电力三维地理信息系统的建模工具平台研究

论文摘要

本文以配电网高压输电线路为研究对象,从配电网线路管理工作的实际情况出发,使用面向对象相关理论和技术(面向对象编程思想,设计模式,STL等等)进行了系统分析和研究,构建了配电网元件三维模型类库,利用虚拟现实技术和地貌LOD算法,实现了对配电网网络拓扑图的模拟,初步实现了电力地理信息系统的功能。在电力通信网设备管理中加入电力地理信息系统的功能,可以将电力通信网绘制在地理背景图上,从而使得电力线路和设备的分布一目了然,同时记录各类电力设备的属性数据和图像数据,并可对这些属性数据和图像数据进行综合处理和共享。使用虚拟现实技术可以实现地理信息的三维可视化,这对实现三维电力地理信息系统具有重要意义。通过虚拟现实技术的物体仿真技术和图形图像的实时生成与合成技术,实现了三维电力地理系统中输电线路、电力设备、配电站等的三维物理仿真,达到了一个真正的三维效果。面向对象技术可以直接描述客观世界的对象及其相互关系。配电网网络拓扑图实际上是树形结构,以变电站为根节点。线路中电杆可以是一条线路的节点,还可以是另一条线路的根节点。基于这种树形关系,根据composite设计模式,构建了配电网中各个电力元件类库。为了实现对节点类对象的访问,根据Iterator设计模式,定了一个迭代器,并且把这个迭代器与list容器绑定,可以通过迭代器自身的函数来实现对容器的遍历。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1. 绪论
• 1.1 地理信息系统国内外发展状况
• 1.1.1 国外发展水平
• 1.1.2 国内发展水平
• 1.1.3 当前GIS 应用发展趋势
• 1.2 课题内容
• 1.2.1 课题研究的背景
• 1.2.2 课题研究目的及意义
• 1.2.3 课题研究的主要工作
• 2. 虚拟现实技术及其实现工具――OPENGL
• 2.1 虚拟现实技术
• 2.1.1 虚拟现实技术概念及其特征
• 2.1.2 虚拟现实技术研究的主要内容
• 2.1.3 虚拟现实技术与多媒体、仿真的区别
• 2.1.4 虚拟现实系统的组成
• 2.1.5 虚拟现实的发展现状
• 2.1.6 虚拟现实的应用
• 2.2 OPENGL 简介
• 2.2.1 OpenGL 的主要特点
• 2.2.2 OpenGL 的功能
• 2.2.3 为何要选择OpenGL
• 2.2.4 OpenGL 系统结构与工作流程
• 2.3 OPENGL 主要应用
• 2.3.1 显示列表
• 2.3.2 纹理管理
• 2.3.3 坐标变换
• 3. 电力地理信息系统所用的关键理论和技术
• 3.1 面向对象技术
• 3.1.1 面向对象技术的发展
• 3.1.2 面向对象的技术的特点
• 3.1.3 面向对象的程序设计的优越性
• 3.2 设计模式
• 3.2.1 设计模式的概念
• 3.2.2 Composite 设计模式
• 3.2.3 Iterator 设计模式
• 3.2.4 Visitor 设计模式
• 3.3 标准模板库
• 3.3.1 List 链表
• 3.3.2 迭代器
• 3.4 LOD 算法
• 3.4.1 LOD（Level Of Detail）
• 3.4.2 基于点删除算法的多分辨率模型生成方法
• 3.4.3 递进网格的简化算法
• 3.4.4 基于二次误差度量的几何简化算法
• 4. 电力地理信息系统的系统设计
• 4.1 系统设计目标
• 4.2 系统总体思想
• 4.3 系统结构
• 4.3.1 线路拓扑模块
• 4.3.2 地面生成模块
• 4.3.3 3ds 模型的读取
• 4.3.4 终端漫游
• 4.4 系统特点
• 5. 电力地理信息系统的实现
• 5.1 线路拓扑系统
• 5.1.1 原有线路CAD 系统的实现
• 5.1.2 面向对象的三维线路拓扑系统的建立
• 5.1.3 面向对象的配电网元件类库建立
• 5.1.4 对象信息的存储
• 5.1.5 对象信息的访问
• 5.1.6 拓扑图的绘制
• 5.1.7 3DS 文件的读取
• 5.2 地面生成系统
• 5.2.1 LOD 算法
• 5.2.2 视野剪切
• 5.2.3 地形无限重复
• 5.2.4 地表贴图
• 5.3 天空生成系统
• 5.4 本系统的特点
• 6 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的论文
• 致谢