Đang tải... (xem toàn văn)
Hệ thống thông tin Điện Lực Tìm hiểu về hệ thống GIS và ứng dụng trong ngành điện GIS ( Geographical Information Systems – Hệ thống thông tin địa lý) được hình thành vào những năm 1960 và phát triển rất rộng rãi cho đến nay, là một công cụ máy tính để lập bản đồ và phân tích các sự vật, hiện tượng thực trên trái đất. Công nghệ GIS kết hợp các thao tác CSDL thông thường (như cấu trúc hỏi đáp) và các phép phân tích thống kê, phân tích địa lý, trong đó phép phân tích địa lý và hình ảnh được cung cấp duy nhất từ các bản đồ. Những khả năng này phân biệt GIS với các hệ thống thông tin khác và khiến cho GIS có phạm vi ứng dụng rộng trong nhiều lĩnh vực khác nhau ( phân tích các sự kiện, dự đoán động tác và hoạch định chiến lược). Ngày nay, GIS là một ngành công nghiệp hàng tỷ đô la với sự tham gia của hàng trăm nghìn người trên toàn thế giới. Các chuyên gia của mọi lĩnh vực đều nhận thức được những ưu điểm của sự kết hợp công việc của họ và GIS.
LỜI CẢM ƠN Trên thực tế không có sự thành công nào mà không gắn liền với những sự hỗ trợ, sự giúp đỡ dù ít hay nhiều, dù là trực tiếp hay gián tiếp của người khác. Trong suốt thời gian từ khi bắt đầu học tập ở giảng đường Đại Học đến nay, chúng em đã nhận được rất nhiều sự quan tâm, giúp đỡ của Thầy Cô, gia đình và bạn bè. Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, chúng em xin gửi đến Thầy Cô ở Khoa Công Nghệ Thông Tin – trường Đại Học Điện Lực đã cùng với tri thức và tâm huyết của mình để truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho chúng em trong suốt thời gian học tập tại trường. Và đặc biệt, trong kỳ này, Khoa đã tổ chức cho chúng em được tiếp cận với môn học rất hữu ích đối với sinh viên ngành Công Nghệ Thông Tin. Đó là môn: “Thực tập Các hệ thống thông tin điện lực”. Chúng em xin chân thành cám ơn cô giáo: Tiến Sĩ: Nguyễn Thị Thanh Tân đã tận tâm hướng dẫn chúng em qua từng buổi học trên lớp cũng như những buổi nói chuyện, thảo luận về môn học. Trong thời gian được học tập và thực hành dưới sự hướng dẫn của thầy cô, chúng em không những thu được rất nhiều kiến thức bổ ích, mà còn được truyền sự say mê và thích thú đối với bộ môn “Thực tập Các hệ thống thông tin điện lực”. Nếu không có những lời hướng dẫn, dạy bảo của thầy cô thì chúng em nghĩ đồ án này của chúng em rất khó có thể hoàn thành được. Mặc dù đã rất cố gắng hoàn thiện đồ án với tất cả sự nỗ lực, tuy nhiên, do bước đầu đi vào thực tế, tìm hiểu và xây dựng đồ án trong thời gian có hạn, và kiến thức còn hạn chế, nhiều bỡ ngỡ, nên đồ án “Tìm hiểu về hệ thống GIS và ứng dụng trong ngành điện” chắc chắn sẽ khôn thể tránh khỏi những thiếu sót. Chúng em rất mong nhận được sự quan tâm, thông cảm và những đóng góp quý báu của các thầy cô và các bạn để đồ án này ngày càng hoàn thiện hơn. Sau cùng, chúng em xin kính chúc các thầy cô trong Khoa Công Nghệ Thông Tin dồi dào sức khỏe, niềm tin để tiếp tục thực hiện sứ mệnh cao đẹp của mình là truyền đạt kiến thức cho thế hệ mai sau. Hà Nội, ngày 18 tháng 05 năm 2015 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Trọng Cường Nguyễn Công Khanh MỤC LỤC DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT STT Từ viết tắt Ý nghĩa 1 HTTT Hệ thống thông tin (Information System - IS) 2 GIS Geographical Information Systems (Hệ thống