本發(fā)明涉及通過各種方式采集的海量電網(wǎng)空間數(shù)據(jù)位置精度提升領(lǐng)域，具體為一種電網(wǎng)資源空間位置精度提升的方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)：

隨著電網(wǎng)資源數(shù)據(jù)的日益增加，在電網(wǎng)日常生產(chǎn)維護(hù)工作中，數(shù)據(jù)處理變得尤為重要。但是由于電網(wǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)采集條件的各種限制，使得采集到的電網(wǎng)數(shù)據(jù)質(zhì)量不理想、空間位置數(shù)據(jù)存在誤差等，不能很好的承接電網(wǎng)設(shè)備網(wǎng)架成圖、設(shè)備維護(hù)等后續(xù)工作。

arcgis具有強(qiáng)大的制圖、空間分析、數(shù)據(jù)編輯、數(shù)據(jù)管理功能，其提供的空間校正被廣泛用于數(shù)據(jù)的粗加工、空間數(shù)據(jù)的校正、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換等。針對(duì)空間位置精度提升，通常采用shape文件格式將地理空間資料以坐標(biāo)點(diǎn)串的形式存儲(chǔ)起來(lái)，并對(duì)shape文件通過坐標(biāo)校準(zhǔn)文件中的校準(zhǔn)點(diǎn)利用arcgis仿射變換方法進(jìn)行空間位置校正，進(jìn)而提升空間位置精度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的正是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種電網(wǎng)資源空間位置精度提升的方法。

本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

一種電網(wǎng)資源空間位置精度提升的方法，本發(fā)明特征是，包括兩個(gè)模塊與技術(shù)手段：兩個(gè)模塊由空間數(shù)據(jù)坐標(biāo)格式統(tǒng)一化模塊、空間數(shù)據(jù)位置精度提升模塊連接組成；其中：

1)空間數(shù)據(jù)坐標(biāo)格式統(tǒng)一化模塊：

空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式：在數(shù)據(jù)庫(kù)字段中，直接把坐標(biāo)存入經(jīng)緯度字段；oraclespatial來(lái)存儲(chǔ)、管理、查詢空間數(shù)據(jù)時(shí)把空間數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)在空間字段sdo_geometry中，包括幾何對(duì)象的類型、幾何對(duì)象的坐標(biāo)、幾何類型為點(diǎn)的幾何對(duì)象、解釋坐標(biāo)是如何存儲(chǔ)的可變長(zhǎng)數(shù)組以及幾何對(duì)象的真實(shí)坐標(biāo)；用shp文件方式存儲(chǔ)空間數(shù)據(jù)；基于文件存儲(chǔ)數(shù)據(jù)沒有拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)格式需要較少的硬盤空間，而且能夠支持點(diǎn)、線、面等圖形要素存儲(chǔ)的特性，在進(jìn)行空間位置精度提升前，把空間數(shù)據(jù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換并用shapefile進(jìn)行統(tǒng)一格式化存儲(chǔ)；

2)空間數(shù)據(jù)位置精度提升模塊：基于矢量電子地圖糾偏所提供的電網(wǎng)資源數(shù)據(jù)空間位置提升所需的輸入數(shù)據(jù)，利用仿射糾偏法與最小二乘法進(jìn)行大批量矢量及柵格數(shù)據(jù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換來(lái)提升電網(wǎng)資源空間數(shù)據(jù)精度；針對(duì)此空間位置精度提升，要求數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換統(tǒng)一在wgs84坐標(biāo)系下進(jìn)行，通過數(shù)據(jù)源配置，選擇空間位置坐標(biāo)文件和控制點(diǎn)坐標(biāo)文件進(jìn)行配準(zhǔn)精確坐標(biāo)來(lái)完成空間數(shù)據(jù)精度提升，并將修改原電網(wǎng)資源數(shù)據(jù)；

技術(shù)手段為：

1)空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

空間數(shù)據(jù)采用shapefile文件存儲(chǔ)方式，即將所有的數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)在一個(gè)或多個(gè)文件中；(shapefile是esri(environmentalsystemsresearchinstitute)公司提出的一種基于文件方式存儲(chǔ)gis數(shù)據(jù)的矢量數(shù)據(jù)格式；由于shapefile不存儲(chǔ)拓?fù)鋽?shù)據(jù)，所以在繪制速度和可編輯功能上明顯的優(yōu)于其它數(shù)據(jù)格式，而且該數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)格式一般只需要較少的硬盤空間，且更容易讀寫處理；)基于空間數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換之后，將地理數(shù)據(jù)的坐標(biāo)、長(zhǎng)度、面積等幾何要素存儲(chǔ)在主文件*.shp中；將對(duì)應(yīng)主文件的索引信息離主文件頭初始的偏移存儲(chǔ)在索引文件*.shx中；將地理信息的屬性信息的dbase表存儲(chǔ)在*.dbf中；將shapefile定義的坐標(biāo)系統(tǒng)的空間參考信息存儲(chǔ)在*.prj中；

