本发明公开了一种海上风电安全监测信息动态管理与可视化方法及系统，设计了海上风电安全监测空间信息分类体系，建立空间地物唯一性编码，并基于矢量‑栅格一体化数据结构对海上风电安全监测空间数据结构重组；建立了基于监测测点单元的多信息表级联关系，并以此在信息化系统软件中实现监测测点动态维护过程；基于GIS对海上风电安全监测基础图形进行矢量化配置，结合监测测点空间信息、监测数据，实现监测综合信息可视化。本发明一种批量化、自动化、可视化的远程信息化管理方式实现对复杂、海量监测基础信息进行动态维护和管理，提高海上风电安全监测系统运维能力、降低运维成本；提升异构数据融合和处理能力，增强信息展示的效率和效果。
1.海上风电安全监测信息动态管理与可视化方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，划分海上风电场所处海域、重点监测区域、自动化安全监测分项系统、监测单元四个层级的地物空间信息，在分级的基础上对所有地物分别分配空间类型属性，所述空间类型属性包括点、弧、面、体四种类型；
步骤二，记录已经经过分级的各种类型的地物空间信息，以点的三维坐标为基础记录单元：单一点状地物空间信息包括经度、纬度和高程数据；弧状地物由弧段起节点、终结点及中间点串的点三维坐标集合组成，并记录点的几何拓扑关系；面状地物由组成该面状地物的多个弧段记录组成，并记录弧段的几何拓扑关系；体状地物由组成该体状地物的多个面记录组成，并记录对应各个面的几何拓扑关系；由此构成海上风电安全监测地物空间信息表；
步骤三，在ArcGIS软件中载入步骤二中记录的地物空间信息表，形成点、线、面、体四类矢量图层，对矢量图层栅格化，采用矢量‑栅格一体化数据结构实现海上风电地物空间信息结构重组，并对所有地物空间信息进行唯一性标识；
步骤四，依次对步骤三中表达海上风电安全监测测点的点状标识进行数据匹配，将每个测点对应的多类型数据表赋予与测点空间信息相一致的唯一性标识，依据唯一性标识级联地物相关的多类型数据表，形成基于唯一性标识的海上风电安全监测点多表级联关系；
步骤五，对测点及其他级别地物进行动态维护和管理，对测点、监测设备数据进行新增、删除、修改操作，并建立、删除、修改测点和监测设备之间的关联关系，对测点对象的任意操作产生的信息变化，能够实时触发测点关联的综合信息动态可视化更新；
步骤六，利用步骤三生成的矢量图层，在ArcGIS软件中对不同类型图层进行加载，坐标定义，图层属性编辑，叠加二、三、四级图层，编辑测点属性，渲染处理，建模形成mxd格式的监测信息可视化基础图形文件；
步骤七，根据步骤六形成的监测信息可视化基础图形文件，获取测点监测数据，根据实测监测数据、测点空间信息、数据异常判别法则以及图形绘制尺度变换标准，自动绘制实时或历史任意时间的监测信息图形并在显示界面上进行展示。
2.根据权利要求1所述的海上风电安全监测信息动态管理与可视化方法，其特征在于：
所述步骤二中，弧状地物的几何拓扑关系包括组成弧形地物的节点的先后连接顺序，面状地物的几何拓扑关系包括组成面状地物的弧段的先后连接顺序，体状地物的几何拓扑关系包括组成体状地物的各个面的相对位置。
3.根据权利要求1所述的海上风电安全监测信息动态管理与可视化方法，其特征在于：
所述步骤五中对测点的动态维护和管理至少包括以下几种方式：
赋予测点编号ID，编辑测点对应各项信息，并进行可视化更新；对应测点新增内置仪器，编辑仪器对应的各项信息，保存对仪器和测点的编辑，存入数据库，当该仪器的信息已建立时，直接根据仪器编码ID选择需要分配的仪器，将仪器分配至测点；
在数据库中查询相应编码的测点对应的信息；对应测点新增内置仪器，赋予编号ID，编辑仪器对应的仪器信息，保存对仪器的编辑；对应测点，编辑需要报废仪器的停用时间为当前系统时间，并将测点内置仪器信息由需要报废的仪器更换为新增内置仪器，保存对测点的编辑，所有更新信息存入数据库；
在数据库中查询相应编码的测点对应的信息；对应测点编辑测点下仪器的停用时间为当前系统时间，设置测点状态为“停用”，保存对测点的编辑，所有更新信息存入数据库。
