理圖的節(jié)點電壓分布圖( 1 3 ( a ) ，m a t l a b 仿真) 和基于單線 圖的傳統(tǒng)母線電壓分布圖( 1 - 3 ( b ) ，母線附近標(biāo)注相應(yīng)電壓值) 。另外，還可以結(jié) 合單線圖和等高線技術(shù)顯示電壓分布狀況，圖1 3 ( c ) 為基于單線圖的電壓等高線， 比較圖1 3 ( b ) 和圖1 3 ( c ) 可以看出，等高線的方式對于顯示節(jié)點電壓分布情況更 加直觀明確。 ( a ) 基于地理圖的節(jié)點電壓等值線( b ) 單線圈節(jié)點附近標(biāo)注電壓數(shù)值 ( c ) 基于單線圖的節(jié)點電壓等值線 圖l _ 3 節(jié)點數(shù)據(jù)可視化顯示 漸江大學(xué)砸! j 嗶怔詫立 第一章緒論 1 1 2 安全運行狀態(tài)顯示p 0 系統(tǒng)中各個終端上傳的系統(tǒng)狀態(tài)數(shù)據(jù)量非常龐大，絕大多數(shù)是正常狀態(tài)數(shù) 據(jù)，不需要調(diào)度員干涉。只有小部分非礦常狀態(tài)數(shù)據(jù)需要調(diào)度員做出反應(yīng)。用 3 d 顯示技術(shù)對采集的狀態(tài)數(shù)據(jù)做可視化分析，可以幫助調(diào)度員迅速了解系統(tǒng)的 安全狀態(tài)以及系統(tǒng)的薄弱點。 雷j 4 系統(tǒng)安全狀態(tài)顯不 圖1 4 所示為一個示例系統(tǒng)的安全狀態(tài)顯示。圖中深色圓柱表示線路過載情 況，淺色圓柱表示屯壓過低情況，如果某處兩種情況都存在，表示兩種情況的圓 柱疊加表示。顏色的深淺用來表示電壓過低、線路過載的嚴(yán)重程度，顏色越深越 嚴(yán)重。通過上圖，調(diào)度員對圖示區(qū)域內(nèi)的系統(tǒng)安全狀態(tài)一目了然，以便采取相應(yīng) 的措施來處理系統(tǒng)出現(xiàn)的非正常狀態(tài)。 圖1 5 所示為上述示例系統(tǒng)進步的系統(tǒng)薄弱點分析，其中圖1 5 ( a ) 是對系 統(tǒng)中一個薄弱點的具體分析，深色墻表不和該點相關(guān)的輸電線路，高度和顏色表 示負(fù)葡過載程度，淺色圓表示相關(guān)母線，半徑和顏色表示電壓下降程度。圖1 5 ( b ) 表明了電壓下降、線路過載點相關(guān)的線路、母線。 ( a ) 系統(tǒng)薄弱顯示( b ) 系統(tǒng)薄弱點以及相犬對象顯示 圖l ，5 系統(tǒng)薄弱點顯示 4 浙江犬學(xué)碩士學(xué)位論文第一章緒論 1 1 3 動態(tài)安全域可視化 電力系統(tǒng)的動態(tài)安全域表明對于既定事故前、后的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)在經(jīng)歷了 既定故障后能否保證暫態(tài)穩(wěn)定【8 】。動態(tài)安全域可以離線計算，在線使用時針對某 一給定事故選擇相應(yīng)的動態(tài)安全域，并依據(jù)此時的節(jié)點注入功率是否位于安全域 之內(nèi)來判別系統(tǒng)運行點是否安全。動態(tài)安全域可視化通過一些簡單的變換將一維 穩(wěn)定邊界映射到二維或三維空間表示。圖1 6 所示為一個動態(tài)安全域可視化示例， 其中1 6 ( a ) 是1 0 機3 9 節(jié)點系統(tǒng)單線圖，考慮母線2 6 側(cè)三相接地事故，通過相 應(yīng)算法可以計算出穩(wěn)定邊界，圖1 6 ( b ) 為穩(wěn)定邊界在2 維空間的斷面圖。 ( a ) 系統(tǒng)接線圖 ( b ) 穩(wěn)定邊界 圖1 6 動態(tài)安全域可視化示例 1 1 4 繼電保護評估測試顯示睇o i 繼電保護對于系統(tǒng)的安全性和可靠性至關(guān)重要，繼電保護評估和測試的可視 化可以提供直觀的系統(tǒng)事故仿真數(shù)據(jù)曲線，幫助相關(guān)人員進行繼電保護設(shè)備的整 定。 1 ) 距離保護 繼電保護的評估測試可視化可以提供保護接線圖的顯示，事故點及事故類型 的選擇，來仿真計算各種類型事故。圖1 7 為一種距離保護裝置的接線圖，圖中 包括發(fā)電機、輸電線路、保護裝置、變壓器、負(fù)荷。 浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章緒論 圖1 7 距離保護接線圖 測試時確定事故點，進行仿真計算后所獲得的數(shù)據(jù)經(jīng)過可視化模塊的分析， 產(chǎn)生直觀的曲線顯示( 圖1 8 ( a ) 、( b ) ) 相關(guān)人員通過故障曲線圖，立即可以判斷 發(fā)生故障時保護裝置能否動作。 ( a ) 11 5 k v 母線單相接地故障仿真曲線 ( b ) 1 3 8 k v 母線三相接地故障仿真曲線 圖1 8 故障仿真曲線 2 ) 差動保護 圖l91 1 5 k v 母線單相接地故障仿真圖 6 浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 第一章緒論 圖1 9 為差動保護測試事故仿真數(shù)據(jù)的可視化顯示。圖中用兩個相鄰的矩形 柱表示保護動作的整定值和系統(tǒng)實際值。