CN111311435B - 一种基于卫星地图技术的智慧电力审计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于卫星地图技术的智慧电力审计方法，首先通过数据端口调用商业卫星地图数据并进行全局改良，然后将获取的地图数据进行数据整理，以实现金字塔瓦片矢量数据渲染和地图信息的数据化展示，再将审计客体项目的空间位置数据与GPS数据进行串联绑定，直接实现审计客体在地图数据库中的精准定位，最后根据审计需求设定审计标参在数据库中进行全局匹配，得到审计结果。本发明提供的信息化审计***，改变了传统审计模式，能够实现基于卫星地图数据的全过程跟踪，实现对电网企业各类项目工程进度、安全、质量方面的审计功能，在增加电网企业的审计手段的同时，尤其是通过信息化手段提升了电网企业的审计水平。
Description
技术领域
本发明涉及通信和数据处理技术领域，尤其是一种基于卫星地图技术的智慧电力审计方法。
背景技术
电网企业对审计的顶层设计和部署给内部审计工作提出了新的思路和要求。电网企业内部审计工作要按照“高定位、全覆盖、一盘棋、智慧化、多挑战”的发展思路，改进创新，转型升级，提质增效。目前河北省电网公司投资审计工作主要依托ERP***、PMIS***、规划计划***、ERP业务审计***等开展审计工作，查询效率低、对比分析功能较弱。
基于现有技术的可见，亟需改变传统审计模式，建立全新的基于信息***的数据化全过程跟踪智慧审计平台。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种基于卫星地图技术的智慧电力审计方法，通过基于卫星地图的数据整理和算法处理，在增加电网企业的审计手段的同时，通过信息化手段提升电网企业的审计水平。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。
一种基于卫星地图技术的智慧电力审计方法，包括如下步骤：
A、通过数据端口调用商业卫星地图数据，并进行如下改良：对调用的卫星地图数据设置时间维度标签和空间维度标签，并将两组标签的数据维度设置为具有线性组合关系的正交属性，然后在时间、空间维度标签上设置时空卡尺，实现对卫星地图数据的时空漫游；
B、将步骤A获取的地图数据进行数据整理，以实现金字塔瓦片矢量数据渲染和地图信息的数据化展示；
B-1、首先建立针对地图矢量数据的金字塔结构瓦片索引，索引数据依据数据源构建成局部多尺度空间数据，进一步将地图矢量数据与地图二维空间进行范围拓扑相交计算，并将计算结果按照几何特征、属性特征、审计参数特征进行分别存储；
B-2、在基础数据的交互环节：①如果多组数据具有依存关系，则将n组数据设置为同一中间参数的参变量方程组，形成一个n+1维度的数据关系；或等同的，利用任一数据对其余数据进行变量表出，形成一个n维的数据关系；二者择一，具有等价关系；②如果多组数据不存在依存关系，则将n组数据设置为n维空间中一个线性无关组的基底投影；但是，如果这n组数据在展示环节具有后续关联，则进一步将n维空间中n线性无关组的基底投影作为同一个真n元函数的自变量取值；
B-3、在数据图形的处理和展示环节，将数据容量设置为满足对多个数据组合进行综合制图，将多个关联数据定义为一个自变区域多元、因变区域多值的函数的每个分数值，从而合成为一个矢量瓦片，形成以矢量瓦片为基础单元的全局数据金字塔结构，依此数据结构为基础进行地图渲染展示；
C、审计客体定位：将审计客体项目的空间位置数据与GPS数据进行串联绑定，直接实现审计客体在地图数据库中的精准定位；
