基于GIS空间地理信息系统的输电线路路径生成方法技术方案

基于GIS空间地理信息系统的输电线路路径生成方法，它包括以下步骤：1)载入GIS地图并输入输电线路的起点与终点；2)结合GIS信息采用层次分析法对网格地图中的地块赋以权重；3)利用Dijkstra算法求取输电线路的最优路径，并进行自动生成线路路径长度、转角数量及与已有线路交叉情况的统计数据；4)现场勘查验证并结合路径所经区域复杂地形的卫片进行优化线路路径。本发明专利技术通过将GIS地理信息系统进行网格化处理并结合Dijkstra算法来完成输电线路设计中路径的生成，具有路径自动生成、路径长度、转角个数统计、线路复杂地形判断等功能。

Transmission line path generation method based on GIS spatial geographic information system

Transmission line GIS spatial geographic information system based on path generation method, which comprises the following steps: 1) starting point and end point load GIS map and enter the transmission line; 2) combined with the GIS information on the grid map of the block assigned to the weight by AHP; 3) to find the optimal path of transmission line using the Dijkstra algorithm. And the automatic generation of line path length, angle and line number and cross the existing statistical data; 4) the scene to verify and combining the path in the area of complex terrain satellite optimized path. Through the gridding of the GIS geographic information system and the combination of the Dijkstra algorithm, the path generation of the transmission line design is completed, and the functions of the automatic path generation, the length of the path, the number of corners, and the complex terrain judgment of the line are realized.

