输电线路覆冰区域图自动绘制方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201410326864.2

申请日:

2014.07.10

公开号:

CN104143019A

公开日:

2014.11.12

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法律详情:

实质审查的生效IPC(主分类):G06F 17/50申请日:20140710|||公开

IPC分类号:

G06F17/50

主分类号:

G06F17/50

申请人:

武汉康普常青软件技术股份有限公司

发明人:

罗洪; 黄欢; 彭赤; 赵立进; 杜昊; 曾华荣

地址:

430074 湖北省武汉市洪山区关山一路光谷软件园6期E1栋7楼702室

优先权:

专利代理机构:

武汉开元知识产权代理有限公司 42104

代理人:

唐正玉

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内容摘要

本发明公开了一种输电线路覆冰区域图自动绘制方法,本发明的主要内容是在基于气象局提供的冰厚推算模型和测绘局提供的数字高程(DEM)数据的基础上,通过运用GIS栅格计算器、重分类、栅格转面等过程来生成自动输电线路冰区区域图。本方法为自动绘制覆冰区域图提供了一种实现方式,绘制出的覆冰区域图能准确地反映输变电设施周边的覆冰分布状况,覆盖所有区域,为新建输电线路工程造价评估及已建线路防冰改造提供依据。

权利要求书

1.  输电线路覆冰区域图自动绘制方法,其特征在于按以下步骤进行:
(1)收集测绘局提供的数字高程(DEM)数据和从测绘、气象部门收集本区域边界图层文件;(2)通过对各区域的气象资料和覆冰观测数据的组合分析,推算不同区域内30年、50年、100年重现期冰厚与数字高程的关系模型;(3)将事先分好区的数字高程图导入到arcgis软件中,并以区域边界图层文件为覆冰区域图的底图,根据不同区域内30年、50年、100年重现期冰厚与数字高程的关系模型通过栅格计算器计算出全区域的冰厚;(4)在arcgis软件对计算出的冰厚进行重分类,使得满足电力行业的冰区等级划分标准,然后对栅格图执行栅格转面,从而得到冰区分布图。

2.
  按权利要求1所述的输电线路覆冰区域图自动绘制方法,其特征在于:
不同区域内30年、50年、100年重现期冰厚与数字高程的关系模型如下:
一、西区
30年一遇:Bh=0.77*exp(0.0015*h)
50年一遇:Bh=0.88*exp(0.0015*h)
100年一遇:Bh=1.03*exp(0.0015*h)
二、中区
30年一遇:Bh=1.34*exp(0.00145*h)
50年一遇:Bh=1.48*exp(0.00145*h)
100年一遇:Bh=1.67*exp(0.00145*h)
三、东区
30年一遇:Bh=2.41*exp(0.0014*h)
50年一遇:Bh=2.86*exp(0.0014*h)
100年一遇:Bh=3.47*exp(0.0014*h)
四、中西混合区
30年一遇:Bh=(0.77*exp(0.0015*h)+1.34*exp(0.00145*h))/2
50年一遇:Bh=(0.88*exp(0.0015*h)+1.48*exp(0.00145*h))/2
100年一遇:Bh=(1.03*exp(0.0015*h)+1.67*exp(0.00145*h))/2。
Bh代表冰厚,h代表数字高程。