D、审计应用：根据审计需求设定审计标参，包括用于动态审计的过程标参和用于静态审计的结果标参，然后在数据库中进行全局匹配，得到审计结果；对于所述过程标参和所述结果标参，均设置三级结构：筛选标参用于初级筛选得到嫌疑数据，计算标参用于审核匹配并设置多阶数值化结果参数，呈现标参包含与计算标参内部的数值阶数等同的数据回收袋，不同的数据回收袋直接对应不同的审计结果并进行终端呈现。
作为本发明的一种优选技术方案，步骤A中，所构建的卫星地图数据时空漫游至少包括正序时空演进和逆序时空倒流；所述正序时空演进和逆序时空倒流通过人工拖动或正逆序播放的形式进行终端展现。
作为本发明的一种优选技术方案，步骤B中，如果B-2中多组数据不具有依存关系，则步骤B-3中的的多元、多值函数退化为一元多值函数，此时直接进行矢量运算。
作为本发明的一种优选技术方案，步骤B中，如果B-2中多组数据具有依存关系，步骤B-3中的数据存在交互关联，此时：如果仅涉及数据组合，则直接进行矢量运算；如果涉及数据变换，则将步骤B-3中的矢量瓦片拆为多个单值函数，进行分别运算，最后再对运算结合进行矢量合成。
作为本发明的一种优选技术方案，步骤C中，审计客体定位结果包含两种模式：点定位和区域定位；其中，所述区域定位由点定位及按需设置的区域半径生成。
作为本发明的一种优选技术方案，步骤D中，在数据匹配过程中，对于一维数据采用端值比较法；对于多维数据采用拉普拉斯最小二乘法。
作为本发明的一种优选技术方案，步骤D中，所述审计应用包括动态审计应用：根据审计客体的区域定位调取嵌套数据库，结合审计客体的塔岗GPS数据利用渲染叠加技术，将塔岗的线路信息绘制到嵌套数据库中，实现基于卫星地图动态踪迹的审计应用。
作为本发明的一种优选技术方案，塔岗GPS数据在进行渲染叠加之间首先对其赋予时间参值。
作为本发明的一种优选技术方案，步骤D中，所述审计应用包括静态审计应用：根据审计客体的区域定位调取嵌套数据库，利用前端捕获点距参数并进行正交维度点距参数的欧几里得内积，一次性实现基于区域面积的全局静态审计。
作为本发明的一种优选技术方案，步骤D中，所述动态审计应用至少包括：展示整改工程塔岗线路的建设走向、辅助现场审计踏勘、揭示建设项目的进展状况。
作为本发明的一种优选技术方案，步骤D中，所述静态审计应用至少包括：审核工程项目建设前后的青赔情况、展示整改工程项目的位置、展示整改工程项目的塔岗位置、展示整改工程项目位置。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明提供的信息化审计***，改变了传统审计模式，能够实现基于卫星地图数据的全过程跟踪，实现对电网企业各类项目工程进度、安全、质量方面的审计功能，在增加电网企业的审计手段的同时，尤其是通过信息化手段提升了电网企业的审计水平。
本发明在调用的卫星地图数据基础上分别增加设置了时间维度标签和空间维度标签，并将两组标签的数据维度设置为具有线性组合关系的正交属性，这一操作在数据模型的操作上只需增加两个正交空间维度并与现有数据进行独立设置即可，但是却对于电力审计达成了全局增效，尤其是为过程审计奠定了基础，这是在电力审计数据模型上的一个开创性改进。进一步的，我们还时间、空间维度标签上设置时空卡尺，使得审计人员能够按需进行空间扩放缩放及时间正反演，这也为基于卫星地图数据的时空漫游及在此基础上进行的电力项目过程实际创造了便利条件。在实际应用中，可以设置拖动条方便人工手动操作查看，十分方便、好用。