2)仿射糾偏法

針對(duì)圖形表空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后的*.shp文件，利用仿射變換法通過控制點(diǎn)坐標(biāo)文件(參考點(diǎn)坐標(biāo)文件.txt)來(lái)進(jìn)行二維坐標(biāo)向二維坐標(biāo)的線性轉(zhuǎn)變，并且保持二維圖形的“平直性”和“平行性”；仿射變換可以通過一系列原子的平移、縮放、翻轉(zhuǎn)、旋轉(zhuǎn)、和剪切變換的復(fù)合來(lái)實(shí)現(xiàn)，此類變換可以用一個(gè)3×3的矩陣來(lái)表示，其最后一行為(0,0,1)；該變換矩陣將原坐標(biāo)(x,y)變換為新坐標(biāo)(x',y')，這里原坐標(biāo)和新坐標(biāo)皆視為最末一行為(1)的三維列向量，原列向量左乘變換矩陣得到新的列向量：

[x'][m00m01m02][x][m00*x+m01*y+m02]

[y']＝[m10m11m12][y]＝[m10*x+m11*y+m12]

[1][001][1][1]

如果將它寫成按旋轉(zhuǎn)、縮放、平移三個(gè)分量的復(fù)合形式，則其代數(shù)式如下：

x＝(x-x0)cosθ+(y-y0)sinθ+x0

y＝-(x-x0)sinθ+(y-y0)cosθ+y0；

3)最小二乘法

最小二乘法(又稱最小平方法)是一種數(shù)學(xué)優(yōu)化技術(shù)，它通過最小化誤差的平方來(lái)尋找數(shù)據(jù)的最佳函數(shù)匹配；

針對(duì)矢量電子地圖存在少量要素整體偏移和不規(guī)則偏移，利用仿射變換來(lái)校正坐標(biāo)誤差，而仿射變換的參數(shù)可以用最小二乘法進(jìn)行估算，估計(jì)原始坐標(biāo)點(diǎn)與經(jīng)過變換后的坐標(biāo)點(diǎn)之間的關(guān)系，找出最佳連接情況，從而進(jìn)行電網(wǎng)資源空間位置精度提升。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與效果

空間數(shù)據(jù)不是單純的幾何要素，其轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)到的問題很繁雜，通過仿射變換法有效的進(jìn)行各種空間數(shù)據(jù)處理，包括圖形和屬性。本方法基于放射糾偏法和最小二乘法能有效實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)坐標(biāo)糾偏涉及的所有圖形表shp文件的轉(zhuǎn)換，基于坐標(biāo)控制點(diǎn)文件來(lái)進(jìn)行空間位置精度提升，最后把提升后的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)回原圖形表。本方法提供的空間數(shù)據(jù)處理功能、數(shù)據(jù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換操作步驟少，轉(zhuǎn)換頻率高。

本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此，在本發(fā)明上述基本技術(shù)思想前提下，按照本領(lǐng)域的普通技術(shù)知識(shí)和慣用手段對(duì)本發(fā)明內(nèi)容所做出其它多種形式的修改、替換或變更，均落在本發(fā)明權(quán)利保護(hù)范圍之內(nèi)。

附圖說(shuō)明

圖1為坐標(biāo)校準(zhǔn)文件；

圖2-1為空間位置精度提升前截圖，其中紅色為空間位置精度提升后的位置；

圖2-2為空間位置精度提升后截圖，其中紅色為空間位置精度提升后的位置。

具體實(shí)施方式

見圖1，一種電網(wǎng)資源空間位置精度提升的方法，包括兩個(gè)模塊與技術(shù)手段：兩個(gè)模塊由空間數(shù)據(jù)坐標(biāo)格式統(tǒng)一化模塊、空間數(shù)據(jù)位置精度提升模塊連接組成；其中：

1)空間數(shù)據(jù)坐標(biāo)格式統(tǒng)一化模塊：

空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式：在數(shù)據(jù)庫(kù)字段中，直接把坐標(biāo)存入經(jīng)緯度字段；oraclespatial來(lái)存儲(chǔ)、管理、查詢空間數(shù)據(jù)時(shí)把空間數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)在空間字段sdo_geometry中，包括幾何對(duì)象的類型、幾何對(duì)象的坐標(biāo)、幾何類型為點(diǎn)的幾何對(duì)象、解釋坐標(biāo)是如何存儲(chǔ)的可變長(zhǎng)數(shù)組以及幾何對(duì)象的真實(shí)坐標(biāo)；用shp文件方式存儲(chǔ)空間數(shù)據(jù)；基于文件存儲(chǔ)數(shù)據(jù)沒有拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)格式需要較少的硬盤空間，而且能夠支持點(diǎn)、線、面等圖形要素存儲(chǔ)的特性，在進(jìn)行空間位置精度提升前，把空間數(shù)據(jù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換并用shapefile進(jìn)行統(tǒng)一格式化存儲(chǔ)；

