GIS地理信息系統(tǒng)實(shí)用教案

1、GIS地理信息系統(tǒng)GIS應(yīng)用展望應(yīng)用展望4.GIS在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用3.GIS功能特征功能特征2.簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介1.第1頁/共46頁第一頁，共47頁。GIS簡(jiǎn)介(jin ji)地理信息系統(tǒng)：GIS（Geographic Information System）定義：GIS是一種為了獲取、存儲(chǔ)、檢索、分 析和現(xiàn)實(shí)定位數(shù)據(jù)而建立( jinl)的計(jì)算機(jī)化得數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。（1998年，美國國家地理信息與分析中心）第2頁/共46頁第二頁，共47頁。GIS簡(jiǎn)介(jin ji)GIS誕生： 1962年，加拿大Roger Tomlinson教授首次提出并領(lǐng)導(dǎo)建立了世界上首個(gè)具有實(shí)用(shyng)意

2、義的GIS，被稱為CGIS（Canada GIS）。第3頁/共46頁第三頁，共47頁。GIS簡(jiǎn)介(jin ji) 此后(c hu)的幾十年里，美國NASA，日本國土信息中心，中國科學(xué)院地理所等單位先后完成了各項(xiàng)專用GIS的開發(fā)。 在現(xiàn)代電力企業(yè)中，應(yīng)用的GIS平臺(tái)可大致分為兩類。第4頁/共46頁第四頁，共47頁。GIS應(yīng)用(yngyng)平臺(tái)兩類兩類通用(tngyng)GIS平臺(tái)專業(yè)(zhuny)GIS平臺(tái)國外，ESRI公司的Arc/Info國內(nèi)的supermap國外，Mapinfo公司的Mapinfo國內(nèi)，深圳雅都公司的Grow第5頁/共46頁第五頁，共47頁。GIS發(fā)展(fzhn)歷程電力

3、GIS的發(fā)展過程： 從功能結(jié)構(gòu)上看，主要經(jīng)歷了從相對(duì)(xingdu)獨(dú)立到集成融合的發(fā)展過程。第6頁/共46頁第六頁，共47頁。電電力力(dinl)GIS發(fā)發(fā)展展自動(dòng)繪圖（AM）、設(shè)備管理（FM）和GIS相對(duì)獨(dú)立應(yīng)用AM、FM均建立在GIS的基礎(chǔ)之上第7頁/共46頁第七頁，共47頁。GIS地理信息系統(tǒng)GIS應(yīng)用展望應(yīng)用展望4.GIS在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用3.GIS功能特征功能特征2.簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介1.第8頁/共46頁第八頁，共47頁。GIS功能(gngnng)特征基礎(chǔ)(jch)數(shù)據(jù)(shj)獲取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理數(shù)據(jù)處理與分析數(shù)據(jù)輸出與顯示第9頁/共46頁第九頁，共47頁。GIS數(shù)據(jù)(sh

4、j)獲取GIS的數(shù)據(jù)獲?。?包括數(shù)據(jù)的采集與輸入，即是將系統(tǒng)外部的原始數(shù)據(jù)傳輸?shù)较到y(tǒng)內(nèi)部，并將外部數(shù)據(jù)的格式(g shi)轉(zhuǎn)變?yōu)橄到y(tǒng)內(nèi)部能夠識(shí)別和處理的格式(g shi)存儲(chǔ)與系統(tǒng)的地理數(shù)據(jù)庫中。第10頁/共46頁第十頁，共47頁。GIS數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)(shj)獲獲取取數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)(shj)分分類類空間數(shù)據(jù)屬性數(shù)據(jù)第11頁/共46頁第十一頁，共47頁?？臻g數(shù)據(jù)空間數(shù)據(jù)GIS數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)(shj)獲獲取取 空間數(shù)據(jù)指的是在二維或三維坐標(biāo)下，以一種(y zhn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來描述物理位置及邏輯連接，針對(duì)真實(shí)的地理信息。 主要的輸入方式為，鍵盤輸入、數(shù)字化儀和掃描儀輸入等。第12頁/共46頁第十二頁，共47頁。屬性數(shù)

