数据采集技术规范.doc

电网GIS空间信息服务平台河北省电网GIS数据采集技术方案二一一年八月目 录第一章 概述11、项目概述12、现有资料分析12.1 基础控制资料12.2 已有资料13、项目主要内容23.1 基础地理信息数据获取23.2 电网设备空间数据采集24、主要技术指标34.1作业技术依据34.2平面及高程基准44.3 数据格式44.4 分幅编号44.5 数据取位45、 硬件和软件配置55.1 硬件配置55.2 软件配置5第二章 电网设备空间数据采集61、精度要求62、电网设备空间数据采集内容62.1 公共设施数据采集62.2 发电数据采集72.3 输电数据采集82.4 变电数据采集92.5 配电数据采集102.6 用电数据采集113、电网设备空间数据采集方案123.1 资料准备123.2 作业方法及流程12第一章 概述 1、项目概述 按照国家电网的要求，河北省列入了国家电网GIS平台建设的第一阶段建设的试点省网，河北省公司选择了衡水市作为试点样本，并对推广单位进行GIS平台建设工作。按照国家电网的要求，试点城市的基础地理数据准备及电网设备数据采集工作应于2012年8月30日前完成。该项目的基础地理数据准备的内容包括：矢量地图、影像地图、数字高程模型、导航地图四类数据的采购工作。该项目的数据采集的内容包括：发电、输电、变电、配电、用电、通信、公共设施七类电网资源的空间数据和属性数据。由于电网GIS平台建设的第一阶段主要涉及发电、输电、变电、配电（10kV及以上电压等级）、用电（大用户）的设备、公共设施六类数据。 2、现有资料分析2.1 基础控制资料由河北省电力公司提供的CORS基站作为基础控制起算数据。2.2 已有资料主网电网资源空间数据和属性数据，由河北省电力公司生产部提供。配网电网资源的属性数据，由河北省电力公司营销部提供。第二章 电网设备空间数据采集 1、精度要求 公共设施的数据采集精度，检查井/工井以及电缆通风口的采集精度极大值为±0.3米；发电设备数据采集的精度范围极大值为±3米；架空线路数据采集的精度范围极大值为±3米，电缆线路数据采集的精度极大值为±0.3米；变电数据采集的精度范围精度极大值为±3米；配电架空线路的采集精度极大值为±1.5米，配电站房的采集精度极大值为±0.5米，电缆线路数据采集的精度极大值为±0.3米；用电数据采集的精度极大值为±3米。2、电网设备空间数据采集内容2.1 公共设施数据采集公共设施数据采集的主要内容包括检查井/工井、电缆通风口两个方面。1、检查井/工井数据采集内容具体采集内容包括：采集检查井/工井经纬度坐标。拍摄2张能清晰看到工井井盖全貌的照片（地面井盖都需采集）；标注北方向。并按照命名规则命名。根据PMS台帐信息对检查井/工井进行属性核对，对有与PMS台帐信息不符（增加或减少）的，记录检查井/工井的名称，检查井/工井装设地址、材质、直径等相关信息，并将记录信息反馈给负责专工，由其签字确认，并由负责专工完善缺失属性信息。2、电缆通风口数据采集内容电缆通风口这类在地面有标识的公共设施，可采用如下方式进行数据采集：用高精度GPS设备采集电缆通风口的经纬度坐标；记录电缆通风口的编号、运行状态、所属隧道/电缆沟、运行单位、所在区域等信息。3、公共设施的数据采集精度检查井/工井以及电缆通风口的采集精度将极大值控制在±0.3米。4、提交的数据检查井/工井以及电缆通风口采集提交包含空间数据和属性数据的文件表格、2张可以清晰看到工井井盖全貌及井内铭牌的电子照片、可以清晰表现采集点连接拓扑关系的电子图。