4.海上风电安全监测信息动态管理与可视化系统，其特征在于：包括海上风电安全监测空间信息分类记录模块、矢量‑栅格一体化数据结构重组模块、建立基于监测测点单元的多信息表级联关系模块、监测测点动态维护模块、基于GIS的海上风电安全监测基础图形配置模块、海上风电安全监测综合信息自动可视化模块；
其中，海上风电安全监测空间信息分类记录模块用于建立海上风电安全监测空间信息分类体系并点的三维坐标为基础记录单元记录已经经过分级的各种类型的地物空间信息，构成海上风电安全监测地物空间信息表；
矢量‑栅格一体化数据结构重组模块用于在ArcGIS软件中载入海上风电安全监测空间信息分类记录模块记录的地物空间信息表，形成点、线、面、体四类矢量图层，对矢量图层栅格化，采用矢量‑栅格一体化数据结构实现海上风电地物空间信息结构重组，并对所有地物空间信息进行唯一性标识；
建立基于监测测点单元的多信息表级联关系模块用于依次对矢量‑栅格一体化数据结构重组模块中表达海上风电安全监测测点的点状标识进行数据匹配，将每个测点对应的多类型数据表赋予与测点空间信息相一致的唯一性标识，依据唯一性标识级联地物相关的多类型数据表，形成基于唯一性标识的海上风电安全监测点多表级联关系；将表和级联关系在数据库中存储管理；
监测测点动态维护模块用于对测点进行动态维护和管理，对测点、监测设备数据进行新增、删除、修改操作，并建立、删除、修改测点和监测设备之间的关联关系，对测点对象的任意操作产生的信息变化，能够实时触发测点关联的综合信息动态可视化更新；
基于GIS的海上风电安全监测基础图形配置模块用于利用矢量‑栅格一体化数据结构重组模块生成的矢量图层，在ArcGIS软件中对不同类型图层进行加载，坐标定义，图层属性编辑，叠加二、三、四级图层，编辑测点属性，渲染处理，建模形成mxd格式的监测信息可视化基础图形文件；
海上风电安全监测综合信息自动可视化模块用于根据基于GIS的海上风电安全监测基础图形配置模块形成的监测信息可视化基础图形文件，获取测点监测数据，根据实测监测数据、测点空间信息、数据异常判别法则以及图形绘制尺度变换标准，自动绘制实时或历史任意时间的监测信息图形并在显示界面上进行展示。
5.根据权利要求4所述的海上风电安全监测信息动态管理与可视化系统，其特征在于：
赋予测点编号ID，编辑测点对应各项信息，并进行可视化更新；对应测点新增内置仪器，编辑仪器对应的各项信息，保存对仪器和测点的编辑，存入数据库，当该仪器的信息已建立时，直接根据仪器编码ID选择需要分配的仪器，将仪器分配至测点；
在数据库中查询相应编码的测点对应的信息；对应测点新增内置仪器，赋予编号ID，编辑仪器对应的仪器信息，保存对仪器的编辑；对应测点，编辑需要报废仪器的停用时间为当前系统时间，并将测点内置仪器信息由需要报废的仪器更换为新增内置仪器，保存对测点的编辑，所有更新信息存入数据库；
在数据库中查询相应编码的测点对应的信息；对应测点编辑测点下仪器的停用时间为当前系统时间，设置测点状态为“停用”，保存对测点的编辑，所有更新信息存入数据库。
海上风电安全监测信息动态管理与可视化方法及系统
技术领域
[0001] 本发明属于岩土工程安全监测技术领域，具体涉及一种海上风电安全监测信息动态管理与可视化方法及实现该方法的系统。
背景技术
[0002] 海上风电安全监测主要是指：针对海上风力发电机组的基础工程(如高桩承台、海上升压站、风机等)，通过建设自动化监测系统或人工定期观测的手段进行风电安全监测数据采集工作，进而获取和掌握海上风电的机组基础工程安全性态。
[0003] 当前海上风电安全监测基本以人工观测和自动化系统监测相结合的方式进行，在监测信息的获取和管理方面还还存在一些问题：
[0004] (1)采用自动化监测系统对海上风电基础工程安全状态进行监测是一种有效的方式，但是由于基础工程大多分布于海域，且各个基础工程之间相对距离远，即便采用自动化监测系统进行安全监测，对监测传感器、监控设备的运维管理仍不是一件易事。
