本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)地理接線圖領(lǐng)域的地圖生成方法，具體涉及一種基于svg的電力系統(tǒng)地理接線圖背景地圖生成方法。

背景技術(shù)：

電力系統(tǒng)是由發(fā)電廠→輸配電網(wǎng)→客戶用電設(shè)備構(gòu)成的總稱。電力系統(tǒng)從網(wǎng)絡(luò)觀點(diǎn)可分為輸電網(wǎng)與配電網(wǎng)，這些網(wǎng)是由發(fā)電廠、輸電線路(導(dǎo)線、桿塔等)、變電站、配電線路(導(dǎo)線、桿塔、配電變壓器、線路開關(guān)、箱式變、開閉所/小區(qū)變等)構(gòu)成。

電力系統(tǒng)的地理接線圖主要顯示該系統(tǒng)中發(fā)電廠、變電所的地理位置，電力線路的路徑，以及它們相互間的聯(lián)結(jié)；由地理接線圖可獲得對(duì)該系統(tǒng)的宏觀印象。地理接線圖廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)仿真分析、規(guī)劃設(shè)計(jì)、生產(chǎn)運(yùn)營等領(lǐng)域。

svg可縮放矢量圖形(scalablevectorgraphics)是基于可擴(kuò)展標(biāo)記語言(xml)，用于描述二維矢量圖形的一種圖形格式。svg是國際互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)組織在2000年8月制定的一種新的二維矢量圖形格式，也是規(guī)范中的網(wǎng)絡(luò)矢量圖形標(biāo)準(zhǔn)。svg嚴(yán)格遵從xml語法，并用文本格式的描述性語言來描述圖像內(nèi)容，因此是一種和圖像分辨率無關(guān)的矢量圖形格式。

背景地圖為繪制地理接線圖的電力結(jié)構(gòu)提供了直觀的地理位置信息。地理接線圖用戶在背景地圖上繪制電力系統(tǒng)中的元件，用于對(duì)電網(wǎng)信息的展示、建模、分析。優(yōu)質(zhì)、美觀的背景地圖為電力地理接線圖系統(tǒng)對(duì)提高系統(tǒng)的用戶友好性、給用戶提供優(yōu)質(zhì)的用戶體驗(yàn)非常重要。

常見的地理接線圖系統(tǒng)主要采用位圖背景圖、專業(yè)地理信息系統(tǒng)(gis)作為地理接線圖的背景地圖。較新的地理接線圖系統(tǒng)也有采用svg地圖作為背景地圖。使用位圖作為地理接線圖的背景圖在縮放過程中會(huì)明顯失真，只能適用與放大縮小操作少要求低的情況。使用專業(yè)地理信息系統(tǒng)作為地理接線圖的背景圖解決了失真為題，也可以為系統(tǒng)提供豐富的地理信息和較高的坐標(biāo)精度，然而由于地理信息系統(tǒng)本身的復(fù)雜性而為地理接線圖帶來了不必要的復(fù)雜性，二次開發(fā)難度大，對(duì)計(jì)算機(jī)性能要求高，在電力分析常用的中小型電力地理接線系統(tǒng)中使用效果并不理想。電力分析中常用的地理接線圖系統(tǒng)不需要非常高精度的地理坐標(biāo)信息，但常常需要放大縮小以查看不同范圍的詳細(xì)信息，需要一種對(duì)計(jì)算機(jī)性能要求較低又可以靈活放大縮小、不失真的背景地圖。

采用位圖作為背景圖的地理接線圖系統(tǒng)是將位圖用于地理接線圖的背景圖，系統(tǒng)可能只使用一張位圖，也可以多張位圖配合使用。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，但放大或縮小到一定程度地圖會(huì)失真，放縮后視覺效果很差。使用位圖作為背景地圖的電力地理接線圖系統(tǒng)在多種分辨率的設(shè)備上顯示效果不佳。這種方法也很難適應(yīng)打印出圖等對(duì)背景圖要求較高需求。

