示技术和虚拟现实技术在汽车、社会建筑设计、城市和数字地 球等领域得到了广泛的应用。 国内电力企业信息化起步早， 发展速度 快，电网运行管理领域已建立了各种高水平的应用系统。 在电网管理 的可视化应用管理方面， 目前使用的是单线图和地理信息地图的组合 模型，通过该网络的拓扑结构， 获得了电网的实时信息和位置信息来 监视电力传输和分配， 辅以各种不同的监测装置， 提升了电网信息化 管理水平。
1 我国三维G工S研究现状 目前我国的三维显示和虚拟显示技术在电力行业的应用主要集
中在配电系统中， 尚未真正实现三维显示。 目前比较成熟的系统都是 基于GIS系统的二维应用，通常用点和线表示电气设备，不能表示设 备内部本身的结构， 在其空间性能分析方面的局限性较大。 目前正在 进行的是三维网格显示区域方面的研究， 暂时尚未延伸到整个城市电 网管理。
考虑到城市电网中大量的电力接收端，完成对需电方的输供电 任务成为电网的主要工作。 电力规划布局将直接影响到城市的供电可 靠性，经济性和可扩展性。通过 3D GIS在电网信息领域的建设，充 分利用三维空间信息服务功能，借鉴地理信息系统的成熟应用集成， 可以提供信息显示和快速分析，准确和直观展现完整的城市电网。 2
整体架构
三维地理信息系统可以收集， ，汇总各电力设备在电网的信息， 以地理坐标为基础， 实现综合电网基于城市地貌和建筑特色的信息模 型组合，然后将这些模型一起通过网络发布， 使用户可以快速和完整 查询城市电网的历史、 现状和规划的各种宏观和微观情况。 在平台上， 城市电网，电网变电站设备和城市建筑物之间的空间位置关系完全与 实际情况对应， 空间的三维坐标和任意点之间可以被测量， 从而再现 真正三维的城市电网的景观。 三维地理信息系统具有多级结构， 包括 模型层，表示层，综合查询和分析层和应用管理层。
三维地理信息系统使用客户机 /服务器和浏览器 /服务器的组合 结构，同时支持单机和网络平台。 该服务器采用了流行的数据集中方 式，集中管理空间数据，方便了系统的维护和更新。使用标准的客户 端的模块化设计， 不同的软件模块在不同的业务部门使用。 浏览器使 用的客户机使用常用网络浏览器，就可以实现在 WEBE维信息的访问 和漫游服务。
系统设计包含 4层:分别是模型层、 表示层、综合查询与分析层 及应用管理层。 2.1 模型层
模型层具有以下功能 :城市三维建模， 包括各种建筑物、 地形道 路及各种设施 ;三维电网建模，包括架空线路、电缆井及变电站的相 关设备等虚拟现实和视景仿真。
2.2 表示层
表示层实现城市配网的三维鸟瞰、三维漫游以及电网运行状态 和电网规划的全面展示， 包括潮流及功率棒图、 负荷分布图及电压等 势图等。
2.3 综合查询与分析层
综合查询和分析层可对城市配网多维度“切片”的查询，包括 设备和电网历史信息、发展信息、基本参数、资产单位和城市电网层 的分析，也可以显示和分析功率流和负载分配的合理性。 2.4 应用管理层
应用管理层利用视景仿真和动态景观漫游等几种方式完成电网 优化方案操作评价和规划方案审查评估。 该平台作为城市的电网协同 工作和预警管理平台，可以迅速定位电网运行的目标场景。 3 三维G工S功能设计
三维GIS开发基于虚拟仿真系统，设计时应考虑三维漫游，并 满足3D预警模型和查询操作的同时，充分利用现有的数据共享成果， 同时3D模型和仿真平台也可为其他系统提供调用服务。 3.1 三维GIS界面设计
系统C/S端界面包括菜单栏，工具栏，图形化的导航工具区和 图形建模操作区。界面风格可以满足自定义模板的用户需求。
在该平台上，3D场景可任意角度漫游、缩放、旋转和三维空间 独特的鸟瞰盘旋和系统定位等操作，同时提供全景透视、全屏、指南 等功能。
3.2 三维GIS相关数据组织设计
由于三维地理信息系统相关模块功能的需要，产生大量业务属 性数据，这些数据被存储在相关的业务属性表单中。 按照不同的类别， 相关的属性数据被分为建筑物属性数据， 缆线属性数据和管道属性数 据等。
