基于MapX的城市配电网GIS数据库的调用

2022-09-10

随着我国经济建设和社会的发展, 用电负荷日益增长。为了进一步满足电力企业及用户对电网“安全、可靠、优质、高效、经济运行”的现代化要求, 利用地理信息系统 (G I S) 技术进行空间电力管理已是大势所趋。然而G I S系统中最重要的是建立数据库来实现对地理空间数据进行管理, 这对于城市配电网设备信息的海量数据稳定而高效的管理也提出要求, 本文研究的出发点即是针对组件式G I S与城市配电网的数据库如何连接及有效调用问题提出一种解决办法。

1 MapX控件介绍

GIS组件的代表应首推MapObjects以及MapX等。其中MapObjects由全球最大的G I S厂商E S R I (美国环境研究所) 推出;Map X是由著名的桌面GIS厂商美国MapInfo公司推出。MapInfo MapX是一个用来做地图化工作的O C X控件, 可以很容易地在应用程序中加入强大的制图功能。它可以把数据用地图的形式显示出来, 更易于理解。地图形式可以比简单的图表、图形提供更多的信息, 而且描述地图比描述数据表更加简单迅速。M a p X支持开发商方便快捷地将地图功能集成到新的或已有的应用中, 可以使用标准的编程语言——Visual Basic、Visual C++、Delphi、PowerBuilder和Oracle Express Objects等进行开发。

1.1 MapX的空间数据结构

G I S处理的数据分为两种:一种主要是和各种地理元素的空间位置、空间拓扑关系相联系的数据, 称之为空间数据;另一种则是与其非空间信息相关的数据, 称之为属性数据。

(1) 空间数据。

是用来确定图形和制图特征的位置, 以地球表面空间位置为参照的。具体来说, 它反映了以下两方面信息。

(1) 在某个己知坐标系中的位置, 也称几何坐标, 主要用于标识地理景观在自然界或包含某个区域的地图的空间位置, 如经纬度、平面直角坐标、极坐标等。

(2) 实体间的空间相关性即拓扑关系, 表示点、线、网、面等实体之间的空间联系, 如网络结点与网络之间的枢纽关系, 边界线与面实体之间的构成关系, 面实体与岛或内部点的包含关系等等。空间拓扑关系对于地理空间数据的编码、录入、格式软换、存储管理、查询检索和模型分析都有重要意义。它是地理信息系统的特色之一。

(2) 属性数据。

用来反映与几何位置无关的属性, 即通常所说的非几何属性, 它是与地理实体相联系的地理变量或地理意义, 一般是经过抽象的概念, 通过分类、命名、量算、统计等方法得到。非几何属性分为定性和定量两种, 前者包括名称、类型、特性等, 如岩石类型、土壤种类、土地利用、行政区划等;后者则包括数量和等级等, 如面积、长度、土地等级、人口数量、降雨量、水土流失量等。任何地理实体至少包含有一个属性, 而地理信息系统的分析、检索主要是通过对属性的操作运算来实现的。

空间数据结构是G I S系统的基础。要实现地理图形和数据库的结合, 关键需要通过地理空间拓扑结构建立地理图形的空间数据模型, 并定义各空间数据之间的关系。M a p X的空间数据结构的最大特点是基于空间实体和空间索引二者的结合。MapX的空间数据结构如图1。

1.2 MapInfo Professional的数据组织结构

MapX是以MapInfo Professional的地图数据文件作为处理对象的, 使用的地图数据格式也是与MapInfo Professional一致的。MapInfo采用的是双数据存储模式, 即空间数据与属性数据分开存储, 属性数据存储在关系型数据库的属性表中, 而空间数据则是以MapInfo自定义的格式存储在文件中, 二者通过一定的索引机制联系起来。

MapInfo表由以下文件构成。

(1) 属性数据的表结构文件 (.tab) :描述M a p I n f o表的结构。它是描述包含数据的文件格式的小文本文件。

(2) 属性数据文件 (.dat) 或 (.mdb、.aid、.d b f) :这些文件含有表格格式数据。

(3) 空间数据文件 (.m a p) :描述图形对象 (如果表没有地图对象则不存在该文件) 。

(4) 交叉索引文件 (.i d) :是链接对象和数据的交叉引用文件 (如果表没有地图对象则不存在该文件) 。

(5) 索引文件 (.i n d) :不是必须有的, 只有当用户规定了数据库的索引字段后, MapInfo才会自动产生索引文件。

1.3 MapX的模型结构

每个MapX的对象、属性和方法都衍生于M a p对象, 在M a p对象之下的属性和方法都会对生成整个M a p对象有所影响。每一个Map对象主要是由DataSets、Layers和Annotations对象定义的。

