1、SOFTWARE软 件2022第 43 卷 第 12 期2022 年Vol.43,No.12作者简介：夏亮（1977）,男,湖南衡阳人,本科,研究方向：电力系统及其自动化、城市配网调控。基于 Illustrator 和 SVG 的三维可视化应用技术研究夏亮 梁誉锵 石通清 邓冠群（深圳供电局有限公司，广东深圳 518000）摘要：目前,在我国电力行业发展过程中,仍存在部分数据没有系统进行管理,无法高效共享等问题,导致有些部门未能通过有效的手段将有用的数据分析结果反馈到相关部门。而通过三维可视化应用技术的研究,可以以更直观更容易使用的方式将数据监测结果和分析成果推广至各个部门,从而产生实效的数据
2、价值,增强电网系统运行稳定性,降低电网维护成本。本文基于 Illustrator 和 SVG 的三维可视化应用技术,通过直观出色的视觉表现力,不仅满足了数据可视化需求,而且能够达到电网信息化转型的要求。关键词：三维可视化；地图；大数据；应用技术中图分类号：TP391.4文献标识码：ADOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2022.12.036本文著录格式：夏亮,梁誉锵,石通清,等.基于Illustrator和SVG的三维可视化应用技术研究J.软件,2022,43(12):140-142Research on 3D Visualization Application Tech
3、nology Based on Illustrator and SVGXIA Liang,LIANG Yuqiang,SHI Tongqing,DENG Guanqun(Shenzhen Power Supply Bureau Co.,Ltd.,Shenzhen Guangdong 518000)【Abstract】：Atpresent,intheprocessofthedevelopmentofChinaspowerindustry,therearestillsomeproblems,suchassomedataarenotmanagedsystematicallyandcannotbesh
4、aredefficiently,whichleadstosomedepartmentsfailingtofeedbacktheusefuldataanalysisresultstotherelevantdepartmentsthrougheffectivemeans.Throughtheresearchofthree-dimensionalvisualizationapplicationtechnology,thedatamonitoringresultsandanalysisresultscanbeextendedtovariousdepartmentsinamoreintuitiveand
5、easy-to-useway,soastoproduceeffectivedatavalue,enhancetheoperationstabilityofpowergridsystemandreducethemaintenancecostofpowergrid.Thispaperisbasedonthe3DvisualizationapplicationtechnologyofIllustratorandSVG,throughintuitiveandexcellentvisualexpression,itnotonlymeetstheneedsofdatavisualization,andit
6、canmeettherequirementsofpowergridinformationtransformation.【Key words】：3Dvisualization;map;bigdata;appliedtechnology设计研究与应用0 引言目前来说,通过三维可视化技术的应用,能够将运监的告警信息传送到管理部门,使管理人员不在现场的情况下也能够掌握指标结果。同时,可以自主满足三维可视化大屏地图中的常见需求,包括地图自适应、平移、缩放、定位等；且可自由定制各种交互操作,让监控中心能够更好地服务各系统。1 应用背景随着我国电网建设规模不断扩大,服务对象不断增多,电网负荷也随之不断提高,
7、因此,需要不断深化配网业务管理工作和提高安全调度标准,进而提升信息化系统的智能化水平。基于我国电网行业的持续发展,为满足当代配网调度运行管理要求,需要实现电网系统的数据结构化和电网事件可视化目标,在提升系统的智能化水平的同时,为今后配网调度工作提供有利的帮助。大数据时代数据就是生产力,而数据可视化作为数据分析挖掘中的重要一环,越来越受到人们的广泛关注。现有的可视化系统无法满足如今电网的需求,如地图不够精细,展示的信息过少,且未能全面展示出各区局现有设备的情况,仅仅是展示了各区局现有的缺陷、故障情况以及重要用户的情况。三维可视化技术可以用来填补以上不足,能使系统具有更直观更出色的视觉表现力,在数
8、据可视化的需求中成为人们更优先的选择。但是,由于三维可视化往往需要经历建模、材质、灯141夏亮梁誉锵石通清等：基于 Illustrator 和 SVG 的三维可视化应用技术研究光、性能优化、着色器特效开发等繁琐的流程,所以相对于传统的二维可视化,三维可视化所需的人力成本更多。2 现有数据应用问题分析（1）现有的技术无法满足电网信息化转型的要求。这主要体现在以下几个方面：地图不够精细,展示的信息过少；无法做到实时信息的展示效果,让调度员无法处理或关注实时新增的问题；业务系统信息化对于数据可视化的要求变高,现有的二维可视化无法达到要求；一个图标存在的多种状态无法展示等。（2）选择三维可视化的成本太