[0005] (2)海上风电自动化监测是通过在机组基础工程的重点部位安装传感器进行安全监视和测量。主要监测内容包括变形、倾斜、振动、腐蚀、沉降、冲刷等，每一种监测项目可以采用不同类型的监测仪器、设备。此外，每一种监测仪器的监测量和成果量由于不同监测需求而不同。因此，海上风电安全监测具有监测项目和测点数量众多，仪器空间分布不规律，数据类型和监测物理量多样的特点，使得空间信息、属性信息、监测数据等海量异构信息的管理维护难度大，异构数据难以融合统一。
[0006] (3)采集获取的安全监测数据需要以直观、高效的方式进行展示。传统的海上风电安全监测数据通常以文本、数据表的形式进行展示，不够直观，实时性和动态性较差。
发明内容
[0007] 针对海上风电自动化监测现有技术中存在的种种问题，本发明公开了一种海上风电安全监测信息动态管理与可视化技术，实现海上风电监测基础信息的远程动态管理，海量异构数据的融合处理，以及动态、精细的监测数据可视化。
[0008] 为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
[0009] 海上风电安全监测信息动态管理与可视化方法，包括如下步骤：
[0010] 步骤一，划分海上风电场所处海域、重点监测区域、自动化安全监测分项系统、监测单元四个层级的地物空间信息，在分级的基础上对所有地物分别分配空间类型属性，所述空间类型属性包括点、弧、面、体四种类型；
[0011] 步骤二，记录已经经过分级的各种类型的地物空间信息，以点的三维坐标为基础记录单元：单一点状地物空间信息包括经度、纬度和高程数据；弧状地物由弧段起节点、终结点及中间点串的点三维坐标集合组成，并记录点的几何拓扑关系；面状地物由组成该面状地物的多个弧段记录组成，并记录弧段的几何拓扑关系；体状地物由组成该体状地物的多个面记录组成，并记录对应各个面的几何拓扑关系；由此构成海上风电安全监测地物空间信息表；
[0012] 步骤三，在ArcGIS软件中载入步骤二中记录的地物空间信息表，形成点、线、面、体四类矢量图层，对矢量图层栅格化，采用矢量‑栅格一体化数据结构实现海上风电地物空间信息结构重组，并对所有地物空间信息进行唯一性标识；
[0013] 步骤四，依次对步骤三中表达海上风电安全监测测点的点状标识进行数据匹配，将每个测点对应的多类型数据表赋予与测点空间信息相一致的唯一性标识，依据唯一性标识级联地物相关的多类型数据表，形成基于唯一性标识的海上风电安全监测点多表级联关系；将表和级联关系在数据库中存储管理；
[0014] 步骤五，对测点及其他级别地物进行动态维护和管理，对测点、监测设备数据进行新增、删除、修改操作，并建立、删除、修改测点和监测设备之间的关联关系，对测点对象的任意操作产生的信息变化，能够实时触发测点关联的综合信息动态可视化更新；
[0015] 步骤六，利用步骤三生成的矢量图层，在ArcGIS软件中对不同类型图层进行加载，坐标定义，图层属性编辑，叠加二、三、四级图层，编辑测点属性，渲染处理，建模形成mxd格式的监测信息可视化基础图形文件；
[0016] 步骤七，根据步骤六形成的监测信息可视化基础图形文件，获取测点监测数据，根据实测监测数据、测点空间信息、数据异常判别法则以及图形绘制尺度变换标准，自动绘制实时或历史任意时间的监测信息图形并在显示界面上进行展示。
[0017] 进一步的，所述步骤二中，弧状地物的几何拓扑关系包括组成弧形地物的节点的先后连接顺序，面状地物的几何拓扑关系包括组成面状地物的弧段的先后连接顺序，体状地物的几何拓扑关系包括组成体状地物的各个面的相对位置。
[0018] 进一步的，所述步骤五中对测点的动态维护和管理至少包括以下几种方式：
[0019] 新增测点、仪器：
[0020] 赋予测点编号ID，编辑测点对应各项信息，并进行可视化更新；对应测点新增内置仪器，编辑仪器对应的各项信息，保存对仪器和测点的编辑，存入数据库，当该仪器的信息已建立时，直接根据仪器编码ID选择需要分配的仪器，将仪器分配至测点；