5、提交数据的格式要求提交的包含空间数据和属性数据的文件表格应为.xls格式。提交的电子照片应为.JPG格式，照片尺寸大小为1024 ×768。2.2 发电数据采集发电数据采集的内容主要是各种类型的发电厂空间位置坐标以及发电厂的属性数据。1、发电设备的采集内容具体采集内容包括：采集发电厂外沿特征点的经纬度坐标；根据PMS台帐信息对发电设备进行属性核对，对有与PMS台帐信息不符（增加或减少）的，记录发电设备名称、类型、用途、所在地市等属性信息。并反馈给负责专工，由其签字确认，并由负责专工完善属性信息；根据发电厂外沿特征点计算发电厂的中心点坐标；拍摄2张可以清晰看到站、厂门头的电子照片。2、发电设备的数据采集精度发电设备数据采集的精度范围应将极大值控制在±3米。3、提交的数据内容发电设备数据的采集应提交包含空间坐标数据和属性信息数据的文件表格、可以清晰表现采集点连接（拓扑）关系的电子图和2张可以清晰看到站、厂门头的电子照片。4、提交数据的格式要求提交的包含空间数据和属性数据的文件表格应为.xls格式。提交的电子照片应为.JPG格式，照片尺寸大小为1024 ×768。2.3 输电数据采集输电数据采集主要包括架空线路数据采集和电缆数据采集两个方面的内容。1、输电设备的数据采集内容具体采集内容包括：对电压等级大于或等于35kV架空杆塔进行数据采集；每个杆塔拍摄5张能清晰看到杆上设备的照片（杆塔全貌、杆塔塔头、杆塔基础、杆塔塔牌、线路走廊），并按照统一规则进行命名。根据PMS台帐信息对杆塔进行属性核对，对有与PMS台帐信息不符（增加或减少）的，记录杆塔的回路数（左回、中回、右回，命名按照先上后下，先左后右的规则进行命名）、杆塔材质、杆塔性质、杆塔型号等杆塔信息（如不同电压等级线路同塔架设，应备注说明）；并将记录信息反馈给配合专工，由其签字确认，并由负责专工完善缺失属性信息。2、输电电缆线路数据采集输电电缆线路数据的采集应在衡水市电力公司所属相应专工的带领下进行，具体采集内容包括：根据公共设施采集的检查井/工井和电缆管（沟、隧道）拐点信息绘制电缆管（沟、隧道）走向；基于电缆电缆管（沟、隧道）的路径标绘电缆线路的走向和位置，并注明埋设方式；采集电缆接地箱、电缆交叉互联箱的坐标数据，并记录设备名称、设备编号、所属线路等属性信息。3、输电设备（35kV及以上）的数据采集精度架空线路数据采集的精度范围应将精度极大值控制在±3米。电缆线路数据采集的精度应将极大值控制在±0.3米。4、提交的数据内容提交包含空间数据和属性数据的文件表格，5张可以清晰看到杆上设备并按照规范进行命名的相片；可以清晰表现架空线路以及电缆采集点连接拓扑关系的电子图。5、提交数据的格式要求提交的包含空间数据和属性数据的文件表格应为.xls格式。提交的电子照片应为.JPG格式，照片尺寸大小为1024 ×768。2.4 变电数据采集变电数据采集的内容主要是各种类型的变电设施空间位置坐标以及变电设备的属性数据。1、变电设备的数据采集内容具体采集内容包括：采集变电设备外沿特征点的经纬度坐标；根据PMS台帐信息对变电设备进行属性核对，对有与PMS台帐信息不符（增加或减少）的，记录变电设备的名称、电压等级、变电设备性质、所在地市等属性信息。并反馈给负责专工，由其签字确认，并由负责专工完善属性信息。根据变电设备外沿特征点推算变电站的中心点坐标。拍摄2张可以清晰看到站、厂门头的电子照片。2、变电电设备的数据采集精度变电数据采集的精度范围应将精度极大值控制在±3米。