采用專業(yè)地理信息系統(tǒng)作為背景地圖的地理接線圖技術(shù)能夠提供全面的地理信息，也可以使用精確的地理位置信息。專業(yè)的地理信息系統(tǒng)功能強(qiáng)大但也為地理接線圖系統(tǒng)增加了復(fù)雜性。專業(yè)的地理信息系統(tǒng)提供的地圖是各行業(yè)通用的，其中的一些信息并不完全適合電力行業(yè)的特點(diǎn)，而建立適合行業(yè)特點(diǎn)的地理信息需要花費(fèi)很高的成本。另外，專業(yè)地理信息系統(tǒng)一般需要引入其它廠商提供的組件進(jìn)行二次開發(fā)，這些組件常常由于其內(nèi)在的不確定性、復(fù)雜性和封閉性導(dǎo)致應(yīng)用和二次開發(fā)并不順暢。專業(yè)地理信息系統(tǒng)常常對(duì)計(jì)算機(jī)性能的要求較高，基于專業(yè)地理信息系統(tǒng)開發(fā)的地理接線圖常常響應(yīng)緩慢，在某些情況下嚴(yán)重影響了基于地理接線圖的計(jì)算和分析。

簡單的采用svg作為背景地圖的方法權(quán)衡了上述兩種背景地圖技術(shù)各自的優(yōu)缺點(diǎn)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單、可操作性強(qiáng)，繪制技術(shù)也較專業(yè)地理信息系統(tǒng)簡單，可以滿足常規(guī)電力系統(tǒng)地理接線圖對(duì)背景圖的需求。然而，在實(shí)際使用過程中發(fā)現(xiàn)，直接使用svg地圖作為背景圖時(shí)背景地圖的文字地名標(biāo)注隨著地圖的放大和縮小而等比例變化。當(dāng)圖形放大到一定程度，地圖標(biāo)注的地名文字會(huì)占據(jù)屏幕顯示區(qū)域的較大的空間。此時(shí)，地圖上繪制的電力元件與較大的背景地圖地名文字標(biāo)注交差在一起，文字信息喧賓奪主，造成視覺上的混亂，影響系統(tǒng)使用人員分析計(jì)算。當(dāng)?shù)貓D縮小到一定程度，地圖上的文字也隨之變小，較小的文字用戶無法識(shí)別文字標(biāo)注的內(nèi)容，成為無效的噪聲標(biāo)注。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明的目的是提供一種基于svg的電力系統(tǒng)地理接線圖背景地圖生成方法，解決電力系統(tǒng)地理接線圖在縮放過程中，背景圖中的地名文字標(biāo)注與背景圖上繪制的電力元件圖形疊加后不協(xié)調(diào)的問題。

本發(fā)明的目的是采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明提供一種基于svg的電力系統(tǒng)地理接線圖背景地圖生成方法，其改進(jìn)之處在于，所述方法包括下述步驟：

步驟一、分離背景地圖中的地名文字標(biāo)注和背景地圖中地名文字標(biāo)注之外的地理區(qū)域、地形、道路其他圖形數(shù)據(jù)形成兩個(gè)svg數(shù)據(jù)；步驟二、分別讀取兩個(gè)svg數(shù)據(jù)到內(nèi)存；

步驟三、根據(jù)電力系統(tǒng)地理接線圖當(dāng)前的縮放比例，分別計(jì)算出縮放后的文字變換矩陣，并修改地名文字標(biāo)注svg數(shù)據(jù)中的文字變換矩陣；

步驟四、把修改后的地名文字標(biāo)注文字svg數(shù)據(jù)和背景地圖中分離出的其他圖形svg數(shù)據(jù)疊加合并形成新的svg格式的圖形數(shù)據(jù)作為當(dāng)前放縮比例下的背景地圖svg數(shù)據(jù)；

步驟五、按地理接線圖當(dāng)前大小，使用新的背景地圖svg數(shù)據(jù)在地理接線圖系統(tǒng)中繪制背景地圖。

進(jìn)一步地，所述步驟一中，將背景地圖中的地名文字標(biāo)注從svg格式的背景地圖中分離出來，形成兩個(gè)svg圖層圖形數(shù)據(jù)備用；

其中，第一個(gè)svg圖層圖形數(shù)據(jù)包括需要做矩陣變換的地名文字標(biāo)注；每個(gè)地名文字標(biāo)注的描述信息包括：文字內(nèi)容、字體、文字大小、變換矩陣文字相關(guān)信息；

