[发明专利]基于GIS空间地理信息系统的输电线路路径生成方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统输电线路设计技术领域，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。

背景技术

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。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种基于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。

本发明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h_max、h_min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。