9、高。三维可视化往往需要经历建模、材质、灯光、性能优化、着色器特效开发等繁琐流程,因而相对于传统的二维可视化,三维可视化所需的人力成本大幅度增加。3 基于 Illustrator 和 SVG 的三维可视化应用技术为全面贯彻和深化三维技术,目前我国大部分电网企业积极开展三维技术的研讨工作,积极推广三维技术在业务部门的应用。目前,在电网前期规划和运行维护工作中,通过 Illustrator 和 SVG 的三维可视化应用技术的应用,取得了良好的工作成果。使用矢量绘图软件Illustrator 生成地理区域对应的多边形轮廓数据,用于图形开发时绘制地理区域轮廓,并基于该轮廓进行鼠标事件的响应和实现三维纹理
10、的贴图1-3。使用浏览器原生绘图技术 SVG 来显示三维效果,使用 SVG 本身的坐标系统和支持纹理贴图、图形剪裁等特性,对二维的图形进行坐标的矩阵变换和纹理的裁剪及视差偏移,从而实现了以很低的性能开销显示类似于传统三维地图的效果,具有地图缩放、地图平移、打点、定位、地图视角旋转、区域高亮凸起等功能。3.1 应用方案（1）点击进入调度视窗模块后,系统会自动计算屏幕的大小,通过渲染器调整渲染比例,使视窗正中的地图自动适应屏幕大小。若视窗模块并未全屏展示,系统也会自动调整渲染器渲染比例,使地图调整为适配视窗模块的大小。地图可以切换为二维和三维状态。其中,三维状态下的地图,不单单是平地一块,还有河流
11、、山川的展示,方便调度员更为深入的了解地图上的信息。而二维地图则是信息展示更为健全,当地图上某一区局信息过多时,会将所有信息聚合成一个图标,该图标上会带有信息数目的标识,提示调度员该图标存在多个信息,需要关注避免遗漏,地图和标识显示图如图 1 所示。（2）在操作地图时,调度员可以筛选只查看特定的信息,如只查看故障或只查看缺陷,还可以筛选只查看本日或本周或者所有的信息。地图上的各种信息还存在着联动。当故障影响到重要用户或保供电用户时,这几类信息会同步展示在地图上。（3）地图上的各类信息都是从系统的各个模块来获取（如故障与缺陷来源于调度日志管理模块、保供电与重要用户来源于重要信息挂牌管理模块等）,
12、该信息属于哪个区局哪个变电站,在地图上都会展示在精确的位置。点击信息会跳转至区局该类信息的钻取页面。地图上展示的信息都是缩略信息,如果调度员需要查看具体信息,还需要让调度员点击后跳转至钻取页面查看详细信息了解详情。（4）地图可以自由变换大小和在水平竖直方向平移。调度员既可以缩小地图看全局的总体情况,也可以放大地图看某一个区局的相关信息；当地图放大至最大时,三维可视化地图会切换成二维地图,地图上展示的信息最为详细。使用平移功能可以查看任一区局,将平移功能和控制地图大小功能实行联动,从而可以看清任一区局的明细情况。（5）对于缩小版地图,采取将所有信息聚合成一个图标来展示。地图缩小之后,很多在地图上
13、距离较远的信息距离变近或叠在一起,展示在地图上的位置就会存在误差,或是多个信息会聚集在一起,这样将会干扰调度员点击想要查看的信息,所以将信息聚合为一个图图 1 地图和标识显示图Fig.1 Map and sign display diagram142软 件第 43 卷 第 12 期SOFTWARE标。随着地图的逐渐放大,聚合的图标就会自动拆分,并按自己的图标类型展示在实际发生的地理位置。因此,调度员可以通过查看地图来了解信息发生的位置,以便帮助调度员及时定位,提升收集信息的效率。（6）地图上有多类图标,每种不同类型的图标对应不同的信息,包括故障、缺陷、过载、检修、带电、分布式能源、重要用户、保
14、供电用户等。每个图标还存在多种状态,如图标闪烁代表最近 10min 有新增,图标加光晕表示两个及以上信息叠加。新增信息是调度员需要重点关注的,所以在地图上展示特殊效果提醒调度员及时关注及处理；当多个信息叠加时,调度员就难以关注到每一个信息的情况,加入光晕提示让调度员关注信息,以免出现错漏。（7）使用鼠标左键点击某一区局,该区局就会高亮显示,从而为用户提供实时的反馈效果；对于不同区局的工作人员,系统可以检测用户属于哪个区局,当用户进入调度视窗时,该工作人员的区局就会有高亮显示；当地图上某个区局存在重大隐患或故障急需处理时,该区局也会默认高亮显示,以引起调度员的关注,系统故障操作处理如图 2 所示
15、。3.2 应用优势（1）开发成本低。相较于传统的三维可视化方案,基于 Illustrator 和 SVG 的三维可视化大屏,免去了建模、灯光、三维资源优化、着色器特效等环节的人力消耗,大大节省了开发成本。（2）高度还原设计稿效果。可实现 100%还原设计稿的效果,这在三维可视化开发中基本上很难实现设计稿效果的高度还原。（3）自主实现了三维可视化大屏地图中的常见需求,包括地图自适应、平移、缩放、地图区域交互、打点、定位等；且可自由定制各种交互操作。4 结语随着我国电力技术的持续发展,电网管理模式由传统模式转向可视化管理模式,虽然二维图形综合抽象,具备平面拓扑分析能力,但是三维图形更直观真实,通过
16、多维空间分析,弥补了二维管理工作的缺点。可见,可视化的电网管理成为了未来的发展趋势。目前,基于Illustrator 和 SVG 的三维可视化应用技术已成为了我国电网规划与管理工作中的重要方向,同时也是传统电网管理模式向三维可视化电网管理模式的重要变革。通过 Illustrator 和 SVG 三维可视化与各类业务数据的高度融合,服务于电网主营业务的全过程,也成为了推动我国电网快速发展的一种全新的管理手段。因此,我们应积极推动新型可视化管理模式,加强电网企业内部建设,建立完善电网体系,为人们提供高质量的供电需求,推动现代化社会的持续发展。参考文献1林汉云.电网三维可视化系统设计与实现研究J.科技创新导报,2018,15(15):60-61.2刘宜灼.SkyLine支持下的电力选线三维系统的设计与实现J.地理空间信息,2010,8(5):24-26.3毛克,刘江龙,刘永强.GoogleEarth三维选线技术在高压送电线路中的应用J.电力勘测设计,2010(4):25-28.图 2 系统故障操作处理图Fig.2 System fault operation handling diagram