5、據(jù)屬性數(shù)據(jù)GIS數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)(shj)獲獲取取 屬性數(shù)據(jù)指的是存放地理信息的元素自身特性的數(shù)據(jù)，常儲(chǔ)存(chcn)與與GIS聯(lián)合使用的商用數(shù)據(jù)庫中（Oracle、Sybase等）。 主要的輸入方式為鍵盤輸入。第13頁/共46頁第十三頁，共47頁。 現(xiàn)代遙感（RS）和全球衛(wèi)星定位（GPS）技術(shù)為GIS提供了豐富的數(shù)據(jù)來源。 GIS將原始數(shù)據(jù)形成數(shù)字化地圖(dt)，為電力系統(tǒng)可視化分析提供了最基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)支撐。GIS數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)(shj)獲獲取取第14頁/共46頁第十四頁，共47頁。GIS的功能(gngnng)特征本質(zhì)(bnzh)數(shù)據(jù)(shj)獲取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理數(shù)據(jù)處理與分析數(shù)據(jù)輸出與顯示第15頁/共46頁

6、第十五頁，共47頁。 GIS本質(zhì)(bnzh)上是地理信息數(shù)據(jù)庫和商用數(shù)據(jù)庫的聯(lián)合使用，旨在為實(shí)物分析提供數(shù)字化、可視化的數(shù)據(jù)支撐。GIS數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)(shj)存存儲(chǔ)與儲(chǔ)與管理管理第16頁/共46頁第十六頁，共47頁。GIS數(shù)據(jù)存儲(chǔ)： 即是把數(shù)據(jù)以某種形式記錄在計(jì)算機(jī)的內(nèi)部或外部存儲(chǔ)器上，目的是使計(jì)算機(jī)能夠靈活快速高效(o xio)的訪問并處理這些數(shù)據(jù)，而關(guān)鍵在于如何建立記錄的邏輯順序以確定存儲(chǔ)的地址。GIS數(shù)數(shù)據(jù)存據(jù)存儲(chǔ)儲(chǔ)(cn ch)與與管理管理第17頁/共46頁第十七頁，共47頁。 GIS的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)一般采用了分層技術(shù)，即根據(jù)地圖的某些特征(tzhng)，將其分為若干層，整張地圖是所有層得疊加結(jié)

7、果。 這樣，用戶操作時(shí)就只涉及到一些特定的層而非整幅地圖，系統(tǒng)對(duì)用戶要求的反應(yīng)速度得以大大提升。 GIS數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)(shj)存存儲(chǔ)與儲(chǔ)與管理管理第18頁/共46頁第十八頁，共47頁?？臻g空間(kngjin)庫庫管理管理屬性屬性(shxng)庫庫管理管理GIS數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)(shj)存存儲(chǔ)與儲(chǔ)與管理管理GIS的數(shù)據(jù)管理以圖形反應(yīng)地理數(shù)據(jù)的拓?fù)潢P(guān)系，包含地理實(shí)體信息。通常以點(diǎn)、線、面等元素來表征。包括矢量模型和面片數(shù)據(jù)模型。屬性數(shù)據(jù)則反應(yīng)了空間數(shù)據(jù)元素的特性。一般采用關(guān)系數(shù)據(jù)模型。注：兩部分?jǐn)?shù)據(jù)庫自成體系，但采用相同結(jié)構(gòu)，具有關(guān)聯(lián)指向關(guān)系第19頁/共46頁第十九頁，共47頁。GIS的功能(gngnng)特

8、征關(guān)鍵(gunjin)數(shù)據(jù)(shj)獲取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理數(shù)據(jù)處理與分析數(shù)據(jù)輸出與顯示第20頁/共46頁第二十頁，共47頁。GIS數(shù)據(jù)處理與分析(fnx)基本數(shù)據(jù)處理基本數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)(shj)的質(zhì)量檢查和糾正包括空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)關(guān)系校驗(yàn)、誤差校正(jiozhng)、再編輯等數(shù)據(jù)的整飾處理使其滿足地理信息系統(tǒng)的各種應(yīng)用要求，如矢量數(shù)據(jù)光滑處理，拓?fù)潢P(guān)系建立等第21頁/共46頁第二十一頁，共47頁。 GIS數(shù)據(jù)分析的核心內(nèi)容是空間分析 是指根據(jù)確定的應(yīng)用分析模型，通過對(duì)空間圖形數(shù)據(jù)的拓?fù)溥\(yùn)算及空間、非空間屬性數(shù)據(jù)的聯(lián)合運(yùn)算等各種操作運(yùn)算來分析一定區(qū)域的各種現(xiàn)象，以獲得更有效的數(shù)據(jù)或某一特定問題的