thông tin địa lý) 3 CSDL Cơ sở dữ liệu 4 HTTTDL Hệ thống thông tin địa lý 5 VDU Visual Display Unit – màn hình máy tính 6 DBMS Database Management System – hệ quản trị cơ sở dữ liệu 7 TIN Triangular Irregular Networks – mạng lưới tam giác không đều 8 GPS Global Positoning System – hệ thống định vị toàn cầu DANH MỤC CÁC HÌNH DANH MỤC BẢNG BIỂU LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay, Công Nghệ Thông Tin là một ngành rất phát triển trong xã hội. Nó được ứng dụng rộng rãi trong rất nhiều ngành, lĩnh vực khác nhau và đạt được hiệu quả cao trong cuộc sống. Tin học hóa được xem như một trong những yếu tố mang tính quyết định trong các hoạt động kinh doanh, dịch vụ, xã hội, khoa học, giáo dục,…Ứng dụng công nghệ thông tin đóng vai trò hết sức quan trọng, có thể tạo ra các bước đột phá. Từ vài thập niên trở lại đây, công nghệ hệ thống thông tin địa lý GIS (Geographical Information Systems) đã có những bước phát triển và ứng dụng không chỉ trong lĩnh vực địa lý mà trong nhiều lĩnh vực khác của khoa học và của cuộc sống hàng ngày như: đô thị hóa, thuơng mại, phát triển cơ sở hạ tầng, bản đồ điện tử, hoạt động quân sự, mạng lưới điện,… Hiểu cách đơn giản nhất, GIS bao gồm các lớp thông tin về một địa điểm nhằm tăng thêm khả năng hiểu biết về địa điểm này. Lý do chọn đề tài: Thông tin địa lý là những thông tin quan trọng để đưa ra quyết định một cách nhanh chóng. Các phân tích GIS phụ thuộc vào chất lượng, giá trị và tính tương thích của các dữ liệu địa lý dạng số. Việc chia sẻ dữ liệu sẽ kích thích sự phát triển các nhu cầu về sản phẩm và dịch vụ GIS. GIS đã được công nhận là một hệ thống với nhiều lợi ích không chỉ trong các công tác thu thập đo đạc địa lý mà còn trong các công tác điều tra thiên nhiên, phân tích hiện trạng, quản lý hạ tầng giao thông vận tải, quản lý hạ tầng lưới điện… Hiện nay, đời sống kinh tế tăng, kéo theo các nhu cầu về điện tăng theo, cơ sở hạ tầng lưới điện rất lớn trên toàn quốc. Áp dụng GIS vào hệ thống điện trong việc quản lý hệ thống thông tin điện lực là rất cần thiết, nâng cao năng lực quản lý nhà nước về mạng lưới điện. Tên đề tài: “Tìm hiểu về hệ thống GIS và ứng dụng trong ngành điện” . Mục đích nghiên cứu: Hỗ trợ quản lý hiện trạng hệ thống thông tin điện lực. Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống GIS, hệ thống thông tin điện lực. Phạm vi nghiên cứu: nghiên cứu về hệ thống thông tin địa lý GIS và ứng dụng trong hệ thống điện trong việc quản lý hệ thống thông tin điện lực. Phương pháp nghiên cứu: kết hợp nghiên cứu lý thuyết và tìm hiểu về hệ thống thông tin điện lực. CẤU TRÚC ĐỀ TÀI Lời mở đầu: nêu rõ mục đích, ý nghĩa khi chọn đề tài. Chương 1: Tổng quan về hệ thống thông tin điện lực o Khái niệm hệ thống thông tin điện lực. o Cấu trúc và cơ sở hạ tầng hệ thống thông tin điện lực. Chương 2: Tổng quan về GIS o Hệ thống thông tin địa lý GIS. o Các thành phần của GIS. o Cách thức làm việc GIS. o Nhiệm vụ của GIS. o Dữ liệu cho GIS. o Ứng dụng của GIS. Chương 3: Ứng dụng ứng dụng trong hệ thống điện trong việc quản lý hệ thống thông tin điện lực o Ứng dụng trong hệ thống thông tin điện lực Phú Thọ. Kết luận: Kết quả đạt được và phương hướng phát triển. 