随着数据库的文件系统管理方式不断趋向灵活，轻便，系统可 以支撑快速和强大的三维地理信息系统。 根据面向对象的空间数据模 型的思想，该层结构基于类、层和工作区域中进行组织。 4 功能模块实现 4.1 系统管理模块
系统管理模块能完成对用户使用权限的设置，完成用户增加、 修改和删除等功能。系统可根据不同人员权限，提供不同的功能，并 可以实现不同的业务人员对应的图形操作、数据库操作等功能。 4.2 综合展示模块
4.2.1 多视点定义和、二维与三维切换、鸟瞰图操作
该模块用于实现三维鸟瞰图漫游的各种功能，如在几个观察视 点中选择在当前视图的预定地面投影， 显示当前漫游的位置， 实现快 速移动，定位操作的功能。
除了 3D场景窗外，系统还可以实现2D场景图形窗口展示功能。 二维和三维窗口可以实现相关的窗口界面切换， 以互相提供对应场景的当前位置。 4.2.2 场景操作
该模块可以实现对场景各种操作和现场输出。 利用鼠标和键盘，
2D和3D场景转换可
可以从任何角度实现三维场景漫游。在三维空间中，实现实时漫游、 步行模式漫游和高空飞行模式漫游， 场景的可视区域缩放的模拟， 显 示所有的场景， 显示或隐藏的环境和建筑物， 可实现当前场景输出为 BMP等图像。该移动通过鼠标，键盘的点击实现根据一定速度自由移 动。 4.2.3
预设运动路径定义 该模块可以实现基于用户视点的预设路径，
利用模型中的多视
点的路线，包括高空鸟瞰街道周围的整体模型和重点道路穿行等日。 用户可以修改默认漫游路径和速度， 并能将每一个预定义的运动路径 增加音频解说和背景音乐。 4.2.4
漫游线路定制 系统的漫游路线生成时将该路线设置漫游列表
中，用户可以方
便地查看路线列表， 在列表中单击， 系统会自动将漫游和路线保持一 致，使系统易于显示场景。 系统还支持用户自定义的飞行路径，设置 飞行路线实现对重要设施观察和环绕方向飞行。 支持实时节点的， 可 以设置路线参数， 实现人、车、船、飞机等任何模型在场景中的运动。 5 信息交换接口设计
接口具有高度的开放性， 符合一定的标准需要支持不同的平台， 不同的应用环境，其他系统和三维GIS可以通过3个层次实现服务调 用。
5.1 数据库访问
三维地理信息系统和其他系统可以互相读取彼此的数据库视图， 如涉及数据修改则开放存储过程，则其他系统可以实现调用该过程。 数据访问的关键词需进行唯一标识约束。 对方服务调用应当控制访问 数据库的权限叹
5.2 Socket 通信
三维GIS和其他系统可以相互开放 Socket端口与对方通信，采 用Socket通信方式在以下场合使用：三维GIS客户端（其他系统本地 客户端）;其他系统客户端（本地三维GIS客户端）;三维GIS服务器端 （固定地址的其他服务器端）；其他服务器商（固定地址的三维GIS服 务器端）; 使用 Socket 通信时，服务方应提供固定地址 （或本地）和固 定端口。 5.3 组件调用 三维地理信息系统和其他系统可以提供的组件或网络组件的形 式为对方提供服务。 当一个组件被调用时， 系统所提供的通信服务组 件应具有低藕合的特点， 即服务方软件在失去响应的情况下， 不会导 致其他使用方软件的有关闭和错误情况发生。
系统为与其他系统之间实现共享连接，需设计开发相应的系统 接口，按系统接口实现的方式，我们可以归纳为以下 享类接口、功能级共享类接口、数据级共享类接口。 6 结束语
由于三维GIS中的应用是一个新兴的应用领域，企业受有限的 人力、财力等方面制约，三维GIS将是一个长期的持续改进过程。只
要不断地探索和创新，积极推广使用，并逐步完善功能，随着企业信 息化不断加快和自动化技术成熟， 三维 GIS 的成熟应用在不久的将来 会成为现
3类： 服务级共
实。
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