说明书

输电线路覆冰区域图自动绘制方法
技术领域
本发明涉及一种电力系统输电线路覆冰区域图自动绘制方法;尤其是考虑了高程要素。
背景技术
近年来,输电线路发生覆冰灾害的情况明显增多,一旦线路严重覆冰甚至断线倒塔事故,会造成大面积的停电,影响电网安全稳定运行。覆冰区域图是电力系统指导输电线路防冰设计和改造的依据,因此,对覆冰区域图的自动快速绘制已成为目前输电线路急需解决的关键性问题。
覆冰区域图绘制工作是提高电网抵御覆冰事故能力的重要组成部分,可以为电网公司指导输电线路防冰设计和改造。目前覆冰区域图是基于气象和地理因素及人工运行经验在软件平台上人工绘制的。这种绘制方法最大的缺点是考虑因素太多,没有量化因素之间的关系,必须依赖人工运行经验,不能实现自动化绘制。
发明内容
本发明的目的就在于克服现有绘制覆冰区域图存在的缺点和不足,提供一种高效量化的输电线路覆冰区域图绘制方法,即结合冰厚与数字高程之间的分区关系模型来绘制覆冰区域图,为新建输电线路工程造价评估及已建线路防冰改造提供依据。
本发明的目是这样实现的:
输电线路覆冰区域图自动绘制方法,其特征在于按以下步骤进行:
((1)收集测绘局提供的数字高程(DEM)数据和从测绘、气象部门收集本区域边界图层文件;(2)通过对各区域的气象资料和覆冰观测数据的组合分析,推算不同区域内30年、50年、100年重现期冰厚与数字高程的关系模型;(3)将事先分好区的数字高程图导入到arcgis软件中,并以区域边界图层文件为覆冰区域图的底图,根据不同区 域内30年、50年、100年重现期冰厚与数字高程的关系模型通过栅格计算器计算出全区域的冰厚;(4)在arcgis软件对计算出的冰厚进行重分类,使得满足电力行业的冰区等级划分标准,然后对栅格图执行栅格转面,从而得到冰区分布图。
不同区域内30年、50年、100年重现期冰厚与数字高程的关系模型如下:
一、西区
30年一遇:Bh=0.77*exp(0.0015*h)
50年一遇:Bh=0.88*exp(0.0015*h)
100年一遇:Bh=1.03*exp(0.0015*h)
二、中区
30年一遇:Bh=1.34*exp(0.00145*h)
50年一遇:Bh=1.48*exp(0.00145*h)
100年一遇:Bh=1.67*exp(0.00145*h)
三、东区
30年一遇:Bh=2.41*exp(0.0014*h)
50年一遇:Bh=2.86*exp(0.0014*h)
100年一遇:Bh=3.47*exp(0.0014*h)
四、中西混合区
30年一遇:Bh=(0.77*exp(0.0015*h)+1.34*exp(0.00145*h))/2
50年一遇:Bh=(0.88*exp(0.0015*h)+1.48*exp(0.00145*h))/2
100年一遇:Bh=(1.03*exp(0.0015*h)+1.67*exp(0.00145*h))/2。
Bh代表冰厚,h代表数字高程。
地理信息系统(Geographic Information System,简称GIS),是由硬件、软件和空间数据组成的计算机系统,能支持地理空间数据的获取、管理、操作、分析、模型化和显 示,以解决复杂的规划和管理等问题。GIS的应用领域很广,如:自然资源的清查与管理、区域和城市规划与管理、环境监测、车辆运行与道路选择以及电力系统等,arcgis是一种公开的GIS商业软件平台。
本发明具有下列优点和积极效果:
1、基于分区模型和数字高程绘制覆冰区域图,能准确地反映输电线路覆冰情况的时空规律,覆盖所有区域;
2、具有标准化绘制流程,便于推广应用;
3、采用数字高程作为输入数据,方法本身也可以固化为计算机程序算法模块,准确度高,使用方便;
4、适用于电网公司指导输电线路防冰抗冰工作。
具体实施方式
输电线路覆冰区域图绘制分为数据收集和作图两部分,作图软件以年arcgis为例。
1、数据收集
所需数据为数字高程和本地区的行政边界图层文件。
1.1测绘局数字高程(DEM)
从测绘局收集的数字海拔高程信息。
1.2本区域边界图层文件
从测绘、气象部门收集本区域边界图层文件,作为覆冰区域图的底图。
2、作图
2.1冰厚计算
在arcgis软件中,加载已经分区好的数字高程(DEM)图,然后调用arcgis栅格计算器工具,针对不同的区域和不同重现期调用对应的公式:
1.西区
30年一遇:Bh=0.77*exp(0.0015*h),Bh代表冰厚,h代表高程,下同
50年一遇:Bh=0.88*exp(0.0015*h)
100年一遇:Bh=1.03*exp(0.0015*h)
2.中区
30年一遇:Bh=1.34*exp(0.00145*h)
50年一遇:Bh=1.48*exp(0.00145*h)
100年一遇:Bh=1.67*exp(0.00145*h)
3.东区
30年一遇:Bh=2.41*exp(0.0014*h)
50年一遇:Bh=2.86*exp(0.0014*h)
100年一遇:Bh=3.47*exp(0.0014*h)
4.中西混合区
30年一遇:Bh=(0.77*exp(0.0015*h)+1.34*exp(0.00145*h))/2
50年一遇:Bh=(0.88*exp(0.0015*h)+1.48*exp(0.00145*h))/2
100年一遇:Bh=(1.03*exp(0.0015*h)+1.67*exp(0.00145*h))/2
计算得到冰厚,重复所有区域得到全部区域的冰厚数据
2.2重分类
对步骤2.1生成的冰厚栅格图调用arcgis栅格重分类工具进行栅格重分类,使其能够满足电力系统对冰厚等级的划分要求。
2.3栅格转面
将步骤2.2生成的重分类栅格图执行栅格转面操作,生成最后的覆冰区域图。