在實際運行中這些矩形柱隨時間動態(tài)變 化，相關(guān)人員通過此圖可以立即判斷出事故發(fā)生后保護裝置是否動作。 1 1 5 設(shè)備管理可視化 設(shè)備管理可視化主要用于顯示設(shè)備管理、環(huán)境管理、防范防災(zāi)管理、資產(chǎn)管 理各個模塊的規(guī)劃配置報告的顯示，設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視圖形顯示等。 1 ) 設(shè)備檢修管理 設(shè)備檢修管理可視化幫助檢修人員了解特定時間段內(nèi)需要檢修的設(shè)備及其 相關(guān)聯(lián)的線路等信息，極大的方便了相關(guān)人員安排檢修計劃。 2 ) 設(shè)備故障管理 當(dāng)系統(tǒng)中有設(shè)備發(fā)生故障時，設(shè)備管理可視化系統(tǒng)應(yīng)該能夠迅速的在地理接 線圖中用較為明顯的顏色顯示出故障設(shè)備所在廠站以及相關(guān)聯(lián)的線路和廠站，便 于相關(guān)人員及時處理故障設(shè)備。 1 2 本文的主要工作和意義 電力信息技術(shù)隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，已經(jīng)從原有的各個孤立系統(tǒng)逐步 開始往集成化的方向發(fā)展，各個系統(tǒng)間需要共享資源來提高工作的效率和決策分 析的準(zhǔn)確性。許多電力企業(yè)逐步采用c i m ( c o m m o ni n f o 姍a t i o nm o d e l ) 【1 】標(biāo)準(zhǔn)、 組件技術(shù)和企業(yè)門戶技術(shù)來不斷的整合自己的系統(tǒng)，但是他們不可避免的遇上了 一個問題：如何交換圖形數(shù)據(jù)? 眾多電力系統(tǒng)圖形信息，最基本的應(yīng)當(dāng)是電網(wǎng)數(shù) 據(jù)和電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)的可視化圖形信息，它是系統(tǒng)運行人員對可視化功能的 首要需求。電網(wǎng)數(shù)據(jù)和電力系統(tǒng)運行狀態(tài)可視化以及可視化圖形信息w e b 發(fā)布 的研究越來越重要?，F(xiàn)有的電力系統(tǒng)運行狀態(tài)可視化技術(shù)中，一種典型的實現(xiàn)方 式是：首先通過電力系統(tǒng)仿真軟件計算得出計算結(jié)果，然后利用集成現(xiàn)有的可視 化圖形軟件( 例如p o 吧r w o r l d 、j e w e r 等) 進行數(shù)據(jù)分析和圖形顯示。在進行 網(wǎng)絡(luò)發(fā)布中存在的主要問題是，可視化系統(tǒng)生成的圖形數(shù)據(jù)發(fā)布方式大多采用格 式非公開的位圖圖像或者j a v a a p p i e t 。位圖圖像的圖像大小和內(nèi)容都是固定的， 難以滿足用戶的交互操作需求，并且圖像縮放時存在圖像質(zhì)量下降的現(xiàn)象；j a v a 浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 第一章緒論 a p p l e t 解決了用戶交互操作的問題，但是在速度、可編輯性、可重用性方面存在 較多問題。另一方面，隨著系統(tǒng)互聯(lián)及電力市場的引入，使得關(guān)心電網(wǎng)運行狀態(tài) 的主體有所變化，從而產(chǎn)生對部分電網(wǎng)數(shù)據(jù)信息共享的需求，進一步地相關(guān)人員 也希望能夠共享系統(tǒng)的部分圖形資源，能一目了然地獲知相關(guān)信息數(shù)據(jù)。如原來 僅電網(wǎng)公司和其他電力系統(tǒng)相關(guān)部門需要了解有關(guān)的電網(wǎng)信息，在電力市場環(huán)境 下市場參與人員需要及時了解電網(wǎng)的運行狀況以便正確做出決策：而互聯(lián)系統(tǒng)的 調(diào)度人員為更準(zhǔn)確的掌握電網(wǎng)的運行狀況，也希望能了解相鄰系統(tǒng)的部分信息 ( 包括圖形圖像資源信息) 。這就對電力系統(tǒng)運行狀態(tài)可視化提出新的要求：希 望能夠增強可視化資源的開放性和靈活性，滿足系統(tǒng)新的發(fā)展需要。 近年來隨著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，s v g ( s c a l a b l ev e c t o rg r a p h i c s ) 的出現(xiàn) 為電力系統(tǒng)運行可視化圖形數(shù)據(jù)的w 曲發(fā)布提供了一種開放性的解決方案。s v g 是由w 3 c 組織開發(fā)的一種開放標(biāo)準(zhǔn)的文本式矢量圖形描述語言，主要面向網(wǎng)絡(luò) 應(yīng)用。s v g 作為一種矢量圖形它相對于位圖來說具有無可比擬的優(yōu)勢，在圖形 復(fù)雜程度不大的情況下，它比位圖圖像文件量小的多，可無極縮放，它可以對圖 形元素進行精確定位，文字在s v g 圖像中保留可搜索狀態(tài)，也可以通過定的 交互方式進行編輯。