變換矩陣在svg中的表示格式為：matrix(1001txty)；其中tx表示地名文字標(biāo)注在圖形中的橫坐標(biāo)，ty表示地名文字標(biāo)注在圖形中的縱坐標(biāo)；

第二個(gè)svg圖層圖形數(shù)據(jù)包括地理區(qū)域、地形和道路不需要做矩陣變換處理的標(biāo)注信息。

進(jìn)一步地，所述步驟三中，修改后的文字變換矩陣計(jì)算方式如下：

a.文字在縮放前原圖中的位置坐標(biāo)為(tx,ty)，文本在縮放前原圖中的變換矩陣表示為：

b.設(shè)地理圖圖形縮放比例為gs，則地理圖上文字的縮放比例ts計(jì)算公式為：

其中，a，b，c為變換系數(shù)，根據(jù)具體情況設(shè)計(jì)變換系數(shù)；在不同的放縮比例下配置變換系數(shù)；

縮放操作后的文字標(biāo)注變換矩陣表示為：

對(duì)應(yīng)與svg變換矩陣的值為：matrix(ts00tstxty)；

式中：tx表示地名文字標(biāo)注在圖形中的橫坐標(biāo)，ty表示地名文字標(biāo)注在圖形中的縱坐標(biāo)。

與最接近的現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有的優(yōu)異效果是：

本發(fā)明提供的技術(shù)方案改進(jìn)了電力系統(tǒng)地理接線圖背景地圖的生成方法，以解決地圖放大縮小過程中地圖標(biāo)注文字與電力元件圖形不協(xié)調(diào)的問題，可以改善屏幕顯示和打印出圖的用戶友好性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明提供的基于svg的電力系統(tǒng)地理接線圖背景地圖生成方法的流程圖；

圖2是本發(fā)明提供的地理接線圖svg背景圖；

圖3是本發(fā)明提供的地理接線圖svg背景圖中分離出的其他圖形數(shù)據(jù)圖層圖；

圖4是本發(fā)明提供的放大后的地理接線圖及背景地圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

以下描述和附圖充分地示出本發(fā)明的具體實(shí)施方案，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)嵺`它們。其他實(shí)施方案可以包括結(jié)構(gòu)的、邏輯的、電氣的、過程的以及其他的改變。實(shí)施例僅代表可能的變化。除非明確要求，否則單獨(dú)的組件和功能是可選的，并且操作的順序可以變化。一些實(shí)施方案的部分和特征可以被包括在或替換其他實(shí)施方案的部分和特征。本發(fā)明的實(shí)施方案的范圍包括權(quán)利要求書的整個(gè)范圍，以及權(quán)利要求書的所有可獲得的等同物。在本文中，本發(fā)明的這些實(shí)施方案可以被單獨(dú)地或總地用術(shù)語“發(fā)明”來表示，這僅僅是為了方便，并且如果事實(shí)上公開了超過一個(gè)的發(fā)明，不是要自動(dòng)地限制該應(yīng)用的范圍為任何單個(gè)發(fā)明或發(fā)明構(gòu)思。

本發(fā)明提供一種基于svg的電力系統(tǒng)地理接線圖背景地圖生成方法，其流程圖如圖1所示，該方法的包括以下步驟：

步驟一、將背景地圖中的地名文字標(biāo)注從svg格式的背景地圖中分離出來，形成兩個(gè)獨(dú)立svg圖層圖形數(shù)據(jù)備用。

第一個(gè)svg圖層圖形數(shù)據(jù)包括需要做矩陣變換地名文字標(biāo)注。每個(gè)地名文字標(biāo)注包含描述信息：文字內(nèi)容、字體、文字大小、變換矩陣及其他文字相關(guān)信息。描述信息中，最重要的是變換矩陣信息，后面重點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行處理。

變換矩陣在svg中的表示格式為：matrix(1001txty)。其中tx表示地名文字標(biāo)注在圖形中的橫坐標(biāo)，ty表示地名文字標(biāo)注在圖形中的縱坐標(biāo)。