8 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐIỆN LỰC 1.1. Giới thiệu tổng quan về hệ thống thông tin điện lực. 1.1.1. Khái niệm hệ thống Trong các hoạt động của con người, các thuật ngữ như hệ thống triết học, hệ thống pháp luật, hệ thống kinh tế, hệ thống thông tin đã trở nên quen thuộc. Một cách đơn giản và vấn tắt, ta có thể hiểu: Hệ thống là một tập hợp vật chất và phi vật chất như người, máy móc, thông tin, dữ liệu, các phương pháp xử lý, các qui tắc, quy trình xử lý, gọi là các phần tử của hệ thống. Trong hệ thống, các phần tử tương tác với nhau và cùng hoạt động để hướng tới mục đích chung. 1.1.2. Khái niệm thông tin Là một loại tài nguyên của tổ chức, phải được quản lý chu đáo giống như mọi tài nguyên khác. Việc xử lý thông tin đòi hỏi chi phí về thời gian, tiền bạc và nhân lực. Việc xử lý thông tin phải hướng tới khai thác tối đa tiềm năng của nó. 1.1.3. Khái niệm về hệ thống thông tin (HTTT) Hệ thống thông tin (Information System - IS) là một hệ thống mà mục tiêu tồn tại của nó là cung cấp thông tin phục vụ cho hoạt động của con người trong một tổ chức nào đó. Ta có thể hiểu hệ thống thông tin là hệ thống mà mối liên hệ giữa các thành phần của nó cũng như mối liên hệ giữa nó với các hệ thống khác là sự trao đổi thông tin. Hình 1.1.3.1.1: Biểu diễn mối liên hệ các thành phần trong hệ thống thông tin. Hệ thống thông tin là một hệ thống bao gồm con người, dữ liệu, các quy trình và công nghệ thông tin tương tác với nhau để thu thập, xử lý, lưu trữ và cung cấp thông 9 tin cần thiết ở đầu ra nhằm hỗ trợ cho một hệ thống. Hệ thống thông tin hiện hữu dưới mọi hình dạng và quy mô. Hệ thống thông tin trong một tổ chức có chức năng thu nhận và quản lý dữ liệu để cung cấp những thông tin hữu ích nhằm hỗ trợ cho tổ chức đó và các nhân viên, khách hàng, nhà cung cấp hay đối tác của nó. Ngày nay, nhiều tổ chức xem các hệ thống thông tin là yếu tố thiết yếu giúp họ có đủ năng lực cạnh tranh và đạt được những bước tiến lớn trong hoạt động. Hầu hết các tổ chức nhận thấy rằng tất cả nhân viên đều cần phải tham gia vào quá trình phát triển các hệ thống thông tin. Do vậy, phát triển hệ thống thông tin là một chủ đề ít nhiều có liên quan tới bạn cho dù bạn có ý định học tập để trở nên chuyên nghiệp trong lĩnh vực này hay không. Các HTTT có thể được phân loại theo các chức năng chúng phục vụ. • Hệ thống xử lý giao dịch (Transaction processing system - TPS) là một hệ thống thông tin có chức năng thu thập và xử lý dữ liệu về các giao dịch nghiệp vụ. • Hệ thống thông tin quản lý (Management information system - MIS) là một hệ thống thông tin cung cấp thông tin cho việc báo cáo hướng quản lý dựa trên việc xử lý giao dịch và các hoạt động của tổ chức. • Hệ thống hỗ trợ quyết định (Decision support system - DSS) là một hệ thống thông tin vừa có thể trợ giúp xác định các thời cơ ra quyết định, vừa có thể cung cấp thông tin để trợ giúp việc ra quyết định. • Hệ thống thông tin điều hành (Excutive information system - EIS) là một hệ thống thông tin hỗ trợ nhu cầu lập kế hoạch và đánh giá của các nhà quản lý điều hành. • Hệ thống chuyên gia (Expert System) là hệ thống thông tin thu thập tri thức chuyên môn của các chuyên gia rồi mô phỏng tri thức đó nhằm đem lại lợi ích cho người sử dụng bình thường. • Hệ thống truyền thông và cộng tác (Communication and collaboration system) là một hệ thống thông tin làm tăng hiệu quả giao tiếp giữa các nhân viên, đối