为了实现地图数据的精致化，以便于与具有诸多参标的电力项目数据进行矩阵运算，尤其是考虑到尽量降低数据模型的计算量，以减少数据条目精简模型结构，我们采用了矢量数据模型并基于此采用了金字塔瓦片矢量数据渲染方式，进行空间数据检索时将根据数据的标识找到该数据的子金字塔，再根据索引完成瓦片的查询，实现了顺畅的地图信息数据化展示，同时为电力项目过程数据的后续结合和处理也创造了便利条件(尤其考虑到数据模型的运行载体通常为普通PC机，这样的数据精简是十分必要的)。具体的，我们首先建立了针对地图矢量数据的金字塔结构瓦片索引，索引数据依据数据源构建成局部多尺度空间数据，进一步将地图矢量数据与地图二维空间进行范围拓扑相交计算，并将计算结果按照几何特征、属性特征、审计参数特征进行分别存储；在矢量化的具体选择上，考虑到不同数据具有不同的自身属性和交互属性；对于相互依存的数据可以考虑采用参变量方程或多元单值函数进行统一处理，这样，可以从任一数据中调取相关联的所有其他数据的可能数值；对于单独数据组，则更为简便，直接将其按组矩阵化，然后并通过矩阵数据的基底对单个数据属性进行标识即可。如此，在理想的情况下，通过“一组参变量函数组(或一个多元单值函数)”+“一个带有线性无关标识基底的矩阵”，即可容纳所有数据。
在数据图形的处理和展示环节，本发明将数据容量设置为满足对多个数据组合进行综合制图，将多个关联数据定义为一个自变区域多元、因变区域多值的函数的每个分数值，从而合成为一个矢量瓦片，形成以矢量瓦片为基础单元的全局数据金字塔结构，依此数据结构为基础进行地图渲染展示；这样的方法具有兼容微分几何的数据处理方法的优势，一方面能够更加便捷的一次性处理多组数据，同时满足对于数据分析的高阶需求，比如在常见参标正常但是总数据无法匹配的时候，通过数据变换提取不同电力建设项目的高阶参数，通过参数对比发现潜在的审计问题，等等。
在审计应用环节，本发明根据审计需求设定审计标参，审计标参具有开放属性，灵活易用，比如设置用于动态审计的过程标参和用于静态审计的结果标参)。在此基础上，我们创新性的提出了审计标参的多级结构，对于所述过程标参和所述结果标参均设置三级结构：筛选标参用于初级筛选得到嫌疑数据，计算标参用于审核匹配并设置多阶数值化结果参数，呈现标参包含与计算标参内部的数值阶数等同的数据回收袋，不同的数据回收袋直接对应不同的审计结果并进行终端呈现。在此之前，审计过程的自动化均难以执行，我们提出的分级结构不仅为审计自动化的提供了算法思想，同时直接指明了数据过程方向，而且对于审计数据结果的自动落袋和分类呈现提供了数据结构，可以说为真正的审计自动化奠定了基础。
具体实施方式
以下实施例详细说明了本发明。本发明所使用的各种原料及各项设备均为常规市售产品，均能够通过市场购买直接获得。
实施例1、卫星地图基础数据的获取
一般采用免费数据端口，如***地图(Google earth)，通过数据端口调用Google earth的卫星地图数据。
实施例2、卫星数据初步处理
对调用的卫星地图数据设置时间维度标签和空间维度标签，并将两组标签的数据维度设置为具有线性组合关系的正交属性，然后在时间、空间维度标签上设置时空卡尺，实现对卫星地图数据的时空漫游；所构建的卫星地图数据时空漫游至少包括正序时空演进和逆序时空倒流；正序时空演进和逆序时空倒流通过人工拖动或正逆序播放的形式进行终端展现。
实施例3、地图数据索引整理
首先建立针对地图矢量数据的金字塔结构瓦片索引，索引数据依据数据源构建成局部多尺度空间数据，进一步将地图矢量数据与地图二维空间进行范围拓扑相交计算，并将计算结果按照几何特征、属性特征、审计参数特征进行分别存储。
实施例4、基础数据的整理
如果多组数据具有依存关系，则将n组数据设置为同一中间参数的参变量方程组，形成一个n+1维度的数据关系；或等同的，利用任一数据对其余数据进行变量表出，形成一个n维的数据关系；二者择一，具有等价关系；如果多组数据不存在依存关系，则将n组数据设置为n维空间中一个线性无关组的基底投影；但是，如果这n组数据在展示环节具有后续关联，则进一步将n维空间中n线性无关组的基底投影作为同一个真n元函数的自变量取值。
实施例5、数据图形的处理和展示
