电力配网通信设备空间信息采集方法的应用与研究

俞红生　李鹏　吴忠平　俞佳捷

摘 要：近几年随着电力通信行业的迅猛发展和电力通信空间信息系统的不断建设，电力通信设备管理对空间特征信息的依赖性逐渐加强。宁波供电公司为适应通信业务的发展，建设开发了一套配网通信可视化系统，管理宁波供电公司范围内通信资源的空间地理信息。为使系统对配网通信设备进行有效管理，研究一种科学、高效、便捷的电力配网通信设备的空间信息采集方法势在必行。该文首先描述了系统中管理的电力配网通信设备的分类；其次阐述了可以应用于电力配网通信设备采集的方式方法，对各种采集方式的技术实现和原理进行了描述及梳理，并针对各种方法在配网通信行业应用的适应性及可操作性进行利弊分析；再次针对系统的实际建设情况，对配网通信设备空间信息采集的可操作性给出具体的方法及建议。

关键词：地理信息系统（GIS） GPS 空间数据 配网通信设备 空间信息采集

中图分类号：TN915 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）11（a）-0060-03

1 引言

1.1 研究的背景

随着我国电力通信事业的迅猛发展，各地都加强了对电力通信网络资源的管理。宁波供电公司依托国网公司及浙江省电力公司对通信资源的管理要求，实施部署了SG-TMS系统，但该系统对于配网通信资源空间信息的管理及展示稍显不足。为提高和规范宁波供电公司对配网通信资源空间信息的管理水平，建设一套配网通信资源空间信息管理系统具有十分重要的意义。因此，宁波电网配网通信可视化系统应运而生。系统建成后，为保证可视化系统中各类通信资源数据的现势性、准确性， 研究并探索一套科学、高效的电力配网通信设备的空间信息采集方法至关重要。

1.2 研究的价值与意义

通信设备资源的管理与地理位置紧密关联，准确、全面、直观地掌握配网通信资源的空间信息对于电力企业未来的发展至关重要。通过对配网通信设备空间信息采集方法的应用与研究，能够为宁波电网配网通信可视化系统建设提供一套及时、准确、科学的方法来获取通信设备空间信息，使其更好地为配网通信资源的规划、建设和管理提供有力支撑。提高宁波供电公司对电力配网通信资源的管理水平，并促进未来电力通信业务的发展。

2 配网通信设备的分类

在宁波电网配网通信可视化系统中，对电力配网通信设备的管理主要分空间资源、线路走廊资源和配网通信光缆资源。具体分类如表1。

3 电力配网通信设备空间信息采集方法研究

3.1 GPS测量

全球定位系统（GPS）是由美国国防部研制建立的一种全方位、全天候、全时段、高精度的卫星导航系统。在配网通信设备空间信息采集中，由于GPS定位技术自身独特而强大的功能，充分显示了它在该领域实际测量工作中的优越性和适应性。GPS自其建立以来，因其方便快捷和较高的精度，迅速在各个行业和部门得到了广泛的应用，并成为空间数据采集的重要手段。GPS测量通常使用基于载波相位测量的相对定位方法，主要分为：单点定位测量与差分定位测量，差分定位测量又分为：实时差分与后处理差分两种方式。如表2所示。

3.2 地图标绘法

地图标绘指在地图背景上标绘各种具有空间特征的事物的分布状态或行动部署。通过对现场参照物的勘查对比，确定配网通信设备在地图中的地理位置，并标绘在地图上。目前主要的地图标绘法有：移动终端标绘法、图纸标绘法、航拍数据标绘法等，各标绘法通过不同的移动终端、纸质地图、航拍影像等设备或介质对空间数据进行采集，然后在计算机上进行坐标的读取、绘制及属性信息录入，最终生成空间数据文件。

3.3 扫描数字化

扫描数字化是指根据地图幅面大小，选择合适规格的扫描仪，对纸质地图扫描生成栅格图像，然后经过几何纠正，利用扫描仪将地图图形或图像转换成栅格数据的方法。因其输入速度快、不受人为因素影响、操作简单而受到欢迎，使其成为图形数据输入的主要方法，但此方法对纸质地图的完整性与现势性要求较高。

3.4 全站仪测量

全站仪是专业的测量常用仪器，精度可达到毫米级，专业性强，每台仪器最少两人或者三人以上才能进行作业。优点为使用面广，精度高，对集中测量有一定优势。缺点为专业性强，速度慢，成本高，机动性一般，不太适宜配网通信设备的数据采集。

4 电力配网通信设备空间信息采集方法应用

对于电力配网通信设备的空间信息采集分两种方式，一种方式为：对于电网空间信息服务平台已采集的相关配网通信设备的空间与属性信息，可以向电网空间信息服务平台请求，通过平台提供的服务集成到宁波电网配网通信可视化系统中；另一种方式为：对于电网空间信息服务平台没有提供的相关通信资源信息，要进行空间信息采集，具体的采集方式如下说明。