[0021] 报废、更换仪器：
[0022] 在数据库中查询相应编码的测点对应的信息；对应测点新增内置仪器，赋予编号ID，编辑仪器对应的仪器信息，保存对仪器2的编辑；对应测点，编辑需要报废仪器的停用时间为当前系统时间，并将测点内置仪器信息由需要报废的仪器更换为新增内置仪器，保存对测点的编辑，所有更新信息存入数据库；
[0023] 停用测点：
[0024] 在数据库中查询相应编码的测点对应的信息；对应测点编辑测点下仪器的停用时间为当前系统时间，设置测点状态为“停用”，保存对测点1的编辑，所有更新信息存入数据库。
[0025] 本发明还提供了能够实现该方法的海上风电安全监测信息动态管理与可视化系统，包括海上风电安全监测空间信息分类记录模块、矢量‑栅格一体化数据结构重组模块、建立基于监测测点单元的多信息表级联关系模块、监测测点动态维护模块、基于GIS的海上风电安全监测基础图形配置模块、海上风电安全监测综合信息自动可视化模块；
[0026] 其中，海上风电安全监测空间信息分类记录模块用于建立海上风电安全监测空间信息分类体系并点的三维坐标为基础记录单元记录已经经过分级的各种类型的地物空间信息，构成海上风电安全监测地物空间信息表；
[0027] 矢量‑栅格一体化数据结构重组模块用于在ArcGIS软件中载入海上风电安全监测空间信息分类记录模块记录的地物空间信息表，形成点、线、面、体四类矢量图层，对矢量图层栅格化，采用矢量‑栅格一体化数据结构实现海上风电地物空间信息结构重组，并对所有地物空间信息进行唯一性标识；
[0028] 建立基于监测测点单元的多信息表级联关系模块用于依次对矢量‑栅格一体化数据结构重组模块中表达海上风电安全监测测点的点状标识进行数据匹配，将每个测点对应的多类型数据表赋予与测点空间信息相一致的唯一性标识，依据唯一性标识级联地物相关的多类型数据表，形成基于唯一性标识的海上风电安全监测点多表级联关系；将表和级联关系在数据库中存储管理；
[0029] 监测测点动态维护模块用于对测点进行动态维护和管理，对测点、监测设备数据进行新增、删除、修改操作，并建立、删除、修改测点和监测设备之间的关联关系，对测点对象的任意操作产生的信息变化，能够实时触发测点关联的综合信息动态可视化更新；
[0030] 基于GIS的海上风电安全监测基础图形配置模块用于利用矢量‑栅格一体化数据结构重组模块生成的矢量图层，在ArcGIS软件中对不同类型图层进行加载，坐标定义，图层属性编辑，叠加二、三、四级图层，编辑测点属性，渲染处理，建模形成mxd格式的监测信息可视化基础图形文件；
[0031] 海上风电安全监测综合信息自动可视化模块用于根据基于GIS的海上风电安全监测基础图形配置模块形成的监测信息可视化基础图形文件，获取测点监测数据，根据实测监测数据、测点空间信息、数据异常判别法则以及图形绘制尺度变换标准，自动绘制实时或历史任意时间的监测信息图形并在显示界面上进行展示。
[0032] 其中，监测测点动态维护模块至少应包括如下几个单元：
[0033] 新增测点、仪器单元，用于：
[0034] 赋予测点编号ID，编辑测点对应各项信息，并进行可视化更新；对应测点新增内置仪器，编辑仪器对应的各项信息，保存对仪器和测点的编辑，存入数据库，当该仪器的信息已建立时，直接根据仪器编码ID选择需要分配的仪器，将仪器分配至测点；
[0035] 报废、更换仪器单元，用于：
[0036] 在数据库中查询相应编码的测点对应的信息；对应测点新增内置仪器，赋予编号ID，编辑仪器对应的仪器信息，保存对仪器2的编辑；对应测点，编辑需要报废仪器的停用时间为当前系统时间，并将测点内置仪器信息由需要报废的仪器更换为新增内置仪器，保存对测点的编辑，所有更新信息存入数据库；
[0037] 停用测点单元，用于：
[0038] 在数据库中查询相应编码的测点对应的信息；对应测点编辑测点下仪器的停用时间为当前系统时间，设置测点状态为“停用”，保存对测点1的编辑，所有更新信息存入数据库。