将数据容量设置为满足对多个数据组合进行综合制图，将多个关联数据定义为一个自变区域多元、因变区域多值的函数的每个分数值，从而合成为一个矢量瓦片，形成以矢量瓦片为基础单元的全局数据金字塔结构，依此数据结构为基础进行地图渲染展示。
实施例6、底层和上层数据交互
如果多组基础数据不具有依存关系，则数据图形的处理的多元、多值函数退化为一元多值函数，此时直接进行矢量运算；如果多组基础数据具有依存关系，对于关联型数据图形的处理，如果仅涉及数据组合，则直接进行矢量运算；如果涉及数据变换，则将关联型数据矢量拆为多个单值函数，进行分别运算，最后再对运算结合进行矢量合成。
实施例7、审计项目客体定位。
将审计客体项目的空间位置数据与GPS数据进行串联绑定，直接实现审计客体在地图数据库中的精准定位。审计客体定位结果包含两种模式：点定位和区域定位；其中，区域定位由点定位及按需设置的区域半径生成。常见的区域有圆形区域或正方形区域。
实施例8、基于结果标参的静态审计。
电网企业常见的静态审计应用包括：审核工程项目建设前后的青赔情况、展示整改工程项目的位置、展示整改工程项目的塔岗位置、展示整改工程项目位置。
根据审计需求设定用于静态审计的结果标参，结果标参设置三级结构：筛选标参用于初级筛选得到嫌疑数据，计算标参用于审核匹配并设置多阶数值化结果参数，呈现标参包含与计算标参内部的数值阶数等同的数据回收袋，不同的数据回收袋直接对应不同的审计结果并进行终端呈现；然后在数据库中进行全局匹配，对于一维数据采用端值比较法，对于多维数据采用拉普拉斯最小二乘法，得到审计结果，并依据数据回收袋的初始设置进行图形、声光、信息等各种类型的显示和警报。在静态审计中，常常根据审计客体的区域定位调取嵌套数据库，利用前端捕获点距参数并进行正交维度点距参数的欧几里得内积，一次性实现基于区域面积的全局静态审计。
实施例9、基于过程标参的动态审计。
电网企业常见的动态审计应用至少包括：展示整改工程塔岗线路的建设走向、辅助现场审计踏勘、揭示建设项目的进展状况。
根据审计需求设定用于动态审计的过程标参，过程标参设置三级结构：筛选标参用于初级筛选得到嫌疑数据，计算标参用于审核匹配并设置多阶数值化结果参数，呈现标参包含与计算标参内部的数值阶数等同的数据回收袋，不同的数据回收袋直接对应不同的审计结果并进行终端呈现；然后在数据库中进行全局匹配，对于一维数据采用端值比较法，对于多维数据采用拉普拉斯最小二乘法，得到的审计结果，并依据数据回收袋的初始设置进行图形、声光、信息等各种类型的显示和警报。在动态审计应用中，常常根据审计客体的区域定位调取嵌套数据库，结合审计客体的塔岗GPS数据利用渲染叠加技术，塔岗GPS数据在进行渲染叠加之间首先对其赋予时间参值，然后将塔岗的线路信息绘制到嵌套数据库中，实现基于卫星地图动态踪迹的审计应用。
实施例10、数据结构优化
对于上述实施例提供的基于信息***的数据化全过程跟踪智慧审计平台，通过进一步的数据结构优化构建了全新的数据模型，使得先前研发的智慧电力审计平台能够在个人pc电脑上实现输畅的运行和展示输出，在诸多电力审计领域进行了实际应用，例如：辅助审计人员审核工程项目建设前后的青赔情况、展示整改工程项目的位置、塔岗线路的走向等位置、辅助审计人员现场踏勘、基于地图展示项目位置，揭示项目存在的问题与进展情况等，展现了极高的实用价值。数据优化方法包括如下几个方面。
卫星地图数据的曲率归零矫正。为了尽量减少三维数据结构的复杂程度，通过射影建模时期退化为二维数据，首先设置地表球面的球心坐标为(0,0,0),半径设置为单位1，通过射影的方式将地球曲面空间转化为平面空间，投影平面与球面相切,然后设置一条通过切点的直线照射投影平面，实现曲、直面坐标的一一对应投影转换，实现曲率归零矫正；算法过程为：首先设定位于地标球面的切点，然后设置三维空间直角坐标系为：z轴由切点和球心确定；y轴设置为切点沿经线方向的切线；x轴满足xyz三维正交关系，至此坐标系的初始化设置完成；然后通过射影的方式将地球曲面空间转化为平面空间。