s v g 圖形文件是文本文件，可以方便的用任意文本編輯瀏 覽編輯。由于s v g 是一種基于“l(fā) 的語言，它繼承了x m l 的跨平臺性和可擴 展性。s v g 支持s m i l ( s y n c l l r o n i z e dm i l l t i r n e d i ai n t e g r a t i o nl a l l g u a g c ) ，使得在 圖片內(nèi)進行交互成為可能，s v g 支持j a v a s c r i p t ，可以方便的由程序語言來動態(tài) 生成。s v g 完全支持d o m ，允許程序或腳本動態(tài)地存儲和上傳文件的內(nèi)容、結(jié) 構(gòu)或樣式。 通過將電力系統(tǒng)運行狀態(tài)可視化系統(tǒng)中的圖形數(shù)據(jù)采用s v g 格式來進行圖 形數(shù)據(jù)的存儲、傳輸和展現(xiàn)，可以有效的解決專有格式的位圖圖像在數(shù)據(jù)w 曲 發(fā)布中的問題。通過分析現(xiàn)有的電網(wǎng)可視化應(yīng)用方案可以看出：電網(wǎng)可視化應(yīng)用 較多是在地理接線圖或者系統(tǒng)單線圖的基礎(chǔ)上，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為二維或三維圖形對 象進行展示。s v g 能夠準(zhǔn)確描述電力系統(tǒng)圖元并提供精確的圖形元素定位，非 常適合描述地理接線圖或者電網(wǎng)單線圖，這就為用s v g 來展示電網(wǎng)可視化的圖 形提供了可能性。 在此背景下，本文對s v g 在電力系統(tǒng)的幾個應(yīng)用方面做了一些探索性的工 浙江大學(xué)碩：t 學(xué)位論文 第一章緒論 作，本文涉及的工作包括：底層包括s v g 的圖形圖像資源描述設(shè)計；上層應(yīng)用 包括基于s v g 的地理接線圖設(shè)計，基于s v g 的等值線方案設(shè)計，基于s v g 的 電網(wǎng)潮流顯示設(shè)計和s v g 圖元動態(tài)著色。 本文主要分為六章。第一章概述了目前國內(nèi)外電力系統(tǒng)中可視化技術(shù)的應(yīng)用 領(lǐng)域和現(xiàn)狀，并簡要分析了電力信息化對電網(wǎng)數(shù)據(jù)可視化的需求；第二章主要介 紹可視化相關(guān)技術(shù)，重點介紹s v g 規(guī)范：第三章著重分析基于s v g 的電網(wǎng)數(shù)據(jù) 可視化系統(tǒng)的實現(xiàn)框架以及其實現(xiàn)的平臺基礎(chǔ)；第四章通過具體實例說明基于地 理接線圖的可視化功能的實現(xiàn)；第五章具體說明基于廠站一次接線圖的可視化功 能的實現(xiàn)，包括圖元動態(tài)著色，量測數(shù)據(jù)實時更新，并給出了一些具體實例；第 六章是論文總結(jié)部分，總結(jié)自己所作的工作和今后的工作設(shè)想。第三、四、五章 是論文的重點內(nèi)容。 9 浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 第二章可視化技術(shù) 第二章可視化技術(shù) 可視化技術(shù)是一門交叉學(xué)科，涉及的范圍較為廣泛，它不僅包括計算數(shù)據(jù)可 視化，而且包括實驗和測量數(shù)據(jù)的可視化?？梢暬夹g(shù)學(xué)科是一門融合數(shù)學(xué)、計 算機、圖形圖像處理以及其他相關(guān)領(lǐng)域的交叉學(xué)科，本身的內(nèi)容博大精深，限于 篇幅本章只對本文工作中涉及到的可視化技術(shù)基礎(chǔ)知識做簡單地介紹；另外 s v g 技術(shù)規(guī)范是本文工作基石，本章將對s v g 技術(shù)的發(fā)展和特點做簡單地介紹。 2 1 可視化技術(shù)分類 可視化技術(shù)根據(jù)所參照的依據(jù)不同可以有多種分類方法，最為常用的是根據(jù) 源數(shù)據(jù)的類型進行分類，可以將可視化技術(shù)分為點數(shù)據(jù)可視化技術(shù)、標(biāo)量場可視 化技術(shù)、矢量場可視化技術(shù)。 2 1 1 點數(shù)據(jù)可視化技術(shù) 點數(shù)據(jù)可視化技術(shù)是對定義域中的一些點進行映射，其關(guān)鍵是如何將n 維空 間中的點向二維圖像平面投影。 一維點、二維點和三維點的投影方法比較直接。一維點的情況最為簡單，可 用符號直接標(biāo)注在坐標(biāo)軸上。二維點也可以采用一種直接的顯示方法，在顯示平 面上可直接將二維點的兩個值對應(yīng)到( z ，y ) 坐標(biāo)值上。三維點可采用投影方法， 將三維點三個值對應(yīng)到圖像空間的三個坐標(biāo)軸上，再將這些點向二維顯示平面進 行投影。投影模式可以采用簡單的光照模型，即將第三維的深度信息用光照強弱 表示或用符號的大小、顏色直接表示第三維信息。 高維點的顯示則較為復(fù)雜，比較有代表性的方法是c h e m o f r 臉方法和 a n d r e w s 繪圖法吲。 