4.1 空间资源空间信息采集方法应用

区域属于逻辑资源，并不需要进行空间数据采集。所以只对站点资源进行空间信息的获取。

站点空间信息采集：采集的内容主要是站点的空间位置坐标及属性数据，站点数据采集的建议精度为误差不超过±3 m。具体采集内容包括：（1） 利用GPS设备采集站点4个角的经纬度坐标；（2） 记录站点的名称、电压等级、站点性质、所在区域等信息；（3） 根据站点4个角的对角线推算站点的中心点坐标；（4） 将采集的坐标数据进行椭球基准转换和平面坐标转换，形成目标坐标系直接使用的坐标。

4.2 线路走廊资源空间信息采集方法应用

4.2.1 检查井空间信息采集

检查井的空间信息采集，建议精度为误差不超过±0.5 m，可以采用如下方式进行数据采集。

（1）用高精度GPS设备采集检查井的经纬度坐标，并记录检查井的名称、装设地址等信息；（2）翻开井盖绘制检查井的断面草图，并根据实际情况测量沟道尺寸、检查井深度、检查井处管道的管孔数量及管孔排布等信息，供内业人员在配网通信可视化系统绘制正式的检查井展开图、埋设剖面图。并拍摄检查井照片（检查井全貌、检查井各方位照片）。

4.2.2 地下埋设空间信息采集

地下埋设的空间信息采集，建议精度为误差不超过±0.5 m。对于地下埋设的拐点在地面没有明显标识的公共设施，有图纸资料的，可以参考图纸资料使用图纸标绘法，无图纸资料的，数据采集可采用以下方式：（1）用地下管线探测仪用于对地下设施进行探测定位，确定要采集的设施在地表的投影；（2）探测到目标后采用高精度GPS设备进行精确定位；（3）记录地下设施的深度及位置信息；（4）记录地下设施的名称、运行编号、运行单位等相应的属性信息。

4.2.3 杆塔空间信息采集

杆塔的空间数据采集，建议精度为误差不超过±0.5 m，可采用如下采集方式：（1）利用高精度GPS设备采集杆塔的经纬度坐标；（2）记录杆塔的名称、地址、杆塔的材质、性质、同杆架设回路数等杆塔信息。

4.3 配网通信光缆资源空间信息采集方法应用

光缆属于逻辑资源，不需要进行空间数据采集。光缆段与光连接点则需要进行空间数据采集。

4.3.1 光缆段空间信息采集

光缆段空间数据采集主要包括架空光缆空间数据采集、埋设光缆空间数据采集。

配电架空光缆空间数据采集的建议精度为误差不超过±1.0 m。具体内容包括：（1）利用GPS设备采集杆塔经纬度坐标，拍摄一张能清晰看到杆上设备的杆塔全貌照片；（2）记录杆塔的材质、性质、同杆架设光缆回路数等杆塔信息；（3）根据采集的杆塔经纬度坐标，确定架空光缆的空间走向；（4）记录光缆线路的名称、起止站点、所属区域等信息。

配电埋设光缆空间数据采集的建议精度为误差不超过±0.56 m。具体内容包括：（1）根据线路走廊资源采集的检查井和埋设拐点信息绘制光缆埋设走向；（2）通过实际地下管线测绘方式采集光缆线路的拐点位置信息，或基于光缆埋设的路径标绘光缆线路的走向和位置，并注明埋设方式；（3）记录光缆段的名称、起止站点、光缆段类型、所属区域等信息。

4.3.2 光连接点空间信息采集

光连接点主要包括光接头盒、光交接箱、光终端盒。

光交接箱与光终端盒与架空光缆线路上的光接头盒的采集方式相同，建议精度为误差不超过±0.5 m，具体的采集方式为：（1）利用GPS设备采集光连接点的经纬度坐标；（2）记录设备的名称、设备的类型、支撑设施类型、支撑设施名称、所属光缆段、所属区域、具体位置等信息。

对于位于检查井中的光接头盒，建议精度为误差不超过±0.5 m，采集方式如下：（1）可以通过实际地下管线测绘方式或图纸标绘方式采集光缆直通型接头盒、光缆接续型接头盒的空间坐标数据；（2）记录设备的名称、设备的类型、支撑设施类型、支撑设施名称、所属光缆段、所属区域、具体位置等信息。

5 结语

该文通过对配网通信设备空间信息数据采集方式的分析与研究，全面阐述了空间信息采集的工作原理与方法，分析出适合宁波电网配网通信可视化系统中适合的空间信息采集方法。最终对宁波电网配网通信可视化系统中涉及到的配网通信设备的空间信息采集提出具体的方法与操作步骤，为系统建设的空间数据来源提供有力的参考依据，为宁波供电公司配网通信设备的可视化展示做出探索性实践。

参考文献

[1] 马劲松.GIS概论[M].北京：高等教育出版社，2008.

[2] 冯超.电力通信网络管理系统的建设[J].广东电力，2001（4）：9-11.

[3] 孙伟.空间数据采集与管理实用技术的研究[D].中国人民解放军测绘学院，1999.

[4] 陈泽江.航天GPS数据采集、处理及地面检测系统的研究[D].中国科学院研究生院：空间科学与应用研究中心，2005.