【技术实现步骤摘要】
基于GIS空间地理信息系统的输电线路路径生成方法
本专利技术涉及电力系统输电线路设计
，具体地说是一种基于GIS空间地理信息系统的输电线路路径生成方法。
技术介绍
目前，在输电线路设计中，路径优化是由设计人员首先在室内选线，并到现场进行踏勘后，重新调整路径，形成最终路径。但是，现有的路径优化方案存在如下缺陷：1.自动化程度较低。传统路径的室内设计是在纸质地图上完成的，由于大部分地图绘制年代较为久远，其中很多已经发生改变的内容未能及时反映在地图上，因此室内选线有时并不准确，甚至误差很大。2.设计周期长。传统路径设计方法初期由于缺乏地理信息，在室内选线的基础上，必须进行现场踏勘，收集沿线路路径的资料，以此为依据，对路径进行修改或选择。这样，造成线路路径设计周期较长，难以满足电网建设需求。3.未能统筹考虑线路路径的影响因素。影响线路路径的因素包含地形地貌、用地类型、交叉跨越、施工条件等，各影响因素又包含多种要素。但是，传统的路径设计方法只考虑主要因素，而没有统筹考虑这些影响因素，是不合理的。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种基于GIS空间地理信息系统的输电线路路径生成方法，其基于网格化GIS与Dijkstra算法进行自动生成输电线路路径，不仅精度高、周期短，而且综合考虑各种线路路径的影响因素，能够满足电网建设需求。本专利技术解决其技术问题所采取的技术方案是：基于GIS空间地理信息系统的输电线路路径生成方法，其特征是：根据确定的输电线路的起点与终点，并结合路径设计区域的GIS地图进行自动生成输电线路路径，所述方法包括以下步骤：1)载入GIS地图并输入输电线路的起点与终点；2)结合GIS信息采用层次分析法对网格地图中的地块赋以权重；3)利用Dijkstra算法求取输电线路的最优路径，并进行自动生成线路路径长度、转角数量及与已有线路交叉情况的统计数据；4)现场勘查验证并结合路径所经区域复杂地形的卫片进行优化线路路径。进一步地，所述对网格地图中的地块赋以权重的过程为首先对影响线路路径的诸多因素进行分类，并利用层次分析法计算各影响因素对路径的影响权重，然后对路径范围内的GIS地图进行网格化处理，按规则进行单元格之间的相互连通，并把每个单元格内的空间地理信息进行量化提取，与上述影响权重进行相乘，即可得到每个单元格所代表地块的权重；最后计算单元格的综合权重，即附加考虑线路长度、转角个数对路径的影响，形成单元格所代表地块的综合权重系数。进一步地，所述影响线路路径的诸多因素包括地形地貌、交叉跨越、用地类型和运输条件灯四大类影响因素，地形地貌影响因素包括平地、河网湖泊、泥沼、山区；交叉跨越影响因素包括公路、铁路、电力线路、通信线路；用地类型影响因素包括居民区、工矿区、林地和航空、军事、景区、重冰区等重要区域；影响因素运输条件可分为县级以上等级公路的一类道路和乡村道路的二类道路。进一步地，所述路径所经区域复杂地形的判断过程为利用判断条件来判断沿输电线路路径的复杂地形，所述判断条件如下：(1)以单元网格为基础，若单元格内无湖泊、河网的面积不超过50％，且单元格内无河流、林地，则需要统计正方形网格的中心点和四个顶点的高程，取其最大值与最小值，并计算最大值与最小值两个点之间的距离，根据下面公式进行计算：如果a>0.5773，则判断为复杂地形，式中hmax、hmin为正方形网格的中心点和四个顶点的最大值和最小值，s为最大值与最小值两个点之间的距离；(2)以单元网格为基础，若此方格内湖泊、河网的面积比例超过50％，则判定为复杂地形；(3)以单元网格为基础，若此方格内同时有河流、林地、山地等地形，则判定该网格为复杂地形。进一步地，所述利用Dijkstra算法求取输电线路最优路径的过程包括以下步骤：1)将路径的起点与终点分别标记为s和e；2)将路径起点s设为T节点；3)将T节点标记为“永久”，并更新连通节点的状态记录；4)识别与s连通且综合权重最小的临时节点，将其设置为T节点，直至T节点为终点e为止，否则继续更新连通节点的状态记录；5)根据各节点连通关系与状态记录表中的信息，从终点e开始记录其前序节点，直至记录到起点s；6)根据上一步的记录结果，可形成起点s到终点e的初始路径。本专利技术的有益效果是：本专利技术通过将GIS空间地理信息系统进行网格化处理并结合Dijkstra算法来完成输电线路设计中路径的生成，具有路径自动生成、路径长度、转角个数统计、线路复杂地形判断等功能。本专利技术具有以下特点：1)路径自动生成：本专利技术可实现输电线路路径基于GIS的自动设计，即在确定路径起点与终点后，可自动完成路径生成，供设计人员参考；2)支持人工验证优化：路径生成后，可判别沿路径的复杂地形，方便设计人员调取该区段的卫片，同时支持设计人员录入现场踏勘资料，依此对路径进行人工验证优化；3)支持沿线统计：路径生成后，可根据GIS空间地理信息，完成线路长度、转角个数及与已有线路的交叉情况等的统计。附图说明通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本专利技术的流程图；图2为本专利技术采用Dijkstra算法自动生成线路路径的方法流程图；图3为本专利技术影响输电线路建设难度大小的环境因素递阶层次模型；图4为本专利技术的路径区域选择示意图；图5为本专利技术的网格标号示意图；图6为本专利技术的网格连通示意图；图7为本专利技术的边缘网格连通示意图；图8为本专利技术的转角个数统计示意图；图9为本专利技术的初始路径优化示意图；图10为本专利技术的复杂地形判断示意图。具体实施方式下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本专利技术的不同结构。为了简化本专利技术的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本专利技术可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本专利技术省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本专利技术。如图1所示，本专利技术的一种基于GIS空间地理信息系统的输电线路路径生成方法，其特征是：根据确定的输电线路的起点与终点，并结合路径设计区域的GIS地图进行自动生成输电线路路径，所述方法包括以下步骤：1)载入GIS地图并输入输电线路的起点与终点；2)结合GIS信息采用层次分析法对网格地图中的地块赋以权重；3)利用Dijkstra算法求取输电线路的最优路径，并进行自动生成线路路径长度、转角数量及与已有线路交叉情况的统计数据；4)现场勘查验证并结合路径所经区域复杂地形的卫片进行优化线路路径，即得到最终的输电线路路径方案。进一步地，所述对网格地图中的地块赋以权重的过程为首先对影响线路路径的诸多因素进行分类，并利用层次分析法计算各影响因素对路径的影响权重，然后对路径范围内的GIS地图进行网格化处理，按规则进行单元格之间的相互连通，并把每个单元格内的空间地理信息进行量化提取，与上述影响权重进行相乘，即可得到每个单元格所代表地块的权重；最后计算单元格的综合权重，即附加考虑线路长度、转角个数对路径的影响，形成单元格所代表地块的综合权重系数。如图2所示，所述利用Dijkstra算法求取输电线路最优路径的过程包括以下本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于GIS空间地理信息系统的输电线路路径生成方法，其特征是：根据确定的输电线路的起点与终点，并结合路径设计区域的GIS地图进行自动生成输电线路路径，所述方法包括以下步骤：1)载入GIS地图并输入输电线路的起点与终点；2)结合GIS信息采用层次分析法对网格地图中的地块赋以权重；3)利用Dijkstra算法求取输电线路的最优路径，并进行自动生成线路路径长度、转角数量及与已有线路交叉情况的统计数据；4)现场勘查验证并结合路径所经区域复杂地形的卫片进行优化线路路径；所述对网格地图中的地块赋以权重的过程为首先对影响线路路径的诸多因素进行分类，并利用层次分析法计算各影响因素对路径的影响权重，然后对路径范围内的GIS地图进行网格化处理，按规则进行单元格之间的相互连通，并把每个单元格内的空间地理信息进行量化提取，与上述影响权重进行相乘，即可得到每个单元格所代表地块的权重；最后计算单元格的综合权重，即附加考虑线路长度、转角个数对路径的影响，形成单元格所代表地块的综合权重系数。