3、提交的数据内容变电设备数据的采集应提交包含空间坐标数据和属性信息数据的文件表格、可以清晰表现采集点连接（拓扑）关系的电子图和2张可以清晰看到站、厂门头的电子照片。4、提交数据的格式要求提交的包含空间数据和属性数据的文件表格应为.xls格式。提交的电子照片应为.JPG格式，照片尺寸大小为1024 ×768。2.5 配电数据采集配电数据采集主要包括配电架空线路数据采集、电缆数据采集和对应电压等级站房数据采集三个方面的内容。 1、配电设备（35kV以下）的数据采集内容具体采集内容包括：采集杆塔的经纬度坐标。每个杆塔拍摄2张能清晰看到杆上设备的照片（杆塔全貌、杆塔塔牌），并按照统一规则进行命名；根据PMS台帐信息对杆塔进行属性核对，对有与PMS台帐信息不符（增加或减少）的，记录杆塔的材质、性质、同杆架设回路数等杆塔设备信息，并将记录信息反馈给负责专工，由其签字确认，并由负责专工完善属性信息。2、配电电缆线路数据采集的具体内容包括：根据公共设施采集的检查井/工井和电缆管（沟、隧道）拐点信息绘制电缆电缆管（沟、隧道）走向；电缆电缆管（沟、隧道）的路径标绘电缆线路的走向和位置，并注明埋设方式；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采集电缆接地箱、电缆交叉互联箱的坐标数据，并记录设备名称、设备编号、所属线路等属性信息。3、配电站房数据采集的具体内容包括：采集站房（开关站、配电室、箱式变等）坐标，拍摄2张能清晰看到站房的照片；根据PMS台帐信息对站房进行属性核对，对有与PMS台帐信息不符（增加或减少）的，记录站房的名称、类型、运行编号、地点等相关信息；并将记录信息反馈给负责专工，由其签字确认，并由负责专工完善属性信息。4、配电设备的数据采集精度配电架空线路的采集精度将极大值控制在±1.5米；配电站房的采集精度极大值为±0.5米；电缆线路数据采集的精度应将极大值控制在±0.3米。5、提交的数据内容35kV以下的架空杆塔数据的采集应提交包含空间数据和属性数据的文件表格、2张可以清晰看到杆上设备及杆塔牌号的杆塔全貌的电子照片、可以清晰表现采集点连接拓扑关系的电子图。35kV以下电网站房数据的采集应提交包含空间数据和属性数据的文件表格、2张能清晰看到站房外观的照片。根据电缆管（沟、隧道）的路径标绘电缆线路的走向和位置的坐标属性表格以及可以表现拐点连接关系的电子图。6、提交数据的格式要求提交的包含空间数据和属性数据的文件表格应为.xls格式。提交的电子照片应为.JPG格式，照片尺寸大小为1024 ×768。2.6 用电数据采集用电数据采集的内容主要是大用户（包含重要、高危用户等）的用户站或用户变空间位置坐标信息。1、用电数据的具体采集内容包括：对于用户站，采集变电站外沿特征点的经纬度坐标，并记录用户标识、用户名、变压器台数等用户站信息，根据变电站特征点计算用户站的中心点坐标；对于用户变，采集用户变的位置信息，并记录用户标识、用户名、电压等级等信息；拍摄2张能清晰看到用户属性信息的对应照片。2、用电数据采集的精度用电数据采集的精度极大值控制在±3米。3、提交的数据用电数据的采集应提交包含空间数据和属性数据的文件表格、2张能清晰按照规范拍摄的照片。表示采集点位置的坐标属性表格以及可以表现拐点连接关系的电子图。4、提交数据的格式要求提交的包含空间数据和属性数据的文件表格应为.xls格式。提交的电子照片应为.JPG格式，照片尺寸大小为1024 ×768。