對(duì)應(yīng)的svg數(shù)據(jù)中地名文字標(biāo)注的信息表示為：

<texttransform＝"變換矩陣"fill＝"顏色"font-family＝"字體"font-size＝"文字大小">地名文字標(biāo)注</text>；

第二個(gè)svg圖層圖形數(shù)據(jù)包含地理區(qū)域、河流、道路等其他背景地理圖形信息及不需要做矩陣變換處理的標(biāo)注信息。

步驟二、分別讀取兩個(gè)svg數(shù)據(jù)到內(nèi)存。

步驟三、根據(jù)電力系統(tǒng)地理接線圖當(dāng)前的縮放比例，分別計(jì)算出縮放后的文字變換矩陣，并修改地名文字標(biāo)注svg數(shù)據(jù)中的文字的變換矩陣；新的標(biāo)注文字變換矩陣計(jì)算方式如下：

a.文字在縮放前原圖中的位置坐標(biāo)為(tx,ty)。文本在縮放前原圖中的變換矩陣可表示為：

b.假定地理圖圖形縮放比例為gs，則地理圖上文字的縮放比例ts計(jì)算公式為：

其中，a，b，c為變換系數(shù)，根據(jù)具體情況可以設(shè)計(jì)適合的變換系數(shù)。在不同的放縮比例下也可以配置不同的變換系數(shù)。

縮放操作后新的文字標(biāo)注變換矩陣可以表示為：

對(duì)應(yīng)與svg變換矩陣的值為：matrix(ts00tstxty)。

步驟四、把修改后的地名文字標(biāo)注數(shù)據(jù)和背景地圖中分離出的其他圖形數(shù)據(jù)疊加合并，形成新的地理接線圖背景地圖svg數(shù)據(jù)。

此時(shí)的疊加合并可以看作是步驟一中分離的逆過程，合并后的數(shù)據(jù)仍然是svg圖形格式數(shù)據(jù)，與分離前的原始圖形的區(qū)別是修改了地名文字標(biāo)注的變換矩陣。也就是說，步驟一如何分離數(shù)據(jù)，步驟四采取和步驟一相逆的方法合并數(shù)據(jù)。

由于svg格式數(shù)據(jù)是以xml文本的形式組織的，因此可以在一個(gè)svg圖形數(shù)據(jù)的內(nèi)容部分插入另一個(gè)svg內(nèi)容部分?jǐn)?shù)據(jù)即可完成合并。合并后的數(shù)據(jù)仍然符合svg格式標(biāo)準(zhǔn)，因此也是svg格式的圖形數(shù)據(jù)。

實(shí)施例一

分離前圖形中的地名文字標(biāo)注數(shù)據(jù)均位于原始地圖數(shù)據(jù)的svg根節(jié)點(diǎn)下，那么合并時(shí)把步驟三修改后地名文字標(biāo)注svg數(shù)據(jù)的文字描述內(nèi)容插入到步驟一分離出的其他圖形svg數(shù)據(jù)的svg根節(jié)點(diǎn)中，及形成合并后的新的svg格式的圖形數(shù)據(jù)，可以作為當(dāng)前放縮比例下的背景地圖svg數(shù)據(jù)。

例如：步驟1分離前原始的背景地圖svg圖形數(shù)據(jù)如下：

其中地名標(biāo)注信息為：

地名文字標(biāo)注之外的地理區(qū)域、地形、道路等其他圖形數(shù)據(jù)為：

與原始圖形中的svg數(shù)據(jù)中對(duì)圖形的描述和定義部分，組織成兩個(gè)svg格式圖形數(shù)據(jù)。其中地名文字標(biāo)注svg數(shù)據(jù)的內(nèi)容為：

另一個(gè)的圖形內(nèi)容包含地名文字標(biāo)注之外的地理區(qū)域、地形、道路等其他圖形數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)內(nèi)容為：