點數(shù)據(jù)的可視化技術(shù)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用集中在各種數(shù)據(jù)曲線表達(dá)技術(shù)中，如 變壓器負(fù)荷曲線、a g c 曲線等。 l o 浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 第二章可視化技術(shù) 2 1 2 標(biāo)量場可視化技術(shù) 標(biāo)量場可視化是目前可視化技術(shù)研究較多的領(lǐng)域。 最簡單的標(biāo)量場是一維標(biāo)量場，如同表示函數(shù)y = ，( x ) 一樣，一維標(biāo)量場可 以直接用函數(shù)曲線畫圖表示，其基本方法是在x y 平面內(nèi)，根據(jù)采樣點的值， 構(gòu)造插值函數(shù)f ( _ ) ，根據(jù)f ( x 。) 生成采樣點之間的線段。插值函數(shù)的選擇要求 能保持原數(shù)據(jù)集中的隱含屬性，如單調(diào)性、正值性、凸包性等。常用的有線性插 值，埃爾米插值，以及三次或高次樣條插值。在采樣數(shù)據(jù)本身精度較低的情況下， 更多的是采用逼近的方法，它更能反映出原函數(shù)的特性，常用的是最小二乘法逼 近。 二維標(biāo)量場可看成是二維平面網(wǎng)格點或是散亂點上的數(shù)據(jù)分布，其關(guān)鍵還是 如何構(gòu)造其插值函數(shù)或逼近函數(shù)。對于網(wǎng)格數(shù)據(jù)，最簡單的方法是采用雙線性插 值，僅依賴四個網(wǎng)格點構(gòu)造其插值函數(shù)。其形式為： f ( x ，y ) = d l + 口2 工+ 目3 y + 口4 砂 ( 公式1 ) 要獲得較好的連續(xù)性，可采用雙三次插值，它要計算一階導(dǎo)和二階導(dǎo)，其 形式為： 33 f ( x ，y ) = 口f x 。_ y 。，o x ，y l ( 公式2 ) f _ 0 ，= 0 它很容易映射到一個單元上，常見的有雙三次h e n n i t e 函數(shù)和雙三次b e z i c r 函數(shù)。 散亂數(shù)據(jù)插值的方法就更多了，如進行三角劃分后，對三角片上的點采用雙 線性插值或雙三次插值。 二維標(biāo)量場的等值線繪制是二維標(biāo)量場可視化的主要技術(shù)，如地理中的等高 線，氣象中的等溫線都是其具體實例。 標(biāo)量場可視化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用也相當(dāng)廣泛，基于各類接線圖的節(jié)點 數(shù)據(jù)可視化都可參照標(biāo)量場可視化方法，本文第四章中將對等值線繪制方法在電 力系統(tǒng)節(jié)點電壓等值線的繪制應(yīng)用做具體闡述。 浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文第二章可視化技術(shù) 2 1 3 矢量場可視化 矢量場可視化要求用圖形圖像方式顯示每一矢量的大小和方向，一種方法是 采用標(biāo)量顯示技術(shù)顯示矢量每一分量的分布，另一種方法就是對大小和方向同時 進行顯示，后者更直接更容易被人們接收。 矢量場的幾何表示一般有點表示、線表示和面表示三種方法。 點表示是最直接的方法，對采樣點上每點數(shù)據(jù)的大小和方向采用能表示大小 和方向的圖標(biāo)來表示，如箭頭、錐體、有向線段等。這種方法適用于較小的簡單 矢量場，對于大型復(fù)雜的矢量場不太適用，眾多箭頭只能讓觀察者覺得繁亂，無 法清晰地解釋原數(shù)據(jù)場地分布。 線表示是用的較多的一種方法，主要有場線和質(zhì)點軌跡兩種，場線是在某一 時刻，連接各點矢量的一條有向曲線，如電磁場中的磁力線等。質(zhì)點軌跡是某 一質(zhì)點經(jīng)過該矢量場時的一條軌跡。對于線表示，主要時要選擇合適的起始點。 如果場線可看作時一點的運動軌跡，那么場面就是一條非場線曲線經(jīng)過矢量 場的運動軌跡，場面比場線更能抽取出矢量場內(nèi)部的矢量分布，它的構(gòu)造主要有 兩種方法，一種是采用場線連接生成場面，另一種是對矢量場采用拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分 解，抽取出矢量場內(nèi)部的幾種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，后者更能對整個場的分布有全局的把握。 2 2 可視化研究模型 2 2 1 基于可視分析的研究模型 通常分析研究一種現(xiàn)象時，一般要經(jīng)過以下幾個階段。 ( 1 ) 建模( m o d e l i n g ) 研究人員首先通過觀察，將有關(guān)信息歸納成物理模型， 即確定哪些變量有意義，哪些變量可忽略，并選取時空區(qū)域和相關(guān)的物理定律， 明確模擬目標(biāo)，然后導(dǎo)出物理模型的理想化數(shù)據(jù)模型，包括控制方程、邊界條件、 初始條件以及定義域與數(shù)學(xué)表達(dá)式。