9、解決方案。 這是GIS與一般計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）和繪圖系統(tǒng)（CAC）功能(gngnng)的主要區(qū)別所在。 GIS數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)處處理理與與分析分析(fnx)第22頁/共46頁第二十二頁，共47頁?？臻g分析空間分析從地理信息中發(fā)現(xiàn)隱含結(jié)論表格分析表格分析疊加分析疊加分析網(wǎng)絡(luò)分析網(wǎng)絡(luò)分析屬性分析屬性分析拓?fù)浞治鐾負(fù)浞治雎?lián)合分析聯(lián)合分析GIS數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)處處理理與與分析分析(fnx)分析方法分析(fnx)方向第23頁/共46頁第二十三頁，共47頁。GIS的功能(gngnng)特征特色(ts)數(shù)據(jù)(shj)獲取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理數(shù)據(jù)處理與分析數(shù)據(jù)輸出與顯示第24頁/共46頁第二十四頁，共47頁。 GIS相比于一

10、般數(shù)據(jù)庫的最大特色在于直觀的數(shù)據(jù)輸出與顯示，即“所見即所得”。 輸出的形式既可以是各種矢量圖形和分析圖表，文字報(bào)表，也可以是空間數(shù)據(jù)分析和關(guān)聯(lián)分析結(jié)果( ji gu)的地理圖形形式。GIS輸輸出出(shch)與顯與顯示示第25頁/共46頁第二十五頁，共47頁。GIS地理信息系統(tǒng)GIS應(yīng)用展望應(yīng)用展望4.GIS在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用3.GIS功能特征功能特征2.簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介1.第26頁/共46頁第二十六頁，共47頁。電力電力(dinl)GIS(dinl)GIS應(yīng)用應(yīng)用發(fā)電(fdin)中應(yīng)用輸變電中應(yīng)用(yngyng)配電中應(yīng)用客戶服務(wù)中應(yīng)用電力GIS的應(yīng)用第27頁/共46頁第二十七頁，

11、共47頁。在發(fā)電（廠）中的應(yīng)用：主要包括兩個(gè)方面。（1）實(shí)現(xiàn)類似(li s)MIS（管理信息系統(tǒng)）的功能。 通過GIS建立統(tǒng)高效的信息網(wǎng)絡(luò)，能夠及時(shí)、準(zhǔn)確地收集、傳輸、處理和反饋各項(xiàng)生產(chǎn)、經(jīng)營、管理過程中產(chǎn)生的信息，實(shí)現(xiàn)發(fā)電企業(yè)范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)共享，為生產(chǎn)運(yùn)行、經(jīng)營管理提供現(xiàn)代化管理手段和科學(xué)輔助決策支持。如人事管理、設(shè)備管理、資產(chǎn)管理、生產(chǎn)計(jì)劃管理、生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)管理、綜合統(tǒng)計(jì)分析管理等。 GIS在在發(fā)電發(fā)電(fdin)中的中的應(yīng)應(yīng)用用第28頁/共46頁第二十八頁，共47頁。（2）實(shí)現(xiàn)面向地理空間信息與資源信息相結(jié)合的GRM（空間資源管理）功能。 發(fā)電廠各種管線、設(shè)備、廠房、科室、人員、安全通道路線(

12、lxin)、水系等設(shè)施的分布均涉及其本身固有信息和地理空間信息。將這些信息資源利用GIS技術(shù)進(jìn)行管理，形成了發(fā)電廠GIS，利用信息集成技術(shù)和發(fā)電廠資源計(jì)劃（ERP)進(jìn)行集成，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)電廠GRM。目前，發(fā)電廠GIS應(yīng)用主要是對(duì)廠區(qū)各種管道、設(shè)備、各種線路等設(shè)施的信息管理方面所起的效益顯著。GIS在在發(fā)電發(fā)電(fdin)中的中的應(yīng)應(yīng)用用第29頁/共46頁第二十九頁，共47頁。電力電力(dinl)GIS(dinl)GIS應(yīng)用應(yīng)用發(fā)電(fdin)中應(yīng)用輸變電中應(yīng)用(yngyng)配電中應(yīng)用客戶服務(wù)中應(yīng)用電力GIS的應(yīng)用第30頁/共46頁第三十頁，共47頁。 輸變電系統(tǒng)從規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工到投入運(yùn)行后的