[0039] 与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：
[0040] 1.本发明设计了海上风电安全监测空间信息分类体系，建立空间地物唯一性编码，并基于矢量‑栅格一体化数据结构对海上风电安全监测空间数据结构重组；建立了基于监测测点单元的多信息表级联关系，并以此在信息化系统软件中实现监测测点动态维护过程；基于GIS对海上风电安全监测基础图形进行矢量化配置，结合监测测点空间信息、监测数据，实现监测综合信息可视化。
[0041] 2.本发明提供了一种远程的信息化管理方式实现对复杂、海量监测基础信息进行动态维护和管理，提高海上风电安全监测系统运维能力、降低运维成本；提供了批量化、自动化、可视化的基础数据管理方法，降低基础信息管理难度，达到异构数据融合统一，提升监测系统空间信息、属性信息、监测数据等异构数据融合和处理能力；结合测点的空间分布信息以及自动化观测数据，以可视化图形的形式对异构集成数据进行实时、动态、精细化展示，增强信息展示的效率和效果。
附图说明
[0042] 图1为本发明提供的海上风电安全监测信息动态管理与可视化方法整体流程图。
[0043] 图2为海上风电安全监测测点动态维护流程图。
[0044] 图3为基于GIS的基础图形配置流程图。
[0045] 图4为监测信息图形可视化绘制流程图。
[0046] 图5为基于唯一性标识的海上风电安全监测点多表级联关系示例。
[0047] 图6为根据二级地物风电桩生成的矢量面图层。
[0048] 图7为测点基本信息维护界面示意图。
[0049] 图8为风机基本信息维护界面示意图。
[0050] 图9为风电场可视化地图刷新及信息关联示意图。
[0051] 图10为风机可视化图形刷新及信息关联示意图。
[0052] 图11为重点监测区域测点配置维护示意图。
具体实施方式
[0053] 以下将结合具体实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。另外，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
[0054] 本发明其基于自动化监测系统实现，自动化监测系统至少应包括用于采集监测数据的数据采集模块、用于对监测数据进行处理和计算的数据处理模块和用于显示数据的显示模块。数据采集模块为在机组基础工程的重点部位安装的传感器、仪器等，这些传感器和仪器能够监测和采集各项数据，如变形、倾斜、振动、腐蚀、沉降、冲刷等等。数据处理模块采用设置在监测地及云端数据中心的计算机实现。显示模块通常为设置在监测地和云端数据中心的显示设备。本发明提供了一种海上风电安全监测信息动态管理与可视化方法，其在自动化监测系统的基础上，以远程信息化管理的方式实现对复杂、海量监测基础信息进行动态维护和管理，具体的说，其总体流程如图1所示，包括如下步骤：
[0055] 步骤一：建立海上风电安全监测空间信息分类体系
[0056] 如表1所示，本发明将地物空间信息划分为四个层级：海上风电场所处海域的基本空间信息为一级、重点监测区域空间信息为二级、自动化安全监测分项系统空间信息为三级、监测单元空间信息为四级。其中一级地物包含有若干二级地物，二级地物包含有若干三级地物，三级地物包含有若干四级地物。一级地物名称有沿海地形、海域、行政区划、风电场区域等，该级信息为较大的划分好的空间区域。二级地物名称有码头、风机、海上升压站、陆上站等，该级信息为海上风电场所处海域内包含的小一些的区域、地点、站点、大型设备等，二级地物名称还会再进行分级，例如表1中，风机分级为基础、叶片、机舱、塔筒，海上升压站分级为基础和上部组块。分级层次越多则对地物的监测和显示更加细致。三级地物名称有沉降、倾斜、振动、航道等，该级信息为二级地物的运动、形变、位移图形、轨迹。四级地物名称有测点、仪器等，该级信息为三级地物的各监测站和设备的坐标。各地物名称对应的数据类型在表格中说明。
[0057] 表1海上风电地物空间类型划分表