2 城市配电网的GIS数据库

配电网的管理涉及供电企业的绝大多数部门, 其信息量庞大、种类繁多、并且存储在不同的系统中。配电网的线路、设备都与所在的地理环境密切相关, 这种配电网设备的地理分布特性, 使得它必须结合G I S系统的数据模型来建立配电网G I S系统的数据模型, 从而实现配电设施的管理以及配电网络的分析和计算。

2.1 配电网G I S数据库的数据结构

(1) 线路参数:线路名称、生产厂家、供电端、供电开关、负荷端、负荷开关、归属单位、电压等级、线路型号、线路长度等。

(2) 发电机参数:发电机名称、所连线路、生产厂家、发电机有功出力、发电机无功出力、发电机电抗、所连设备等。

(3) 母线参数:母线名称、生产厂家、电压等级、所在厂站等。

(4) 三卷变压器参数:变压器名称、生产厂家、变压器类别、所在厂站、所连设备1、所连设备2、所连设备3、高压侧电压、中压侧电压、低压侧电压、高压/低压变比、中压/低压变比、空载损耗、空载电流、短路损耗1-2、短路损耗2-3、短路损耗3-1、短路电压1-2、短路电压2-3、短路电压3-1等。

(5) 两卷变压器参数:变压器名称、生产厂家、变压器类别、所在厂站、所连设备1、所连设备2、高压侧电压、低压侧电压、变压器空载电流、当前变比、空载损耗、短路损耗、短路电流、空载电流、电阻、电抗等。

(6) 杆塔参数:杆塔名称、所在线路、生产厂家、杆塔特性、投运日期、标注等。

(7) 隔离开关参数:开关名称、开关型号、生产厂家、电压等级、所在厂站、归属单位、所连设备1、所连设备2等。

(8) 断路器参数:断路器名称、生产厂家、电压等级、所在厂站、归属单位、所连设备1、所连设备2、断路器状态等。

(9) 其他参数。

2.2 MapX与数据库的连接及调用

使用MapX的Datasets.Add语句可以将配电网数据库中数据绑定到地图中。在MapX中, 每张地图对应多个图层 (Layers) , 每一个图层 (L a y e r) 都代表着一类图形, 如线路、发电机、母线、变压器、杆塔等, 都有一个Datasets集合, 其中包含DataSet对象。Datasets拥有一些属性和方法, 用来在集合中添加和删除D a t a s e t对象, 主要方法包括Add和Remove。使用Datasets.Add绑定的最终结果是Dataset对象的创建。这个Dataset对象被加入到Datasets集合中, 包含了被绑定图层对象的计算结果, D a t a s e t s.A d d方法的使用主要需确定所绑定数据源的类型、绑定到地图的哪一层以及与地图之间关联的字段。Datasets.Add语法如下。

用V B开发语言, 以M a p X与S Q L S e r v e r数据库的连接及调用为例。

(1) 与数据库连接。

(3) 运行图例如图2所示。

用以上方法, 可以把配电网设备原始数据库中的海量数据进行与地理位置相关的动态、可视的显示, 进而使得管理者对设备的分布情况一目了然。

3 结语

本文介绍了一种把组件式G I S与城市配电网的数据库如何连接及有效调用的方法。实验结果表明, 这种方法不仅能够快速准确的连接SQL Server数据库, 合理的调用数据, 而且对于配电网设备的海量属性数据的管理也更为方便。

该方法对于编写地理信息系统在电力系统中应用的高级软件, 如潮流计算、网络拓扑、空间复荷预测、最佳抢修路径等, 起到了垫定基石的作用。

摘要：针对城市配电网设备数据库数据繁多、管理复杂的问题, 本文采用了组件式GIS中的MapX控件与数据库连接调用的方法, 进行了配电网数据与GIS相结合, 效果是不仅能够快速准确的连接配电网设备数据库, 合理的调用数据, 而且对于配电网设备的海量属性数据的管理也更为方便, 结论是该方法对于编写地理信息系统与电力系统相结合的高级应用软件, 如潮流计算、网络拓扑、空间复荷预测、最佳抢修路径等, 起到了垫定基石的作用。

关键词：配电网数据库,地理信息系统,MapX