13、運(yùn)行維護(hù)管理是一個(gè)較長(zhǎng)的過程。它們(t men)往往要面對(duì)時(shí)空寬廣的海量數(shù)據(jù)，需要專門的設(shè)備和技術(shù)輔以實(shí)現(xiàn)。為了解決這一需要，產(chǎn)生了輸變電GIS。GIS在在輸變電輸變電中的中的應(yīng)應(yīng)用用(yngyng)第31頁/共46頁第三十一頁，共47頁?，F(xiàn)狀網(wǎng)分析現(xiàn)狀網(wǎng)分析(fnx)及規(guī)及規(guī)劃管理劃管理 GIS在在輸變電輸變電中的中的應(yīng)應(yīng)用用(yngyng) 主要包括正常運(yùn)行方式及負(fù)荷水平下的技術(shù)分析、供電能力(nngl)(nngl)分析、可靠性分析等。 規(guī)劃管理根據(jù)現(xiàn)狀網(wǎng)分析結(jié)果，在基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)庫和相關(guān)的專題數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上，可利用GISGIS進(jìn)行線路或電網(wǎng)的規(guī)劃，并初步分析該規(guī)劃線路的各種經(jīng)濟(jì)、技術(shù)指標(biāo)，從

14、而確定選線的可行性。第32頁/共46頁第三十二頁，共47頁。工程設(shè)計(jì)與工程施工管理(gunl)GIS在在輸變電輸變電中的中的應(yīng)應(yīng)用用(yngyng) 在規(guī)劃成果的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步完善空間數(shù)據(jù)庫，形成以三維地理空間模型為載體的各種專業(yè)的詳細(xì)數(shù)據(jù)庫，使設(shè)計(jì)部門能實(shí)時(shí)方便地獲取詳細(xì)的定量和定性數(shù)據(jù)，從而有助于進(jìn)行選線和自動(dòng)排位，并將設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)入庫。 在施工階段(jidun)，可以準(zhǔn)確、快速地從設(shè)計(jì)成果中獲取有關(guān)設(shè)計(jì)、交通狀況信息，并可進(jìn)行工程的監(jiān)督，把握施工進(jìn)度。同時(shí)還可以及時(shí)地對(duì)施工階段(jidun)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、編輯、入庫，直接為電網(wǎng)的運(yùn)行維護(hù)和管理提供支持。第33頁/共46頁第三十三頁，共47頁

15、。運(yùn)行維護(hù)運(yùn)行維護(hù)(wih)(wih)管理管理 GIS在在輸變電輸變電中的中的應(yīng)應(yīng)用用(yngyng)主要應(yīng)用在3 3個(gè)方面：（1 1）輸變電設(shè)備與線路檔案管理、線路地理走向圖管理、設(shè)備運(yùn)行(ynxng)(ynxng)管理、故障測(cè)距定位、檢修管理、兩票管理等功能。（2 2） 結(jié)合GPSGPS技術(shù)實(shí)現(xiàn)雷電定位、污穢區(qū)監(jiān)測(cè)管理、線路巡視等功能。（3 3）將調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中的SCADA/EMSSCADA/EMS的實(shí)時(shí)信息進(jìn)行接入，在地理接線圖上動(dòng)態(tài)顯示電網(wǎng)運(yùn)行(ynxng)(ynxng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)跟蹤與著色功能。 第34頁/共46頁第三十四頁，共47頁。電力電力(dinl)GIS(din

16、l)GIS應(yīng)用應(yīng)用發(fā)電(fdin)中應(yīng)用輸變電中應(yīng)用(yngyng)配電中應(yīng)用客戶服務(wù)中應(yīng)用電力GIS的應(yīng)用第35頁/共46頁第三十五頁，共47頁。 配電系統(tǒng)中引入GIS是當(dāng)前技術(shù)發(fā)展(fzhn)方向，是配電自動(dòng)化及DMS的一個(gè)重要特征。利用GIS作為“協(xié)同工作環(huán)境”的重要工具和平臺(tái)整合DMS功能，實(shí)現(xiàn)具有DMS功能的配電GIS，即是DGIS（Distribution GIS ）。 GIS在配在配電電(pi din)中的中的應(yīng)應(yīng)用用第36頁/共46頁第三十六頁，共47頁。設(shè)備設(shè)施設(shè)備設(shè)施(shsh)(shsh)管管理理 GIS在配在配電電(pi din)中的中的應(yīng)應(yīng)用用 設(shè)備設(shè)施管理就是將設(shè)備

