序言

可视化（Visualization）是利用计算机图形学和图像处理技术，将数据转换成图形或图像显示出来，再进行交互处理的理论、方法和技术。它涉及计算机图形学、图像处理、计算机视觉及计算机辅助设计等多个领域，是数据的显性表达方式，是真实世界影像的客观映射，更是虚拟现实的主观创造。

可视化可聚焦转折，可浓缩结果，可追踪过程，可溯源起因，可透视结构，可虚拟未来。它以人类4种思维模式（感知、逻辑、形象、直觉）中的形象思维为切入点，深度刻画电力系统的特征及影响它的周边环境，是研究数据表示、数据处理及决策分析等一系列问题的综合技术。可视化发展的核心要义有三点，一是揭示数据、影像背后的真相；二是加强人机交互的设计感和真实体验；三是创新可视化技术。

电网可视化是可视化技术在电网中的应用，伴随着电网调度数据的迅猛增长及电网全环节过程管控的需求应运而生，从最初的数据可视化逐渐向信息决策可视化、安全与质量流程管理可视化、气象地质环境可视化及未来虚拟现实交互的数字孪生和元宇宙技术方向发展，大体呈现“点—线—面—立体”的可视化技术发展轨迹。“点—线—面—立体”的可视化技术侧重不一，“点”有前端信号采集加边缘技术，“线”有信号传输及多角度时空信息聚合，“面”有资源透明及全局结构可视，“立体”有万物互联及人与对象互动趋势走向描述。核心技术包括前端采集与处理技术，从各类数据到音频、视频、文字、图像等的捕获，后台技术包括从电网及环境的动态变化过程描述技术，到信息与专业深度融合的决策分析展示技术，以及跨领域的知识发现多模态综合技术。

目前，电网可视化在设备管理方面的应用主要是指在输电、变电、配电领域，通过安装可视化装置实时获取电力装备图像、视频，利用远程监控、人工智能及移动应用等先进技术，实现电力装备状态清晰可见、隐患自动识别并及时告警的一种电力装备管控方式。电网可视化用于设备管理专业的技术包括电力输电线路通道可视化、电缆隧道火灾识别、变电站机器人巡检、电力设备故障诊断、融合物联网多维感知的站所智能巡检系统，以及电网设备数字孪生等方面。

本书在电网可视化设备管理专业应用的探索大大拓宽了观察、理解及掌控电网的视野和能力。相信本书的面世，能极大吸引电力专家的兴趣，为新型电力系统的构建提供一条有效的途径。例如，通过电网调度可视化系统，能够帮助调度员掌握未来电网中清洁能源占主体的不确定性、用户侧的移动及替代性，使复杂电网的数据具备可读性、可辨性、可概括性和可提示性，从而使调度员博观而约取，对电网的运行状况一目了然。

然而，我们应清醒认知目前电网可视化仅处于起步阶段，以人为本的可视化技术如何成为牵引电网数字化转型的关键技术，探索电力系统专业全环节与可视化技术的交互设计和技术，实现从“所见即所得”到“所思即可视”的智慧理想王国将成为这个专业领域的技术制高点。总之，无论是中国古人郑樵《通志》的“置图于右，置书于左，索象于图，索理于书”，还是伟人毛泽东《实践论》的“去粗取精，去伪存真，由此及彼，由表及里”，都对可视化与智能化做了高度前瞻的指引，为可视化的深刻内涵和发展机理指明了方向。

刘俊勇