3、电网设备空间数据采集方案 3.1 资料准备 3.1.1 电网设施资料的收集与整理 通过对河北省电网资源现状调查分析可知，河北省电网资源已通过PMS系统进行有效管理，主要分散在各市地电力公司的PMS系统中，因此电网设施资料的收集与整理主要是针对PMS系统中的已有电网资源开展。 根据电网GIS平台数据准备模版，对PMS系统中已有电网资源进行梳理、转换、归类等，整理出符合国家电网资源数据准备要求的Excel数据。 由于已有电网资源数据可能存在位置、属性数据的缺失，需要进行外业实地采集、更新，因此，需要将已有电网数据进行转换，输入到外业采集仪器设备GPS中，同时针对缺失数据提供符合国家电网资源数据标准的数据字典。3.1.2 电网设施资料确认 经初步整理后的公共设施、发电、输电、变电、配电及用电设施台帐整理成果，需交衡水市电力公司相关人员进行相关属性信息的确认。3.2 作业方法及流程 3.2.1 空间数据采集方法电网设备空间数据采集采用的主要方法有：1、CORS基站或临时基准站加手持GPS接收机测量的方法。这种方式的工作原理是：流动站和基准站在同一时段对同一组卫星进行观测，分别记录和存贮观测数据。在两者相距不太远的情况下，可以认为两者的误差来源基本相似，差分改正数也很接近，具备差分的基本条件。观测完毕后，分别将基准站数据和流动站数据导入后处理软件，进行差分解算，得到亚米级或更高精度的位置数据。采用后处理差分方式，基准站和流动站之间各自独立工作，无需实时通信，基准站架设和管理方便，流动站操作简单，易于掌握，因此十分灵活方便，适用于那些不需要实时高精度定位的场合。手持GPS接收机和基站进行差分后处理，来获得电网设备的坐标。差分后处理的方法能保证坐标测量的精度。2、CORS基站或临时基准站加手持GPS接收机与激光测距仪联合测量的方法。对于市区高楼区，天空遮挡严重，或在电磁干扰严重的基站附近，单纯用GPS接收机无法定位或无法保证数据质量，此时可以使用激光测距仪与GPS设备联合作业进行偏移测量，方法是稍稍远离该目标，寻找到较好的工作环境后再开始收星定位，同时使用激光测距仪测出GPS位置与待测目标点之间的相对位置（以距离、方位角等来表示），测距仪测出的结果通过蓝牙通信立即传输到GPS接收机上，TerraSync软件将自动计算出待测目标点的绝对位置。当用手持GPS设备无法测得电网设备的坐标的情况下，需要使用全站仪来进行测量。此种情况下，需要使用GPS RTK作业方式来测设全站仪作业时所需的起算点。即在稍远离目标且有较好的工作环境的条件下，利用CORS基站，使用GPS RTK技术，测设满足全站仪使用的控制点。然后使用全站仪利用控制点进行电网设施坐标数据的采集。3、地图标绘法 移动终端标绘法在移动终端（PDA）中装入电子地图，现场勘查中通过参照物与电子地图对比，确定电网资源在地图中的地理位置，在移动终端的电子地图中手工绘制设备坐标点，并录入位置标识信息；通过PC机读取采集的电网资源空间数据，生成电网资源空间数据文件。该方式需要参照电子地图及实际地物进行对照确定电网资源位置，城市市区的地图精度相对较高且参照物角度，比较适合配网设备的数据采集。 图纸标绘法对于不具备GPS坐标采集、移动设备绘制采集方式的单位，可以采用将电子地图打印成图纸，现场勘查中通过图纸与现场地物进行对比，现场在图纸上绘制坐标及标识信息的方式进行数据采集；图纸绘制完成后，在PC机上基于电子地图进行设备坐标绘制及属性信息录入，最终生成电网资源空间数据文件。3.2.2 定位测量技术要求 1、基站的布设 根据作业区的面积和范围，租用已有CORS基站或是建设新的CORS基站，并根据需要布设必要的临时GPS基准站。 