步驟三把地名文字標(biāo)注的svg數(shù)據(jù)的文字標(biāo)注信息的變換矩陣matrix屬性修改：

步驟四的合并過程為在其他圖形數(shù)據(jù)svg數(shù)據(jù)的內(nèi)容后插入步驟步驟三修改后的地名文字標(biāo)注信息。插入的位置應(yīng)該與分離前的位置一致或在svg語義上一致。由于本例分離時(shí)是從svg數(shù)據(jù)的svg根節(jié)點(diǎn)中分離的，因此，合并時(shí)也需要插入到svg根節(jié)點(diǎn)下。

形成的新的svg格式的圖形數(shù)據(jù)為：

步驟五、按地理接線圖當(dāng)前大小，使用新的背景地圖svg數(shù)據(jù)在地理接線圖系統(tǒng)中繪制背景地圖。

實(shí)施例二

選擇圖2的地理接線圖svg背景圖為實(shí)例對(duì)流程中的步驟進(jìn)行說明。下述實(shí)例說明中，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的位置均可以不實(shí)際存儲(chǔ)到實(shí)際硬盤中，而是放置在臨時(shí)內(nèi)存區(qū)域中。讀取的時(shí)候可以直接從內(nèi)存中讀取，以提高效率。本案例將每步結(jié)果存于數(shù)據(jù)是為了說明更清晰便利，容易理解對(duì)照。

步驟一：將附圖二的svg圖形中的地名文字標(biāo)注和其他圖形分離，形成附圖3的svg圖形。其中地理接線圖svg背景圖中分離出的地名文字標(biāo)注圖層存儲(chǔ)為“地名標(biāo)注圖層.svg”。地理接線圖svg背景圖中分離出的其他圖形數(shù)據(jù)存儲(chǔ)為“圖形數(shù)據(jù)圖層.svg”如圖3所示。由圖3可見，省一級(jí)地名信息并未分離到地名標(biāo)注圖層，這是由于他們文字較少，有一定的透明度且圖形縮放后對(duì)視覺效果影響不大，因此不需要對(duì)其進(jìn)行特殊處理。

分離出的地名文字標(biāo)注圖層包含了文字內(nèi)容、字體、文字大小、變換矩陣及其他文字相關(guān)信息。

步驟二、讀取“地名標(biāo)注圖層.svg”數(shù)據(jù)到內(nèi)存并解析為dom樹。dom數(shù)的結(jié)構(gòu)與地名標(biāo)注圖層數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相同。讀取“圖形數(shù)據(jù)圖層.svg”數(shù)據(jù)到內(nèi)存。

步驟三、根據(jù)電力系統(tǒng)地理接線圖當(dāng)前的縮放比例，分別計(jì)算出縮放后的文字變換矩陣，并修改地名文字標(biāo)注圖形中文字的變換矩陣。

示例中張家口的地名標(biāo)注為：

<texttransform＝"matrix(100120.188805.9492)"fill＝"#9fa0a0"font-family＝"'simhei'"font-size＝"17.714">張家口</text>

其變換矩陣matrix(100120.188805.9492)可表示為：

假定，當(dāng)前縮放比例為gs＝0.8則，取a＝1.0，b＝1.0，c＝2.0則

縮放操作后新的文字標(biāo)注變換矩陣可以表示為：

對(duì)應(yīng)與svg變換矩陣的值為：matrix(0.3846000.384620.188805.9492)。

修改后的張家口地名變換標(biāo)注變?yōu)椋?/p>

<texttransform＝"matrix(0.3846000.384620.188805.9492)"fill＝"#9fa0a0"font-family＝"'simhei'"font-size＝"17.714">張家口</text>

依次對(duì)所有地名文字標(biāo)注做上述處理后得到處理后的圖形標(biāo)注數(shù)據(jù)。

步驟四、把內(nèi)存中的修改后的“地名標(biāo)注圖層”數(shù)據(jù)和內(nèi)存中的“圖形數(shù)據(jù)圖層”數(shù)據(jù)疊加合并，形成新的背景地圖svg數(shù)據(jù)。

步驟五、按地理接線圖當(dāng)前大小，使用新的背景地圖svg數(shù)據(jù)在地理接線圖系統(tǒng)中繪制背景地圖。一個(gè)含修改后背景地圖的被放大后的電力系統(tǒng)地理接線圖如圖4所示。

以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制，盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員依然可以對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行修改或者等同替換，這些未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，均在申請待批的本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。