在電力系統(tǒng)可視化應(yīng)用的研究中，這一步工 作主要表現(xiàn)為針對某一具體分析目標(biāo)從各種數(shù)據(jù)中提取所需要分析的部分?jǐn)?shù)據(jù)， 并建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。 ( 2 ) 求解( s o l u t i o n ) 根據(jù)數(shù)學(xué)模型，采用相應(yīng)的數(shù)值方法建立計算模型，送 1 2 浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 第二章可視化技術(shù) 入計算機( 計算模擬) ，獲得計算結(jié)果。 ( 3 ) 解釋與評價( i n t e i p r e t a t i o n & e v a l u a t i o n ) 可視化在該階段發(fā)揮重要作用， 它從模擬數(shù)據(jù)到可視化圖形圖像數(shù)據(jù)的變換，使得研究人員能以視覺圖像方式對 模擬結(jié)果進行觀察。做出解釋和評價( 如圖2 1 ) ?；趕 v g 的可視化方法將計 算模擬所獲得的結(jié)果用s v g 圖像描述方式生成圖形文件或圖形文件片斷，完成 從數(shù)據(jù)到圖像的變化。 內(nèi)在蜘德 物理模型 萎黧 。霉熬實，一 擬 驗) 圖形圖像 據(jù) 圖2 1 基于可視分析的研究模型1 3 3 2 2 2 可視化過程模型 可視化過 程 由圖2 1 可知，可視化過程中的輸入數(shù)據(jù)包含2 類，一類是來自模擬階段的 計算或?qū)嶒灁?shù)據(jù)，另一類是來自分析階段中產(chǎn)生的控制可視化過程命令?？梢暬?過程輸出為可視化的圖形圖像信息，以供分析用。進一步可將來自模擬階段的數(shù) 據(jù)到圖形圖像的變換過程細(xì)分為下面4 個模塊，這也是可視化分析一般過程流 程。 奪數(shù)據(jù)預(yù)處理 可視化模塊輸入數(shù)據(jù)來自計算機模擬數(shù)據(jù)和實驗，測量數(shù)據(jù)，或者從數(shù)據(jù)庫中 調(diào)用。計算機模擬可以產(chǎn)生的數(shù)據(jù)包括數(shù)值數(shù)據(jù)、幾何數(shù)據(jù)( 幾何造型) 與圖像 數(shù)據(jù)；科學(xué)試驗，測量數(shù)據(jù)包括數(shù)值數(shù)據(jù)和圖像數(shù)據(jù)。因此，可視化數(shù)據(jù)預(yù)處理 模塊應(yīng)能根據(jù)需求處理數(shù)值數(shù)據(jù)、幾何數(shù)據(jù)和圖像數(shù)據(jù)三類數(shù)據(jù)。 數(shù)值數(shù)據(jù)又稱屬性數(shù)據(jù)，用來表示溫度、速度等，在電力系統(tǒng)中可以用于表 示電壓、功率、頻率等信息。屬性數(shù)據(jù)通常可以劃分為標(biāo)量、矢量和張量形式， l 九1蘭 浙江大學(xué)碩：b 學(xué)位論文 第二章可視化技術(shù) 是可視化技術(shù)應(yīng)用人員最關(guān)心的數(shù)據(jù)。屬性數(shù)據(jù)有時也可能與幾何數(shù)據(jù)有聯(lián)系。 幾何數(shù)據(jù)用來表示對象的形狀，包括點、線、多邊形、曲面等。圖像數(shù)據(jù)通常以 位圖形式表示，例如掃描圖像數(shù)據(jù)或者計算機生成的光柵圖像數(shù)據(jù)等待。 數(shù)據(jù)預(yù)處理部分的研究內(nèi)容包括以下四個方面： 1 ) 數(shù)據(jù)格式化及其標(biāo)準(zhǔn)化； 2 ) 數(shù)據(jù)描述語言和操縱語言： 3 ) 數(shù)據(jù)變換技術(shù)： 4 ) 數(shù)據(jù)壓縮與解壓縮技術(shù)。 奪映射 映射模塊應(yīng)完成將數(shù)值數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)閹缀螖?shù)據(jù)的功能，因此映射功能實質(zhì)是一 種構(gòu)模功能，是可視化技術(shù)的核心，可視化系統(tǒng)處理的數(shù)據(jù)類型隨著應(yīng)用領(lǐng)域的 不同而不同，從而對不同類型的應(yīng)用數(shù)據(jù)應(yīng)采用不同的可視化技術(shù)。 奪繪制 繪制功能將完成幾何數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成圖像數(shù)據(jù)的過程。計算機圖形學(xué)理論和方法 體統(tǒng)了豐富的繪制算法，例如掃描轉(zhuǎn)換、隱藏面的消除，光照模型、明暗處理、 透明與陰影、紋理映射和反走樣技術(shù)等等。本文中繪制功能模塊的實現(xiàn)主要依靠 s v g 規(guī)范提供的基本圖形描述方法，將可視化分析結(jié)果表達(dá)為s v g 圖像。 奪顯示 顯示功能模塊的功能是將繪制模塊生成的圖像按照用戶指定的要求( 如指定 的輸出設(shè)備，顯示窗口大小及位置，存貯格式等) 進行輸出，有些類似于圖形用 戶界面( g u i ) 。s v g 圖形圖像可以直接在瀏覽器中顯示，因此本文中可視化應(yīng) 用的顯示功能模塊采用直接在客戶端i e 瀏覽器瀏覽的形式。 上述可視化過程可以用圖2 2 表示。