数据空间结构的优化。首先根据地图信息的天然特性将其定义为一个三元多值函数，从而具有完全的矢量特性，将矢量数据首先按照时间维度标签划分形成时序数据层，然后对于每时序数据层再按照空间区域划分成空域数据单元进行，所得各个空域数据单元具有单元之间的独立性和时序层面的正交性和线性组合特性，从而使得数据的传输和处理速率倍速提升；
依从式数据整理。在渲染之前对数据进行整理能够有效减少渲染计算量，数据整理方法包括：C-1、首先建立针对地图数据的金字塔结构瓦片索引，索引数据依据数据源构建成局部多尺度空间数据，进一步将地图矢量数据与地图二维空间进行范围拓扑相交计算，并将计算结果按照几何特征、属性特征、审计参数特征进行分别存储；C-2、在基础数据的交互环节：如果多组数据具有依存关系，则将n组数据设置为同一中间参数的参变量方程组，形成一个n+1维度的数据关系；或等同的，利用任一数据对其余数据进行变量表出，形成一个n维的数据关系；二者择一，具有等价关系；如果多组数据不存在依存关系，则将n组数据设置为n维空间中一个线性无关组的基底投影；但是，如果这n组数据在展示环节具有后续关联，则进一步将n维空间中n线性无关组的基底投影作为同一个真n元函数的自变量取值；C-3、在数据图形的处理和展示环节，将数据容量设置为满足对多个数据组合进行综合制图，将多个关联数据定义为一个自变区域多元、因变区域多值的函数的每个分数值，从而合成为一个矢量瓦片，从而形成一个以矢量瓦片为基础单元的全局数据金字塔结构，依此数据结构为基础进行地图渲染展示。其中，如果步骤C-2中多组数据不具有依存关系，则步骤C-3中的的多元、多值函数退化为一元多值函数，此时直接进行矢量运算；如果步骤C-2中多组数据具有依存关系，步骤C-3中的数据存在交互关联，此时：如果仅涉及数据组合，则直接进行矢量运算；如果涉及数据变换，则将步骤C-3中的矢量瓦片拆为多个单值函数，进行分别运算，最后再对运算结合进行矢量合成。
实施例11、渲染数据模型优化
高速全局数据渲染。对于空域数据单元进行时序数据层内部的逐单元数据渲染，直至完成所在时序数据层的数据渲染，然后进入到下一个时序数据层，再次进行层内的逐单元数据渲染，直至完成全局数据的显示渲染。
实施例12、数据库结构优化
局部数据库的构建。根据审计项目和审计目标，在全局数据库中划定时空限制条件，将满足时空限制条件的数据抽提出来，形成嵌套数据库，从而将单次作业的数据容量成倍降低，对应使得数据处理过程和效率成倍增高；嵌套数据库构建完成后被设置为与全局数据库平级的可调用数据库，并在数据过程中兼容嵌套数据库与全局数据库的实时按需切换。
上述描述仅作为本发明可实施的技术方案提出，不作为对其技术方案本身的单一限制条件。
Claims (11)
1.一种基于卫星地图技术的智慧电力审计方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
A、通过数据端口调用商业卫星地图数据，并进行如下改良：对调用的卫星地图数据设置时间维度标签和空间维度标签，并将两组标签的数据维度设置为具有线性组合关系的正交属性，然后在时间、空间维度标签上设置时空卡尺，实现对卫星地图数据的时空漫游；
B、将步骤A获取的地图数据进行数据整理，以实现金字塔瓦片矢量数据渲染和地图信息的数据化展示；
B-1、首先建立针对地图矢量数据的金字塔结构瓦片索引，索引数据依据数据源构建成局部多尺度空间数据，进一步将地图矢量数据与地图二维空间进行范围拓扑相交计算，并将计算结果按照几何特征、属性特征、审计参数特征进行分别存储；