[0058]
[0059] 本发明以一个具体的实例进行说明。表2为该海上风电场的空间分类示例。其中，海上风电场1的所属区域为一级地物空间类别，数据类型由多边形(Polygon)表示；海上风电场1的内部划分码头、风机、海上升压站和陆上站四个部分，统一归类为二级地物空间类别，以宏观方式表达的数据类型皆为点(Point)表示，以初级微观表达的数据类型由平面多边形(Polygon)表示，以高级微观表达的数据类型由立体图形(Volume)表示。本例忽略二级地物宏观表达和高级微观表达。表2中展示出了三台风机，其二级地物名称包括基础、叶片、机舱、塔筒等。以风机1为例，风机1中的基础沉降1数据、塔筒倾斜1数据、叶片振动1数据是归类为三级地物空间类别的自动化安全监测分项系统空间信息，数据类型由弧(Line)表示。依然以风机1为例，其中监测单元归类为四级地物空间类别，主要包括测点数据(测点数据是指根据测点所在的经纬度生成等空间信息、并涵盖处于哪个监测系统，属于哪台风机这些信息)和仪器数据(表示仪器处于哪个测点位置)，数据类型由点(Point)表示。由此，本步骤在分级的基础上对所有地物分别分配了点、弧、面、体四种类型空间类型属性。
[0060] 表2海上风电场空间分类示例
[0061]
[0062] 步骤二：以三维坐标记录步骤一中划分的各种类型的地物空间信息，以点构成弧(线)、弧构成面、面构成立体图形，从而以点的三维坐标为基础记录单元，并记录相邻地物的拓扑关系(以点、弧、面表示的各种地物之间的邻接、关联、包含和连通等关系)。单一点状地物空间信息记录为(经度，纬度，高程)，如测点1记录为(120.728783，33.630795，54.223419)，测点2记录为(120.728784，33.630795，54.223419)，测点3记录为(120.728785，33.630795，54.223419)，测点4(120.796561，33.630631，62.704765)；
[0063] 弧状地物由弧段起节点、终结点及中间点串的点三维坐标集合组成，并记录对应节点的先后连接顺序表示点的几何拓扑关系。如分项监测系统“沉降1”的地物空间信息记录如表3所示：
[0064] 表3弧状地物空间信息记录示例表
[0065]
[0066] 面状地物由组成该面状地物的多个弧段记录组成，并记录对应弧段的先后连接顺序表示弧段的几何拓扑关系。如“风机1‑基础”的地物空间信息记录如表4所示：
[0067] 表4面状地物空间信息记录示例表
[0068]
[0069] 基于表4，面状地物“风机1‑基础”的所有从属弧段采用弧状地物记录的方式。
[0070] 体状地物由组成该体状地物的多个面记录组成，并记录对应各个面的相对位置表示其几何拓扑关系。由此构成海上风电安全监测地物空间信息表。
[0071] 步骤三：在ArcGIS软件(根据需要，也可采用其他GIS软件)中载入步骤二中记录的地物空间信息表，生成点、线、面、体四类矢量图层，如“沉降1.shp”为矢量线图层，“风机1‑基础.shp”为矢量面图层，“风机1测点.shp”为矢量点图层。图6即为根据二级地物风电桩生成的矢量面图层，图层中设置有各个测点。
[0072] 进一步对矢量图层栅格化，采用矢量‑栅格一体化数据结构实现海上风电地物空间信息结构重组，并对各层级所有地物空间信息进行唯一性标识，例如采用如表5所示的编码(表中仅展示出部分编码以作示例)。使地物描述具备高空间精度，且尽可能避免数据存储的冗余度，同时地物的栅格表达便于空间信息、属性信息和监测数据的融合。
[0073] 表5地物编码表示例表
[0074]
[0075]