由圖可以看出，可視化系統(tǒng)的組成分為 兩類，一類是數(shù)據(jù)交換語義層( 用矩形框表示) ，它包含應(yīng)用數(shù)據(jù)、幾何數(shù)據(jù)、 圖像數(shù)據(jù)等3 個層次數(shù)據(jù)。另一類是變換數(shù)據(jù)的功能模塊( 用橢圓框表示) ，它 包含了濾波模塊和映射模塊，前者完成在同一語義層的變換，后者完成在不同語 義層的變換。 1 4 浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 第二章可視化技術(shù) 交 互 操 作 和 控 制 反 饋 分析 圖2 2 可視化過程流程圖 2 3 標(biāo)量場可視化和等值線抽取 二維標(biāo)量場可看成是定義于某一面上的一維標(biāo)量函數(shù)f = f ( x ，力，所謂等值 線是由所有點( x ，m ) 定義，其中f ( x ， ) = e ( 只為一給定值) ，將這些點按一 定順序連接組成了函數(shù)f ( x ，y ) 值為e 時的等值線。 對于二維標(biāo)量場，其數(shù)據(jù)往往是定義于某一網(wǎng)格面上的。根據(jù)網(wǎng)格類型的不 同，其等值線抽取方法也各有不同。網(wǎng)絡(luò)具體可以分成：正規(guī)化網(wǎng)絡(luò)( r e g u l a rg r i d ) 和非正規(guī)化網(wǎng)絡(luò)( i l t e g u l a rg r i d ) 。前者幾何連通性是隱含的，如常見的正交網(wǎng)格； 而后者顯式地定義了單元的幾何屬性，如常見的三角片網(wǎng)絡(luò)，結(jié)點位置、邊、單 元都要顯式定義。根據(jù)等值線抽取時的網(wǎng)絡(luò)單元處理次序，等值線的抽取方法具 體可分成兩類，網(wǎng)格序列法和網(wǎng)絡(luò)無關(guān)法。 浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文第二章可視化技術(shù) 網(wǎng)格序列法 網(wǎng)格序列法( g r i ds e q u e n c e ) 的基本思想是按網(wǎng)格單元的排列次序，逐個處 理每一單元內(nèi)相應(yīng)的等值線段。在處理完所有單元后，就自然生成了該網(wǎng)格中的 等值線分布。根據(jù)網(wǎng)格類型可分為正規(guī)網(wǎng)格和非正規(guī)化網(wǎng)格。 網(wǎng)格無關(guān)法 前節(jié)介紹的網(wǎng)格序列法是一種按網(wǎng)格單元排列次序逐個單元處理的方法。在 實際情況中，對于某一個值的等值線，其穿過的單元數(shù)往往只占整個網(wǎng)格單元數(shù) 的較小部分( 1 0 以下) 。因此，這種遍歷所有網(wǎng)格單元的處理方法效率不高， 特別是在大型密集網(wǎng)格分布的情況下效率就更低。網(wǎng)格無關(guān)法( g r i d 讎e ) ，就是 針對這種情況的一種等值線生成方法。 網(wǎng)格無關(guān)法通過給定等值線的起始點，或先求出其起始點，利用該點附近的 局部幾何性質(zhì)，計算該等值線的下一點，然后，利用已經(jīng)求出的新點，重復(fù)計算 下一點，知道達(dá)到區(qū)域邊界，或回到原始起點。 2 4 地理信息系統(tǒng) 地理信息系統(tǒng)( g i s g e o g r a p h i ci n f o m a t i o ns y s t e m s ) 是介于信息科學(xué)、空 間科學(xué)與地球科學(xué)之間的交叉科學(xué)，是計算機、軟件、地理數(shù)據(jù)以及用來有效地 獲取、存儲、修改、操作、分折和顯示所有與地理有關(guān)信息的有機集合體口。 它是融計算機圖形和數(shù)據(jù)庫于體的信息管理系統(tǒng)。目前，國外已有許多電力企 業(yè)在日常工作中開始應(yīng)用g i s 解決方案，完成對作業(yè)的控制、整合與監(jiān)測。使 企業(yè)能夠創(chuàng)建、管理、處理并在各個部門之間共享綜合性空間信息，從而支持重 大決策。自2 0 世紀(jì)9 0 年代中期，國內(nèi)部分電力企業(yè)開始嘗試a m f m g i s 的應(yīng) 用，以后一些大型供電企業(yè)開始在通用或?qū)I(yè)g i s 軟件技術(shù)的支持下，建立大 規(guī)模電力g i s 應(yīng)用系統(tǒng)。 g i s 在電力系統(tǒng)中主要應(yīng)用于配網(wǎng)管理系統(tǒng)。如線損分析、可靠性管理、 負(fù)荷管理、相序分析等等。隨著電網(wǎng)g i s 建設(shè)的深入，必然要求其與e m s 實時 系統(tǒng)等有效結(jié)合，提高現(xiàn)有電網(wǎng)調(diào)度參數(shù)管理水平。 浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文第二章可視化技術(shù) 本文所提到的基于地理接線圖的可視化分析應(yīng)用是以地理信息系統(tǒng)為基礎(chǔ)， 將地理信息與電力系統(tǒng)節(jié)點運行數(shù)據(jù)、線路運行數(shù)據(jù)相結(jié)合，在此基礎(chǔ)上進行可 視化分析，并將分析結(jié)果顯示于地理圖層之上。