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资源描述

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1、10申请公布号CN104143019A43申请公布日20141112CN104143019A21申请号201410326864222申请日20140710G06F17/5020060171申请人武汉康普常青软件技术股份有限公司地址430074湖北省武汉市洪山区关山一路光谷软件园6期E1栋7楼702室72发明人罗洪黄欢彭赤赵立进杜昊曾华荣74专利代理机构武汉开元知识产权代理有限公司42104代理人唐正玉54发明名称输电线路覆冰区域图自动绘制方法57摘要本发明公开了一种输电线路覆冰区域图自动绘制方法,本发明的主要内容是在基于气象局提供的冰厚推算模型和测绘局提供的数字高程DEM数据的基础上,通过运用。

2、GIS栅格计算器、重分类、栅格转面等过程来生成自动输电线路冰区区域图。本方法为自动绘制覆冰区域图提供了一种实现方式,绘制出的覆冰区域图能准确地反映输变电设施周边的覆冰分布状况,覆盖所有区域,为新建输电线路工程造价评估及已建线路防冰改造提供依据。51INTCL权利要求书1页说明书3页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页10申请公布号CN104143019ACN104143019A1/1页21输电线路覆冰区域图自动绘制方法,其特征在于按以下步骤进行1收集测绘局提供的数字高程DEM数据和从测绘、气象部门收集本区域边界图层文件;2通过对各区域的气象资料和覆冰观测数据。

3、的组合分析,推算不同区域内30年、50年、100年重现期冰厚与数字高程的关系模型;3将事先分好区的数字高程图导入到ARCGIS软件中,并以区域边界图层文件为覆冰区域图的底图,根据不同区域内30年、50年、100年重现期冰厚与数字高程的关系模型通过栅格计算器计算出全区域的冰厚;4在ARCGIS软件对计算出的冰厚进行重分类,使得满足电力行业的冰区等级划分标准,然后对栅格图执行栅格转面,从而得到冰区分布图。2按权利要求1所述的输电线路覆冰区域图自动绘制方法,其特征在于不同区域内30年、50年、100年重现期冰厚与数字高程的关系模型如下一、西区30年一遇BH077EXP00015H50年一遇BH088。

4、EXP00015H100年一遇BH103EXP00015H二、中区30年一遇BH134EXP000145H50年一遇BH148EXP000145H100年一遇BH167EXP000145H三、东区30年一遇BH241EXP00014H50年一遇BH286EXP00014H100年一遇BH347EXP00014H四、中西混合区30年一遇BH077EXP00015H134EXP000145H/250年一遇BH088EXP00015H148EXP000145H/2100年一遇BH103EXP00015H167EXP000145H/2。BH代表冰厚,H代表数字高程。权利要求书CN104143019A1。

5、/3页3输电线路覆冰区域图自动绘制方法技术领域0001本发明涉及一种电力系统输电线路覆冰区域图自动绘制方法;尤其是考虑了高程要素。背景技术0002近年来,输电线路发生覆冰灾害的情况明显增多,一旦线路严重覆冰甚至断线倒塔事故,会造成大面积的停电,影响电网安全稳定运行。覆冰区域图是电力系统指导输电线路防冰设计和改造的依据,因此,对覆冰区域图的自动快速绘制已成为目前输电线路急需解决的关键性问题。0003覆冰区域图绘制工作是提高电网抵御覆冰事故能力的重要组成部分,可以为电网公司指导输电线路防冰设计和改造。目前覆冰区域图是基于气象和地理因素及人工运行经验在软件平台上人工绘制的。这种绘制方法最大的缺点是考。