17、設(shè)施固有的本身信息和地理信息相結(jié)合，在電子地圖上形象表示，并進(jìn)行管理，清楚展現(xiàn)(zhnxin)(zhnxin)設(shè)備設(shè)施所在的地理信息和電網(wǎng)中的位置及運(yùn)行工況信息，而且完成諸如固定資產(chǎn)管理、設(shè)備設(shè)施運(yùn)行維護(hù)管理等功能。第37頁/共46頁第三十七頁，共47頁。配電網(wǎng)運(yùn)行維護(hù)配電網(wǎng)運(yùn)行維護(hù)(wih)與操作與操作分析分析 GIS在配在配電電(pi din)中的中的應(yīng)應(yīng)用用 利用GISGIS的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)描述優(yōu)勢(shì)(yush)(yush)能夠清楚將配電網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)描述出來，輔之于配電網(wǎng)SCADASCADA信息、負(fù)荷管理信息和客戶信息，對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行運(yùn)行維護(hù)，確定配電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行方式十分有效。 對(duì)于分析配電網(wǎng)運(yùn)行維護(hù)

18、方案、轉(zhuǎn)供電方案以及某個(gè)或者某幾個(gè)開關(guān)刀閘操作后的配電網(wǎng)運(yùn)行方式影響的地理區(qū)域及客戶、損失的負(fù)荷等一目了然，起到配電網(wǎng)控制分析和運(yùn)行維護(hù)方案決策功能。第38頁/共46頁第三十八頁，共47頁。配電網(wǎng)規(guī)劃配電網(wǎng)規(guī)劃(guhu)(guhu)及輔助設(shè)計(jì)及輔助設(shè)計(jì) GIS在配在配電電(pi din)中的中的應(yīng)應(yīng)用用 配電網(wǎng)規(guī)劃與輔助設(shè)計(jì)的主要功能有：線路( (架空線、電纜線) )走徑選擇設(shè)計(jì)、桿塔定位設(shè)計(jì)，以及變壓器、大客戶、開關(guān)(kigun)(kigun)刀閘、變電所及各類附屬設(shè)施等的定位設(shè)計(jì)等功能。 利用地理信息處理技術(shù)，結(jié)合區(qū)域行政規(guī)劃及電力負(fù)荷預(yù)測(cè)，輔助配電網(wǎng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)，有效地減輕規(guī)劃與設(shè)計(jì)人員

19、工作量，提高配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的效率和科學(xué)性。第39頁/共46頁第三十九頁，共47頁。電力電力(dinl)(dinl)搶修車輛調(diào)度搶修車輛調(diào)度 GIS在配在配電電(pi din)中的中的應(yīng)應(yīng)用用 在電力搶修車上安裝GPSGPS，利用GPSGPS反映(fnyng)(fnyng)的車輛位置信息發(fā)送到DGISDGIS，能夠直觀地在地圖上反映(fnyng)(fnyng)搶修車輛所處地理位置。第40頁/共46頁第四十頁，共47頁。電力電力(dinl)GIS(dinl)GIS應(yīng)用應(yīng)用發(fā)電(fdin)中應(yīng)用輸變電中應(yīng)用(yngyng)配電中應(yīng)用客戶服務(wù)中應(yīng)用電力GIS的應(yīng)用第41頁/共46頁第四十一頁，共47頁。GIS在客戶服務(wù)中的應(yīng)用(yngyng)客戶服務(wù)中應(yīng)用(yngyng)客戶客戶(k h)管理管理對(duì)客戶信息進(jìn)對(duì)客戶信息進(jìn)行管理與地理行管理與地理定位，并將目定位，并將目標(biāo)突出顯示、標(biāo)突出顯示、渲染在地理圖渲染在地理圖上。上。對(duì)報(bào)裝接電客戶的地理對(duì)報(bào)裝接電客戶的地理位置、負(fù)荷、所在地理位置、負(fù)荷、所在地理區(qū)域的現(xiàn)有電網(wǎng)信息等區(qū)域的現(xiàn)有電網(wǎng)信息等特征信息進(jìn)行綜合直觀特征信息進(jìn)行綜合直觀的表述，為確定接電方的表述，為確定接電方案提供決策案提供決策?？蛻魣?bào)裝申請(qǐng)管理客戶報(bào)裝申請(qǐng)管理根據(jù)客戶的投訴根據(jù)客戶的投訴信息進(jìn)