基准站的位置宜选择在开阔的高地。远离大功率无线发射源。附近不应有强烈反射卫星信号的物件。2、基准站点坐标的测定 CORS基站的坐标，在建设基站的时候，已按相关国标、行标进行了测定。临时基准站坐标测定的技术要求，参照相关国标、行标执行。 测定基准站坐标时，对中、整平、仪器高量取一定要准确。3、基准站观测要求 CORS基站及GPS临时基准站都是保证电力设施坐标测量精度的必备条件，因此架设基准站的工作需满足以下要求 ： GPS基站采样间隔设置为5秒，GPS接收机一定要对中、整平； 每次架设临时GPS接收机时应量取仪器高，仪器高测量精度为 0.1 米，并及时做好记录； 每天临时基站 GPS 接收机开始工作时间，应在第一台流动站外业作业之前不少于 30 分钟；每天基站GPS接收机结束工作的时间，为最后一台流动站作业结束时间后不少于20分钟。CORS基站是连续运行基准站，全天24小时开机。 在一天内，基站GPS接收机应持续保持在观测状态，不得有间歇。4、 流动站观测要求 RTK测量时应选择卫星较好时段和卫星数不少于4颗时进行作业。 RTK测量时，必须在达到固定解后方可进行数据记录。 RTK测量时，每个数据采集的历元数不少于8个。RTK测量时，卫星截止高度角不宜超过15°。4.2.3 电力设施采集位置根据采集对象的形状及特征属性，数据采集时，需按照以下要求执行：单杆水泥杆采集方法水泥杆紧贴单杆水泥杆，采集坐标（X1、Y1、H1）。双杆水泥杆采集方法水泥杆紧贴双杆水泥杆外测，采集一对坐标（X1、Y1、H1）、（X2、Y2、H2）。拉线铁塔采集方法塔杆在拉线铁塔中心，采集坐标（X1、Y1、H1）。平地铁塔采集方法铁塔1腿基础水泥墩3紧贴铁塔腿水泥墩外角，采集1、3或2、4一对坐标（X1、Y1、H1）、（X2、Y2、H2）。山地铁塔采集方法铁塔1腿基础水泥墩324紧贴铁塔腿水泥墩外角，依次采集1、2、3、4四个坐标（X1、Y1、H1）、（X2、Y2、H2）、（X3、Y3、H3）、（X4、Y4、H4）。单杆钢管塔采集方法钢管紧贴钢管，在大致同样高度，依次按约120度旋转采集3个点坐标（X1、Y1、H1）、（X2、Y2、H2）、（X3、Y3、H3）。双杆钢管塔采集方法钢管紧贴双杆钢管外测，采集一对坐标（X1、Y1、H1）、（X2、Y2、H2）。变电站、发电厂围墙采集方法变电所、电厂围墙依次采集围墙外拐角各点坐标（Xi、Yi、Hi）3、杆塔中心坐标计算 根据坐标转换求出的测点坐标，对杆塔需进行中心点坐标的计算，具体计算公式如下：1）、单杆水泥杆、拉线铁塔中心坐标即采集点坐标。2）、双杆水泥杆、双杆钢管塔、构架中心、平地铁塔坐标计算方式：中心坐标（X、Y、H）为采集坐标（X1、Y1、H1）、（X2、Y2、H2）的平均值。 3）、山地铁塔中心坐标计算方式：中心坐标（X、Y、H）中X、Y为1#、3#点（X1、Y1、H1）、（X2、Y2、H2）所在直线与2#、4#点（X3、Y3、H3）、（X4、Y4、H4）所在直线在xy平面上投影的交点坐标，中心坐标（X、Y、H）中H为4点坐标（X1、Y1、H1）、（X2、Y2、H2）、（X3、Y3、H3）、（X4、Y4、H4）的H平均值。4）、 单杆钢管塔中心坐标计算方式：中心坐标（X、Y、H）中X、Y为3点坐标（X1、Y1、H1）、（X2、Y2、H2）、（X3、Y3、H3）的X、Y在xy平面构成的圆的圆心坐标，中心坐标（X、Y、H）中H为3点坐标（X1、Y1、H1）、（X2、Y2、H2）、（X3、Y3、H3）的H平均值。