6、虑因素太多,没有量化因素之间的关系,必须依赖人工运行经验,不能实现自动化绘制。发明内容0004本发明的目的就在于克服现有绘制覆冰区域图存在的缺点和不足,提供一种高效量化的输电线路覆冰区域图绘制方法,即结合冰厚与数字高程之间的分区关系模型来绘制覆冰区域图,为新建输电线路工程造价评估及已建线路防冰改造提供依据。0005本发明的目是这样实现的0006输电线路覆冰区域图自动绘制方法,其特征在于按以下步骤进行00071收集测绘局提供的数字高程DEM数据和从测绘、气象部门收集本区域边界图层文件;2通过对各区域的气象资料和覆冰观测数据的组合分析,推算不同区域内30年、50年、100年重现期冰厚与数字高程的关。

7、系模型;3将事先分好区的数字高程图导入到ARCGIS软件中,并以区域边界图层文件为覆冰区域图的底图,根据不同区域内30年、50年、100年重现期冰厚与数字高程的关系模型通过栅格计算器计算出全区域的冰厚;4在ARCGIS软件对计算出的冰厚进行重分类,使得满足电力行业的冰区等级划分标准,然后对栅格图执行栅格转面,从而得到冰区分布图。0008不同区域内30年、50年、100年重现期冰厚与数字高程的关系模型如下0009一、西区001030年一遇BH077EXP00015H001150年一遇BH088EXP00015H0012100年一遇BH103EXP00015H0013二、中区001430年一遇BH。

8、134EXP000145H001550年一遇BH148EXP000145H0016100年一遇BH167EXP000145H说明书CN104143019A2/3页40017三、东区001830年一遇BH241EXP00014H001950年一遇BH286EXP00014H0020100年一遇BH347EXP00014H0021四、中西混合区002230年一遇BH077EXP00015H134EXP000145H/2002350年一遇BH088EXP00015H148EXP000145H/20024100年一遇BH103EXP00015H167EXP000145H/2。0025BH代表冰厚,H代。

9、表数字高程。0026地理信息系统GEOGRAPHICINFORMATIONSYSTEM,简称GIS,是由硬件、软件和空间数据组成的计算机系统,能支持地理空间数据的获取、管理、操作、分析、模型化和显示,以解决复杂的规划和管理等问题。GIS的应用领域很广,如自然资源的清查与管理、区域和城市规划与管理、环境监测、车辆运行与道路选择以及电力系统等,ARCGIS是一种公开的GIS商业软件平台。0027本发明具有下列优点和积极效果00281、基于分区模型和数字高程绘制覆冰区域图,能准确地反映输电线路覆冰情况的时空规律,覆盖所有区域;00292、具有标准化绘制流程,便于推广应用;00303、采用数字高程作为。

10、输入数据,方法本身也可以固化为计算机程序算法模块,准确度高,使用方便;00314、适用于电网公司指导输电线路防冰抗冰工作。具体实施方式0032输电线路覆冰区域图绘制分为数据收集和作图两部分,作图软件以年ARCGIS为例。00331、数据收集0034所需数据为数字高程和本地区的行政边界图层文件。003511测绘局数字高程DEM0036从测绘局收集的数字海拔高程信息。003712本区域边界图层文件0038从测绘、气象部门收集本区域边界图层文件,作为覆冰区域图的底图。00392、作图004021冰厚计算0041在ARCGIS软件中,加载已经分区好的数字高程DEM图,然后调用ARCGIS栅格计算器工具。

11、,针对不同的区域和不同重现期调用对应的公式00421西区004330年一遇BH077EXP00015H,BH代表冰厚,H代表高程,下同004450年一遇BH088EXP00015H0045100年一遇BH103EXP00015H说明书CN104143019A3/3页500462中区004730年一遇BH134EXP000145H004850年一遇BH148EXP000145H0049100年一遇BH167EXP000145H00503东区005130年一遇BH241EXP00014H005250年一遇BH286EXP00014H0053100年一遇BH347EXP00014H00544中西混合区005530年一遇BH077EXP00015H134EXP000145H/2005650年一遇BH088EXP00015H148EXP000145H/20057100年一遇BH103EXP00015H167EXP000145H/20058计算得到冰厚,重复所有区域得到全部区域的冰厚数据005922重分类0060对步骤21生成的冰厚栅格图调用ARCGIS栅格重分类工具进行栅格重分类,使其能够满足电力系统对冰厚等级的划分要求。006123栅格转面0062将步骤22生成的重分类栅格图执行栅格转面操作,生成最后的覆冰区域图。说明书CN104143019A。

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