[0076] 步骤四：，依次提取步骤三中第四级地物的属性信息、监测数据和空间信息表，对第四级地物的点状标识进行属性信息(如计算公式、参数、生产厂家、等数据，预先在数据库里进行存储)、监测数据(存储在数据库中)的匹配，将每个测点对应的属性信息表、监测数据表附予与测点空间信息相一致的唯一性标识，依据唯一性标识级联地物基础空间信息、属性信息、监测数据等多类型数据表，本例中是对每张关联表都赋予相一致的编码字段，形成基于唯一性标识的海上风电安全监测点多表级联关系，将表和级联关系在SQLServer中建立数据库存储管理。图5为以测点地物为例的多表级联关系，其中，测点空间信息表、测点数据信息表、测点属性信息表通过测点编码进行关联，以供管理和展示。
[0077] 步骤五：依据图2的海上风电安全监测测点动态维护流程，开发对应软件功能，采用相应的测点管理软件模块，实现对测点的动态维护和管理。软件中对测点对象(测点本身及从属于测点中的仪器)的任意操作产生的信息变化，能够实时触发测点关联的综合信息动态更新，并且自动化、可视化、批量化的维护测点信息。测点管理软件模块用于对测点进行新增、删除、修改(编辑)，并用于对仪器进行新增、删除、修改(编辑)，此外，还用于建立、删除、修改测点和仪器之间的关联关系。本例中，测点管理软件模块包括测点维护管理单元、仪器维护管理单元、测点‑仪器关联单元，分别用于实现上述功能。图7为测点基本信息维护界面示意图。
[0078] 以新增“测点1”、“仪器1”并将“仪器1”配置为“测点1”内置仪器为例：赋予测点1编号ID“P00001”，编辑测点1对应的基本空间信息(包括经纬度、高程、所处风机等实际的空间信息)、监测项目分类信息、计算公式及参数、图形坐标信息、整编图表分组信息等，并基于基本空间信息的编辑更新地图，基于图形坐标信息的编辑更新图形，当测点实际空间信息、图形坐标信息更新后，在图形中对应的地图显示、图形显示上的测点位置会可视化的自动更新改变。对应测点1，新增一支内置仪器，赋予编号ID“Y00001”即仪器1，编辑仪器1对应的仪器基本信息、原始物理量信息、监测成果信息、预警指标、启/停用时间、计算公式及参数等；保存对仪器1的编辑，保存对测点1的编辑，所有新增信息存入数据库。当该仪器的信息已建立时，可直接根据仪器编码ID选择需要分配的仪器。
[0079] 以“测点1”的内置仪器“仪器1”报废，内置仪器更换为“仪器2”为例：在数据库中查询编码为P00001的测点1对应的基本空间信息、监测项目分类信息、计算公式及参数、整编图表分组信息等；对应测点1，新增一支内置仪器，赋予编号ID“Y00002”即仪器2，编辑仪器2对应的仪器基本信息、原始物理量信息、监测成果信息、预警指标、启/停用时间等，保存对仪器2的编辑；对应测点1，编辑仪器1的停用时间为当前系统时间，并将测点1内置仪器信息由仪器1更换为仪器2，保存对测点1的编辑，所有更新信息存入数据库。
[0080] 以同时报废“仪器1”和“仪器2”，将“测点1”变更为停用状态为例：在数据库中查询编码为P00001的测点1对应的基本空间信息、监测项目分类信息、计算公式及参数、整编图表分组信息等；对应测点1，编辑仪器2的停用时间为当前系统时间(此时仪器1延续上文中的停用状态)，设置测点1状态为“停用”，保存对测点1的编辑，所有更新信息存入数据库。
[0081] 系统还提供了空间信息管理和风机管理功能，图8即为风机基本信息维护界面示意图，通过该界面可以维护风机信息。系统采用可视化方式展示和维护各级地物信息，并将信息维护结果实时展示在画面上，例如，图9为风电场可视化地图刷新及信息关联示意图，图10为风机可视化图形刷新及信息关联示意图。图11为重点监测区域测点配置维护示意图。在维护信息时，可利用表格进行风机位置、风机基本信息、测点信息等的维护，表格处理以后对应图中的各个要素就相应更新改变了，也可以在图形中选择特定的风机元素，对风机的信息进行更改和维护，维护结束后图形可视化自动更新到最新的显示信息。
[0082] 步骤六：利用步骤三中生成的矢量图层，在ArcGIS软件中根据图3的流程对不同类型图层进行加载、坐标定义、叠加、属性拼接、编辑、渲染、三维建模等处理，形成mxd格式的监测信息可视化基础图形文件供调用。