【技术特征摘要】
1.基于GIS空间地理信息系统的输电线路路径生成方法，其特征是：根据确定的输电线路的起点与终点，并结合路径设计区域的GIS地图进行自动生成输电线路路径，所述方法包括以下步骤：1)载入GIS地图并输入输电线路的起点与终点；2)结合GIS信息采用层次分析法对网格地图中的地块赋以权重；3)利用Dijkstra算法求取输电线路的最优路径，并进行自动生成线路路径长度、转角数量及与已有线路交叉情况的统计数据；4)现场勘查验证并结合路径所经区域复杂地形的卫片进行优化线路路径；所述对网格地图中的地块赋以权重的过程为首先对影响线路路径的诸多因素进行分类，并利用层次分析法计算各影响因素对路径的影响权重，然后对路径范围内的GIS地图进行网格化处理，按规则进行单元格之间的相互连通，并把每个单元格内的空间地理信息进行量化提取，与上述影响权重进行相乘，即可得到每个单元格所代表地块的权重；最后计算单元格的综合权重，即附加考虑线路长度、转角个数对路径的影响，形成单元格所代表地块的综合权重系数。2.根据权利要求1所述的基于GIS空间地理信息系统的输电线路路径生成方法，其特征是：所述影响线路路径的诸多因素包括地形地貌、交叉跨越、用地类型和运输条件四大类影响因素，地形地貌影响因素包括平地、河网湖泊、泥沼、山区；交叉跨越影响因素包括公路、铁路、电力线路、通信线路；用地类型影响因素包括居民区、工矿区、林地和航空、军事、景区、重冰区重要区域；影响因素运输条件可分为县级以上等级公路的一类道路和乡村道路的二类道路。3.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：苗培青，李越，刘海涛，侯源红，何春晖，王志鹏，郭宜果，屠庆波，田鑫，李沐，黄伟，王钰，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网山东省电力公司经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11