這種形式能使運行人員迅速了解 到所分析顯示的運行數(shù)據(jù)的地理分布情況，為運行狀態(tài)分析、預(yù)測等提供相關(guān)信 息。 2 5s v g 技術(shù) s v g ( s c a l a b l ev e c t o rg r a p h i c s ，可升級矢量圖像) 是一種開放標(biāo)準(zhǔn)的文本式 矢量圖形描述語言，是w 3 c 公司在2 0 0 0 年8 月最早發(fā)布的。使用s v g 可以在 網(wǎng)頁上顯示出各種各樣的高質(zhì)量矢量圖形，包括圖像處理中常見的許多功能，如 圖形、文字、動畫、色彩、濾鏡效果等。最關(guān)鍵的是s v g 完全用普通文本描述， 是一種專門為網(wǎng)絡(luò)而設(shè)計的基于文本的圖像形式。 2 5 1s v g 的歷史 1 9 8 5 年，a d o b e 公司發(fā)布了用于打印的p o s t s c r i p t ，它是一種與具體設(shè)備無 關(guān)的可編程語言。s v g 和p o s t s c d p t 類似，都是基于文本形式，能夠很好地描述 可縮放的文字和圖像，只是用p o s t s c r i p t 所形成的文件很大，不適合于在網(wǎng)絡(luò)上 傳輸。 矢量圖形在網(wǎng)絡(luò)上并不是一個新概念。1 9 9 8 年4 月，來自a d o b e 、i b m 、 n e t s c 印e 以及s 眥公司的幾支開發(fā)隊伍向w 3 c 提交了基于“l(fā) 的p g m l ( p r e c i s i o ng r a p h i c sm a 出叩l a i l g u a g e ，精確圖形標(biāo)記語言) 的語言規(guī)范：同年5 月，h p 、m a c r o m e d i a 、m i c r o s o r 和s i o 等公司也提交了同樣基于x m l 的v m l ( v e c t o r m a r k u pl a n g u a g e ，矢量標(biāo)記語言) 規(guī)范。于是w 3 c 公司綜合兩者之長， 組織了最早的s v g 工作組。他們于1 9 9 8 年l o 月提交了s v g 的需求分析報告。 1 9 9 9 年2 月，s v g 草案出臺，經(jīng)過不斷地修改更新，最終形成了第一份實 驗性地實現(xiàn)規(guī)劃。2 0 0 0 年8 月，w 3 c 正式發(fā)布s v g 圖像格式建議書s v g l 0 規(guī)范。經(jīng)過不斷地更新修改，目前最新的規(guī)范是s v g l 2 版本。 浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 第二章可視化技術(shù) 2 5 2s v g 技術(shù)的特點 耷基于垤l 標(biāo)準(zhǔn) x m l 是公認(rèn)擁有無窮生命力的下一代網(wǎng)絡(luò)標(biāo)記語言。與h l 一樣，x m l 也源自一種比較早的通用標(biāo)記語言s g m l ( s t a l l d a r dg e n e r a l i z em 刊k l l p l a n g i l a g e ) ，它擁有h t m l 語言所缺乏的伸縮性與靈活性。 s v g 開始設(shè)計時就以x m l 為基礎(chǔ)，這使得它能同h t m l 、c s s 、d o m 、 x s l 、j a v a s c r i p t 、c g i 一樣成為一種新的標(biāo)準(zhǔn)。 奪矢量圖形 矢量圖形由線框和填充物等組成，它由計算機根據(jù)矢量數(shù)據(jù)進行計算，然后 繪制而成。矢量圖形相對于位圖有以下特點： 1 ) 文件的大小與圖形的復(fù)雜程度有關(guān)，而與圖形的具體尺寸無關(guān)： 2 ) 圖形的顯示尺寸可以無極縮放，變化后不影響圖形質(zhì)量。所以再圖形復(fù) 雜程度不大的情況下，矢量圖形具有文件量小、可無極縮放的優(yōu)點。 由于矢量圖形的這些特征，使得它尤其適合于網(wǎng)上傳播，所以許多公司都開 發(fā)出用于網(wǎng)上傳輸?shù)氖噶扛袷剑歉鞴咀孕虚_發(fā)的矢量圖形沒有統(tǒng)一的標(biāo) 準(zhǔn)，s v g 的出現(xiàn)迅速改變了這一狀況。專門負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)制定的w 3 c 公司統(tǒng)一負(fù)責(zé) s v g 標(biāo)準(zhǔn)制定，這使得s v g 像h t m l 、x m l 一樣成為瀏覽器默認(rèn)支持的格式， 并且由于眾多廠商的支持，使得制作s v g 的工具軟件大大增加。 奪文本構(gòu)成的圖像 s v g 是一種文本格式的圖像，可以不用任何圖像處理工具，僅僅用記事本就 可以生成一個s v g 圖像。 建立在文本基礎(chǔ)上的s v g 圖像中的所有描述語句都可以直接觀察到，所以 非常容易進行修改與更新，“可升級”的特點在這里可以得到恰當(dāng)?shù)姆从场?奪靈活的文件格式 s v g 可升級的特性不僅僅表現(xiàn)在再次修改方面，還表現(xiàn)在其靈活的文件格 式。