[0083] 以风机1‑基础的沉降监测为例：在ArcGIS软件中分别加载步骤三生成的“沉降1.shp”、“风机1‑基础.shp”2个矢量图层，分别给2个图层定义统一的坐标系和投影信息(如坐标系为西安1980，投影方式为高斯投影)，并进行图层属性编辑；新建风机1‑基础上的沉降监测测点图层，Point类型，保存为CJPoint.shp(测点图层)，在ArcGIS中使用图形编辑工具，在“沉降1.shp”和“风机1‑基础.shp”2个矢量图层叠加的基础上，依次添加沉降监测测点，并编辑测点属性图形，输入测点编号、图形坐标、监测项目、内置监测仪器、仪器编号等属性信息；设置测点颜色、符号类型、符号大小、显示文本等图形样式，保存三个图层，生成“风机1‑基础沉降.mxd”文件，在数据库中存储文件名、文件路径、图形绘制尺度转换标准(即沉降监测数据1cm/当前图形尺度1个单位)等信息。
[0084] 步骤七：依据图4监测信息图形可视化绘制流程，以风机1‑基础的沉降监测数据二维展示为例：加载步骤六中生成的“风机1‑基础沉降.mxd”文件；根据文件名称查询获得存储文件名、文件路径、图形绘制尺度转换标准等信息；指定数据查询时间，根据沉降监测测点编号、仪器编号查询指定时间的监测数据、测点数据评判法则(存储在数据库相应表格中)、异常判定标准(存储在数据库相应表格中)等信息；以“沉降1.shp”为沉降发生前的标准位置示意线，在“CJPoint.shp”测点图形坐标的基础上加上指定时间下的测点沉降数据，经过图形绘制尺度转换标准的转换，绘制沉降发生后的测点位置，并按照测点先后顺序依次连接变化后的测点，生成沉降发生后的位置示意线；给沉降发生后的位置示意线设置颜色，与沉降发生前的标准位置示意线的颜色进行区分；根据当前查询的测点数据结果，判定当前测点监测数据是否缺测，若缺测则以黄色圆点进行标注，否则再根据测点数据评判法则、异常判定标准等信息，判断测点数据是否存在异常，若存在异常则以红色原点闪烁进行标注，突出显示进行报警，否则以绿色圆点正常显示。
[0085] 为了实现上述海上风电安全监测信息动态管理与可视化方法，本发明还提供了能够实现该方法的海上风电安全监测信息动态管理与可视化系统，包括海上风电安全监测空间信息分类记录模块、矢量‑栅格一体化数据结构重组模块、建立基于监测测点单元的多信息表级联关系模块、监测测点动态维护模块、基于GIS的海上风电安全监测基础图形配置模块、海上风电安全监测综合信息自动可视化模块。
[0086] 海上风电安全监测空间信息分类记录模块用于实现上述方法中步骤一、二的流程；矢量‑栅格一体化数据结构重组模块用于实现上述方法中步骤三流程；建立基于监测测点单元的多信息表级联关系模块用于实现上述方法中步骤四流程；监测测点动态维护模块用于实现上述方法中步骤五流程；基于GIS的海上风电安全监测基础图形配置模块用于实现上述方法中步骤六流程；海上风电安全监测综合信息自动可视化模块用于实现上述方法中步骤七流程。
[0087] 其中，监测测点动态维护模块至少应包括如下几个单元：
[0088] 新增测点、仪器单元，用于：
[0089] 赋予测点编号ID，编辑测点对应各项信息，并进行可视化更新；对应测点新增内置仪器，编辑仪器对应的各项信息，保存对仪器和测点的编辑，存入数据库，当该仪器的信息已建立时，直接根据仪器编码ID选择需要分配的仪器，将仪器分配至测点；
[0090] 报废、更换仪器单元，用于：
[0091] 在数据库中查询相应编码的测点对应的信息；对应测点新增内置仪器，赋予编号ID，编辑仪器对应的仪器信息，保存对仪器2的编辑；对应测点，编辑需要报废仪器的停用时间为当前系统时间，并将测点内置仪器信息由需要报废的仪器更换为新增内置仪器，保存对测点的编辑，所有更新信息存入数据库；
[0092] 停用测点单元，用于：
[0093] 在数据库中查询相应编码的测点对应的信息；对应测点编辑测点下仪器的停用时间为当前系统时间，设置测点状态为“停用”，保存对测点1的编辑，所有更新信息存入数据库。
[0094] 本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