2)空間數(shù)據(jù)位置精度提升模塊：基于矢量電子地圖糾偏所提供的電網(wǎng)資源數(shù)據(jù)空間位置提升所需的輸入數(shù)據(jù)，利用仿射糾偏法與最小二乘法進(jìn)行大批量矢量及柵格數(shù)據(jù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換來(lái)提升電網(wǎng)資源空間數(shù)據(jù)精度；針對(duì)此空間位置精度提升，要求數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換統(tǒng)一在wgs84坐標(biāo)系下進(jìn)行，通過數(shù)據(jù)源配置，選擇空間位置坐標(biāo)文件和控制點(diǎn)坐標(biāo)文件進(jìn)行配準(zhǔn)精確坐標(biāo)來(lái)完成空間數(shù)據(jù)精度提升，并將修改原電網(wǎng)資源數(shù)據(jù)；

技術(shù)手段為：

1)空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

空間數(shù)據(jù)采用shapefile文件存儲(chǔ)方式，即將所有的數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)在一個(gè)或多個(gè)文件中；(shapefile是esri(environmentalsystemsresearchinstitute)公司提出的一種基于文件方式存儲(chǔ)gis數(shù)據(jù)的矢量數(shù)據(jù)格式；由于shapefile不存儲(chǔ)拓?fù)鋽?shù)據(jù)，所以在繪制速度和可編輯功能上明顯的優(yōu)于其它數(shù)據(jù)格式，而且該數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)格式一般只需要較少的硬盤空間，且更容易讀寫處理；)基于空間數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換之后，將地理數(shù)據(jù)的坐標(biāo)、長(zhǎng)度、面積等幾何要素存儲(chǔ)在主文件*.shp中；將對(duì)應(yīng)主文件的索引信息離主文件頭初始的偏移存儲(chǔ)在索引文件*.shx中；將地理信息的屬性信息的dbase表存儲(chǔ)在*.dbf中；將shapefile定義的坐標(biāo)系統(tǒng)的空間參考信息存儲(chǔ)在*.prj中；

2)仿射糾偏法

針對(duì)圖形表空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后的*.shp文件，利用仿射變換法通過控制點(diǎn)坐標(biāo)文件(參考點(diǎn)坐標(biāo)文件.txt)來(lái)進(jìn)行二維坐標(biāo)向二維坐標(biāo)的線性轉(zhuǎn)變，并且保持二維圖形的“平直性”和“平行性”；仿射變換可以通過一系列原子的平移、縮放、翻轉(zhuǎn)、旋轉(zhuǎn)、和剪切變換的復(fù)合來(lái)實(shí)現(xiàn)，此類變換可以用一個(gè)3×3的矩陣來(lái)表示，其最后一行為(0,0,1)；該變換矩陣將原坐標(biāo)(x,y)變換為新坐標(biāo)(x',y')，這里原坐標(biāo)和新坐標(biāo)皆視為最末一行為(1)的三維列向量，原列向量左乘變換矩陣得到新的列向量：

[x'][m00m01m02][x][m00*x+m01*y+m02]

[y']＝[m10m11m12][y]＝[m10*x+m11*y+m12]

[1][001][1][1]

如果將它寫成按旋轉(zhuǎn)、縮放、平移三個(gè)分量的復(fù)合形式，則其代數(shù)式如下：

x＝(x-x0)cosθ+(y-y0)sinθ+x0

y＝-(x-x0)sinθ+(y-y0)cosθ+y0；

3)最小二乘法

最小二乘法(又稱最小平方法)是一種數(shù)學(xué)優(yōu)化技術(shù)，它通過最小化誤差的平方來(lái)尋找數(shù)據(jù)的最佳函數(shù)匹配；

針對(duì)矢量電子地圖存在少量要素整體偏移和不規(guī)則偏移，利用仿射變換來(lái)校正坐標(biāo)誤差，而仿射變換的參數(shù)可以用最小二乘法進(jìn)行估算，估計(jì)原始坐標(biāo)點(diǎn)與經(jīng)過變換后的坐標(biāo)點(diǎn)之間的關(guān)系，找出最佳連接情況，從而進(jìn)行電網(wǎng)資源空間位置精度提升。

表1為云南曲靖供電局桿塔糾偏誤差統(tǒng)計(jì)表；

表一