在以前的圖像中，文本通常作為位圖保存于圖像中，圖像形成以后不能單獨 對文本進行修改；在p n g 格式中這一點有所改進，文本可作為一個獨立的層存 在。s v g 則更靈活地擴展了圖像的文件格式，它由三個部分組成：矢量圖形、 文字和點陣圖像。s v g 不僅僅可以應(yīng)用矢量圖形和文字對象，同樣可以引入點 浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文第二章可視化技術(shù) 陣圖像而制作出任何其他格式圖像所能達(dá)到的效果。s v g 的文本格式使得它能 在任何時候被修改，甚至在頁面的運行過程中我們也可以對很多部分做即時的修 改，并且其中的圖形描述還可以重復(fù)使用。 奪支持交互性 圖片和交互在以前是分開地概念。例如在一個網(wǎng)頁中，按鈕僅僅是一個圖片， 按鈕的交互部分是由網(wǎng)頁中地s c i i p t 語言來實現(xiàn)。s v g 地出現(xiàn)突破了這個限制， 它支持s m i l ( s ”c h m n i z e dm u l t i m e d i ai n t e g r a t i o nl a n g u a g e ，同步多媒體集成語 言) ，使得在圖片內(nèi)進行交互成為可能，這是以前地圖像所不能做到的。 奪內(nèi)嵌字型數(shù)據(jù) s v g 采用了一種科學(xué)的方法來解決動態(tài)字體問題，它內(nèi)嵌了圖像中所出現(xiàn)的 文字字型數(shù)據(jù)，用戶不需要下載所有的字體文件，這對于中文用戶來說相當(dāng)便利。 s v g 的“矢量描述”并不是一個全新的概念，但它綜合了矢量圖形、點陣圖 像和純文字的優(yōu)點，用一種標(biāo)準(zhǔn)來進行描述，這較之于目前網(wǎng)絡(luò)上流行的壓縮式 點陣圖像優(yōu)越。而且文字與圖形不是封裝于s v g 內(nèi)，而是借助d o m 和s c r i d t 等手段與外界交互，更勝于一般的g i f 或j p e g 圖像。 統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和開放性是s v g 的強大生命力所在。標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一可以增強網(wǎng)絡(luò)的 交流，結(jié)束目前業(yè)界各種格式并存的混亂局面；開放性則有利于日后的各種新的 元素加入其中以擴充其功能。使用s v g 時，客戶端的軟件負(fù)責(zé)解釋s v g 文本并 將其轉(zhuǎn)化成實際的矢量圖形，這樣文字仍然是文字，線條仍然是線條，還可在客 戶端即時修改。 s v g 作為w 3 c 組織證式推薦的圖像格式，擁有眾多的支持機構(gòu)。像a d o b e 公司新推出的a d o b e 圖像處理套件，如i l l u s t r a t o r 、p h o t o s h o p 中集成s v g 功能， 并且提供n e t s c 印en a v i g a t o r 和i n t e m e te x p j o r e l 的插件，以便使其能夠直接支持 s v g 文件的瀏覽?，F(xiàn)在只要安裝a d o b e 公司提供的免費插件s v g e w e r 3 4 1 就可 以直接用i e 或n e t s c a p e 瀏覽s v g 圖形。 2 5 - 3s v g 簡單實例 以下我們給出一個簡單矢量圖形的s v g 描述代碼示例。矢量圖形一般以算 法指令來描述，例如一個實心圓的矢量圖形可以這樣來生成：以坐標(biāo)( 5 0 ，8 0 ) 1 9 浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 第二章可視化技術(shù) 為圓心畫一個半徑為1 0 個象素的圓，用黑色填充。程序清單l 給出了描述這一 圓的示例。 程序清單2 1 ： 圖2 3 在瀏覽器中顯示的2 1 s v g 圖形 將程序清單2 1 給出的文本保存成2 - 1 吖g ，用安裝了s v gv e i w e r 插件瀏覽 器打開以后顯示效果如圖2 3 所示。 2 0 浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 第三章基于s v g 的可視化系統(tǒng)構(gòu)架設(shè)計 第三章基于s v g 的可視化系統(tǒng)構(gòu)架設(shè)計 3 1 概述 目前很多電力系統(tǒng)應(yīng)用軟件或者仿真軟件( 如p o 、e r w j r l d 、m 砒l a b 等) 可 以做到對電力系統(tǒng)可視化圖形的顯示和支持，但是這些系統(tǒng)采用各自不同的實現(xiàn) 技術(shù)和方法，不同系統(tǒng)之間的圖形和數(shù)據(jù)共享困難，并且對于不同的操作平臺系 統(tǒng)的移植和兼容性較差。國際電工技術(shù)委員會i e c 所提議的i e c6 1 9 7 0 和 i e c 6 1 9 6 8 已成為電力企業(yè)進行應(yīng)用集成時所采用的兩大標(biāo)準(zhǔn)體系，它們分別描 述了能量管理系統(tǒng)和配電管理系統(tǒng)的應(yīng)用程序接