B-2、在基础数据的交互环节：①如果多组数据具有依存关系，则将n组数据设置为同一中间参数的参变量方程组，形成一个n＋1维度的数据关系；②如果多组数据不存在依存关系，则将n组数据设置为n维空间中一个线性无关组的基底投影；但是，如果这n组数据在展示环节具有后续关联，则进一步将n维空间中n线性无关组的基底投影作为同一个真n元函数的自变量取值；
B-3、在数据图形的处理和展示环节，将数据容量设置为满足对多个数据组合进行综合制图，将多个关联数据定义为一个自变区域多元、因变区域多值的函数的每个分数值，从而合成为一个矢量瓦片，形成以矢量瓦片为基础单元的全局数据金字塔结构，依此数据结构为基础进行地图渲染展示；
C、审计客体定位：将审计客体项目的空间位置数据与GPS数据进行串联绑定，直接实现审计客体在地图数据库中的精准定位；
D、审计应用：根据审计需求设定审计标参，包括用于动态审计的过程标参和用于静态审计的结果标参，然后在数据库中进行全局匹配，得到审计结果；对于所述过程标参和所述结果标参，均设置三级结构：筛选标参用于初级筛选得到嫌疑数据，计算标参用于审核匹配并设置多阶数值化结果参数，呈现标参包含与计算标参内部的数值阶数等同的数据回收袋，不同的数据回收袋直接对应不同的审计结果并进行终端呈现。
2.根据权利要求1所述的一种基于卫星地图技术的智慧电力审计方法，其特征在于：步骤A中，所构建的卫星地图数据时空漫游至少包括正序时空演进和逆序时空倒流；所述正序时空演进和逆序时空倒流通过人工拖动或正逆序播放的形式进行终端展现。
3.根据权利要求1所述的一种基于卫星地图技术的智慧电力审计方法，其特征在于：步骤B中，如果B-2中多组数据不具有依存关系，则步骤B-3中的的多元、多值函数退化为一元多值函数，此时直接进行矢量运算。
4.根据权利要求1所述的一种基于卫星地图技术的智慧电力审计方法，其特征在于：步骤B中，如果B-2中多组数据具有依存关系，步骤B-3中的数据存在交互关联，此时：如果仅涉及数据组合，则直接进行矢量运算；如果涉及数据变换，则将步骤B-3中的矢量瓦片拆为多个单值函数，进行分别运算，最后再对运算结合进行矢量合成。
5.根据权利要求1所述的一种基于卫星地图技术的智慧电力审计方法，其特征在于：步骤C中，审计客体定位结果包含两种模式：点定位和区域定位；其中，所述区域定位由点定位及按需设置的区域半径生成。
6.根据权利要求1所述的一种基于卫星地图技术的智慧电力审计方法，其特征在于：步骤D中，在数据匹配过程中，对于一维数据采用端值比较法；对于多维数据采用拉普拉斯最小二乘法转换为一维数据。
7.根据权利要求1所述的一种基于卫星地图技术的智慧电力审计方法，其特征在于：步骤D中，所述审计应用包括动态审计应用：根据审计客体的区域定位调取嵌套数据库，结合审计客体的塔岗GPS数据利用渲染叠加技术，将塔岗的线路信息绘制到嵌套数据库中，实现基于卫星地图动态踪迹的审计应用。
8.根据权利要求7所述的一种基于卫星地图技术的智慧电力审计方法，其特征在于：塔岗GPS数据在进行渲染叠加之间首先对其赋予时间参值。
9.根据权利要求1所述的一种基于卫星地图技术的智慧电力审计方法，其特征在于：步骤D中，所述审计应用包括静态审计应用：根据审计客体的区域定位调取嵌套数据库，利用前端捕获点距参数并进行正交维度点距参数的欧几里得内积，实现基于区域面积的全局静态审计。
10.根据权利要求1所述的一种基于卫星地图技术的智慧电力审计方法，其特征在于：步骤D中，所述动态审计应用至少包括：展示整改工程塔岗线路的建设走向、辅助现场审计踏勘、揭示建设项目的进展状况。
11.根据权利要求1所述的一种基于卫星地图技术的智慧电力审计方法，其特征在于：步骤D中，所述静态审计应用至少包括：审核工程项目建设前后的青赔情况、展示整改工程项目的位置、展示整改工程项目的塔岗位置、展示整改工程项目位置。
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