空间索引技术在电力GIS中的研究与应用

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1、摘要摘要在信息技术不断发展和进步的过程中，人们处理信息的手段日益多样化，这也促进了智能化企业管理方式的诞生，电力GIS(Geo簪aphicInfo咖ationSySt锄，地理信息系统)就是在这样的背景中成长起来的。电力GIS系统是将传统的GIs技术，尤其是w曲GIS技术应用到电力行业，并融合已有的MIS系统，采用可视化界面和文字数据混合的处理方式，为电力行业各职能部门和广大用户提供最优化配网模式的智能化分析管理系统。电力GIS系统需要对各种空间数据进行有效处理，这就要求有一个高性能的空间索引结构。电力行业的空间数据又有其特殊性：点、线要素较多，多边形要素较少，并且个别线要素可

2、能跨越整个地理空间范围。传统的基于格网的索引会使线要素跨越多个网格，从而导致较多的冗余存储，加大系统的存储开销；基于对象的索引会使用目标近似技术对空间对象进行近似处理，但这样的处理方式会使线要素失真，不利于空间对象的查询操作。所以寻找一种适合电力配电系统的索引结构显得非常重要。本文在大量阅读中外相关文献资料的基础上，对基于格网的索引和基于对象的索引进行了分析和对比，并结合配网系统特性，提出了一种适合电力配电网络的混合索引机制，其设计思想是先将待索引地理空间进行粗网格划分，建立基于固定格网的一级索引，进行粗分的目的是为了减少跨网格空间对象数量；然后对完全包含在网格区域内的空间对

3、象建立聚类HilbenR树，这是二级索引；最后为跨网格的空间对象建立索引链表。这样，对于配电系统中较长的输电线路，虽然跨越了多个网格，但其索引信息被存放在链表中，既克服了基于格网的索引将其索引信息存放在多个磁盘页而造成的冗余存储问题，也避免了基于对象的索引中因为线对象的失真而引起的节点数据矩形重叠率过高的问题。混合索引机制的二级索引——聚类HilbenR树是本文在HilbenR树基础上引入K．平均聚类算法，对HilbenR树叶节点再聚类，使同一节点的数据集合更加紧凑，而不同节点数据集合的重叠率更小的空间索引结构。聚类Hilb觎R树在查询效率方面有较好的表现，从而使混合索引的整

4、体性能有较大提高。在本文的最后，将混合索引机制和心cSDE的层次格网索引以及纯R树索引应用于实际的电力GIS系统进行了对比实验，实验结果表明，混合索引机制在实摘要统，格网索引，聚类HilbenR树索引IlT0铆01h，}，VABSTRA(玎ABSTRACT．Asinfo肌ationtedmologycontiImestoeV01VeaIldpro皆ess，themeansofprocessinginfo彻ationofpeoplehaVeincreasin哲ydiVersified，a11ditco枷butedtothebinhofintelligentent唧risemal

5、lageIllent．111仳sbackground，PowerGIS(Geo伊aphic111fomationSystem)is伊owingup．PowerGISisaIlintelligentanalysisa11dmaIlag锄entsystemwIlichmakesthe昀ditionalGIStechn0109y，p射icularlyW曲GISteclmologyapplytothepowerindus仃yandinte野atestheeXistingMISsystemofthepowerindust够ItuseshybridapproachofVisualinte

6、rfaceaIldtexttoprovideoptimumpowerdistdbutionnetworkmodelforpowerindus时oruserSofv撕ous向n“onald印anments．PowerGISneedstodealwithav撕etyofspatialdataea’ectiVely，soitrequiresahi曲-perfo彻ancespatialindexstructure．HoweVer，thespatialdataofpowerindust巧hasitsparticularity，forexample，therearemorepointel

7、ementsand1ineelements，butf．ewerpolygonelements，andsomeindiViduallineelementsmayspanmewholeraJlgeofgeo伊aphicalspace．Thetraditionalindexmatbasedon鲥dwillmakeme1ineelementsacrossmultiple鲥ds，soitwillleadtomoreredundaJltstorageandincreasethestoragepressureofth