tác, khách hàng và nhà cung cấp để củng cố khả năng cộng tác giữa họ. • Hệ thống tự động văn phòng (Office automation system) là một hệ thống thông tin hỗ trợ các hoạt động nghiệp vụ văn phòng nhằm cải thiện luồng công việc giữa các nhân viên. 1.2. Cấu trúc và cơ sở hạ tầng hệ thống thông tin điện lực. Căn cứ trên kết cấu hiện có của Hệ thống thông tin Điện Lực Việt Nam, ta có thể nghiên cứu cấu trúc của HTTT Điện Lực Việt Nam theo mô hình phân lớp. Theo mô 10 hình này, cấu trúc Hệ thống thông tin Điện Lực Việt Nam được phân thành 3 lớp rõ rệt. Lớp thứ nhất: là mạng đường trục chính (bachbone). Lớp thứ hai: là mạng đường trục các khu vực bắc, trung, nam. Lớp thứ ba: là mạng con, các mạch nhánh. Với mỗi lớp có các đặc điểm riêng về chức năng hay kết cấu, thể hiện nét đặc trưng riêng. 1.2.1. Mạng đường trục chính (bachbone) Mạng đường trục chính sử dụng kênh truyền dẫn cáp quang dung lượng 2.5 gbps, nó có tính chất là đường xương sống của HTTT điện lực, với tính chất trải dài dọc theo đất nước qua ba miền Bắc – trung - nam từ điểm nút đầu tiên là trung tâm điều độ quốc gia A0 (Hà Nội) và điểm nút cuối là trung tâm điều độ điện lực miền Nam A2 (thành phố Hồ Chí Minh). Các nút trên đường trục chính được trang bị thiết bị truyền dẫn SDH/STM 16, thiết bị chuyển mạch đường trục PCM-16, các loại tổng đài PABX, gồm các nút sau: TT Tên nút Thiết bị truyền dẫn Tổng đài Ghi chú 1 A0 SDH/STM-16 Plexicom-6000 TTĐĐ quốc gia 2 Hà Đông SDH/STM-16 Acatel-4400 Trạm 220kV 3 Hoà Bình SDH/STM-16 Acatel-4000 Trạm 500kV 4 Hà Tĩnh SDH/STM-16 Acatel-4300 Plexicom-6000 Trạm 500kV 5 Đà Nẵng SDH/STM-16 Acatel-4300 Plexicom-6000 Trạm 500kV 6 Playku SDH/STM-16 Acatel-4300 Trạm 500kV 7 Phú Lâm SDH/STM-16 Acatel-4300 Plexicom-6000 Trạm 500kV 8 A2 SDH/STM-16 Plexicom-6000 TTĐĐ miền Nam Bảng 1.1: Các loại tổng đài và thiết bị truyền dẫn trên đường trục thông tin Bắc-Nam. [...]... lý hệ thống và phát triển ứng dụng GIS trong thực tế Người sử dụng GIS có thể là những chuyên gia kỹ thuật, người thiết kế và duy trì hệ thống, hoặc những người dùng GIS để giải quyết các vấn đề trong công việc Người dùng GIS là những người sử dụng các phần mềm GIS để giải quyết các bài toán không gian theo mục đích của họ Họ thường là những người được đào tạo tốt về lĩnh vực GIS hay là các chuyên gia... cáo và bản đồ Phân tích và mô hình: số liệu tổng hợp và chuyển đổi chỉ là một phần của GIS Những yêu cầu tiếp theo là khả năng giải mã và phân tích về mặt định tính và định lượng thông tin đã thu thập Dữ liệu ra: một trong các phương diện công nghệ GIS là sự thay đổi của các phương pháp khác nhau trong đó thông tin có thể hiển thị khi nó được xử lý bằng GIS Các phương pháp truyền thống là bảng và đồ... tin địa lý GIS 2.1.1 GIS là gì? GIS ( Geographical Information Systems – Hệ thống thông tin địa lý) được hình thành vào những năm 1960 và phát triển rất rộng rãi cho đến nay, là một công cụ máy tính để lập bản đồ và phân tích các sự vật, hiện tượng thực trên trái đất Công nghệ GIS kết hợp các thao tác CSDL thông thường (như cấu trúc hỏi đáp) và các phép phân tích thống kê, phân tích địa lý, trong đó... chính xác cao đồng thời tiết kiệm không gian lưu trữ Thông tin trong định dạng Vector chủ yêu được ứng dụng trong bài toán về mạng, hệ thống thông tin đất đai 24 Trong định dạng Raster, các đối tượng bản đồ biểu diễn trong một chuỗi các điểm ảnh trong một lưới hình chữ nhật Mỗi điểm ảnh được xác định thông qua chỉ số hàng và cột trong lưới Trong Raster, point sẽ được biểu diễn bởi 1 điểm ảnh đơn, line... tích thống kê, phân tích địa lý, trong đó phép phân tích địa lý và hình ảnh được cung cấp duy nhất từ các bản đồ Những khả năng này phân biệt GIS với các hệ thống thông tin khác và khiến cho GIS có phạm vi ứng dụng rộng trong nhiều lĩnh vực khác nhau ( phân tích các sự kiện, dự đoán động tác và hoạch định chiến lược) Ngày nay, GIS là một ngành công nghiệp hàng tỷ đô la với sự tham gia của hàng trăm nghìn... bảng và đồ thị có thể cung cấp bằng các bản đồ và ảnh 3 chiều 2.2 Các thành phần của GIS GIS được hình thành bởi 5 thành phần chính là: phần cứng, phần mềm, dữ liệu, cong người, phương pháp 21 Hình 2.2 :Các thành phần của Gis 1.1.1 Phần cứng Là hệ thống máy tính trên đó có một hệ GIS hoạt động Ngày nay, phần mềm GIS có khả năng chạy trên rất nhiều dạng phần cứng, từ máy chủ trung tâm đến các máy trạm... nhau Dữ liệu lưu trong định dạng này rất đơn giản nhưng lại đòi hỏi dung lượng bộ nhớ lớn Raster phù hợp với các dạng dữ liệu có đường biên không rõ ràng Raster được ứng dụng nhiều trong phân tích bề mặt liên tục Hình 2.3.2.3.1: Định dạng dữ liệu Vector và Raster a) Hệ tọa độ địa lý và hệ tọa độ quy chiếu Vị trí của vật thể trong không gian đều phải gắn liền với một hệ tọa độ Trong GIS, để biểu diễn... tảng cảu thâm nhập CSDL GIS 2.4.2 Tìm kiếm và phân tích dữ liệu không gian Đây là chức năng đóng vai trò rất quan trọng trong GIS Nó tạo nên sức mạnh thực sự của GIS so với các phương pháp khác Tìm kiếm và phân tích dữ liệu không gian giúp tìm ra những đối tượng đồ họa theo các điều kiện đặt ra hay hỗ trợ việc ra quyết định của người dùng GIS Có rất nhiều các phương pháp tìm kiếm và phân tích dữ liệu... thông,… Trong GIS, network được mô hình dưới dạng các đồ thị một chiều hay mạng hình học Mạng hình học này bao gồm các đối tượng đang được hiển thị trên bản đồ, mỗi đối tượng trong vai trò là cạnh hoặc nút trong mạng Trong GIS để thiết lập nên mối quan hệ giữa nút – cạnh và cạnh – cạnh ta cần tạo các Topology cho CSDL Topology được hiểu là mối quan hệ giữa các đối tượng trong bảng dữ liệu Quan hệ Topology... Nam làm về GIS của các chuyên gia Nhật Bản, Dự án quản lý lưới điện tỉnh Phú Thọ… 2.1.3 Mô hình công nghệ GIS Dữ liệu vào Quản lý dữ liệu Xử lý dữ liệu Phân tích và mô hình Hình 2.1 : Mô hình công nghệ Gis Dữ liệu ra 20 Dữ liệu vào: dữ liệu được nhập từ các nguồn khác nhau như: biểu diễn dữ liệu, máy quét, hình ảnh từ vệ tinh, ảnh chụp… Quản lý dữ liêu: sau khi dữ liệu được thu thập tổng hợp, GIS cần . trạng hệ thống thông tin điện lực. Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống GIS, hệ thống thông tin điện lực. Phạm vi nghiên cứu: nghiên cứu về hệ thống thông tin địa lý GIS và ứng dụng trong hệ thống điện. của GIS. o Cách thức làm việc GIS. o Nhiệm vụ của GIS. o Dữ liệu cho GIS. o Ứng dụng của GIS. Chương 3: Ứng dụng ứng dụng trong hệ thống điện trong việc quản lý hệ thống thông tin điện lực o Ứng. bước đầu đi vào thực tế, tìm hiểu và xây dựng đồ án trong thời gian có hạn, và kiến thức còn hạn chế, nhiều bỡ ngỡ, nên đồ án Tìm hiểu về hệ thống GIS và ứng dụng trong ngành điện chắc chắn