勘测设计论文范文

导语：如何才能写好一篇勘测设计论文，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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1.项目投资中的风险管理方法

水电勘测设计项目投资具有高风险性，有效的风险管理是投资产业取得成功的根本保障。为了实现投资保值和增值的风险管理目标，常采用以下风险管理方法。

1.1对项目投资机会的审慎选择和评估。投资家将对拟投资的水电勘测项目进行充分的风险识别与相应的前期评估。在风险投资之前，水电勘测企业设计将对投资项目的各种能够影响风险资本增值与退出的风险充分加以分析，并设计相应的风险管理和控制方案。同时，水电勘测企业设计把风险管理的策略转化为投资协议的若干条款与投资家的积极参与管理的实践中。

1.2全面分散投资来降低风险。

（1）项目组合。水电勘测设计项目风险投资的风险很高，风险资本的投资必须分散化。投资必须在一系列有较好前景的行业中，根据以往水电勘测设计企业风险项目投资的经验，最好将管理的全部资金投向30——40个组合投资风险企业或项目中。实际操作中，具体的风险企业数量一般随着总体风险资金的增加而适度增加。

（2）阶段组合。水电勘测设计企业根据项目处于不同的发展阶段决定投资的比例。任何一个投资家都知道，项目风险的程度与项目收益是有很大关联系的，即或是同一个项目在不同的阶段风险的大小都是不一样的，换句话来说，理性的企业不在项目的不同阶段做出不同的投资。投资刚刚发展的项目时企业就要非常谨慎，对能够影响项目风险的因素做好全面深入的调研，而投资比较成熟的项目，由于已经度过了增长阶段的危机期，能够影响其运作的风险较小，企业要做出合理的投资，阶段组合是水电勘测设计项目投资时一个降低风险的选择。

（3）产业组合。水电勘测设计投资必须专注于高增长行业。投资将风险资金投向大量不同的产业，包括水利水电工程及配套工程，建筑工程，公路桥涵、港口河海工程，岩土工程，送变电工程，人防工程，水文水资源，地质灾害的综合勘察、科研试验、环境影响评价及工程的咨询、设计、监理、总承包。这种产业分类可以减少某产业的衰退对于风险投资组合的不利影响。

（4）融资决策。水电勘测设计企业可以在一定资金规模约束下，向外部融资以投资于风险项目。当风险项目发展到扩张期时，该企业的权益资本已经得到增值，但是缺乏流动性。企业借钱投资，实质上是一种高杠杆投资，不仅使投资者的收益提高，也保证了投资企业顺利扩张，维系了投资家与企业的良好关系。

2.项目风险投资的风险控制

任何一个项目的投资都是有风险的，企业对项目的投资也是参与企业实际管理和控制的过程。水电勘测设计企业项目风险投资管理强调了资本推动机器设备、技术等各种资源的优化配置；并实现资本增值的最大化；水电勘测设计企业项目风险投资控制强调各种外部、内部的不确定因素对最优决策执行的影响，通过对这些风险的控制投来识别与采取措施缓和或消除这些因素的不利影响。水电勘测设计企业对项目的风险控制是伴随着整个项目的过程中的，如图1所示:在投资一个项目之前会做相应的事前风险评估，事前风险评估主要为水电勘测设计企业提供是否进行此次项目投资的依据，同时也是水电勘测设计企业对项目风险因素识别的一个途径。水电勘测设计企业事前的风险评估主要包括对项目的识别、投资的人力、物力进行评估，进而对项目进行初审和筛选。对项目进行了事前的风险评估之后做出相应的投资决策，同时签订风险投资协议，当然在这一过程中离不开监督决策，对项目投资的执行过程的风险起到一个很好的监督调控。尽管做了事前风险评估，但风险具有不确定了，在项目的执行过程中随时随地都有可能发生，在项目的执行过程中，投资前没有产生或者没有察觉到的风险因素都有可能对项目收益的不利影响，这时的风险评估、监督与相应的管理方案、控制措施变得更加重要。事后的风险评估是在风险项目退出之后进行的，水电勘测设计企业对项目做事后的风险评估是对新一轮风险投资项目总结经验与教训，将事前评估、执行监督与事后评估紧紧连接起来，形成一个闭合的轮回，正真做到有项目的地方就有对项目风险的评估，监督管理、调控，形成一个动态的过程，这将无疑提高水电勘测设计企业项目风险投资运作的成功概率。

二、水电勘测设计企业项目投资中的风险管理的意义

随着科学技术和社会生产力的迅猛发展，项目投资的规模化以及技术组织管理的复杂化突出了项目投资管理的复杂性和艰巨性。作为项目投资中的风险管理的重要环节，项目投资中的风险管理作为一门管理科学越来越为世界各国所重视，并逐步得到推广，它使人们有意识去认识风险、控制风险、减少风险和转嫁风险。

1.对项目组织的作用

项目投资中的风险管理对项目组织的作用主要表现在以下几个方面：

（1）项目投资中的风险管理能促进项目投资决策的科学化、合理化，降低决策的风险水平。利用科学的、系统的方法，项目风险管理能够控制和处理各种项目风险，进行科学决策。

（2）项目投资中的风险管理能够保障项目组织经营目标的顺利实现。实施项目风险管理后，项目组织所面临的风险损失可以减到最低程度，并能在损失发生之后及时合理地提供补偿，从而增加项目收益和减少项目支出，保障其经营目标的最终实现。

2.对社会经济的作用

项目投资中的风险管理对社会经济的作用主要表现在以下几个方面：

（1）项目投资中的风险管理有利于中国特色社会主义市场经济的健康发展。按市场规律办事，必然导致竞争加剧、资源紧张，特别是随着我国加入WTO，中国经济与世界经济接轨，经济建设需要更为科学全面的风险管理。项目投资中的风险管理对于消除和控制社会经济建设中的不确定性，规范社会经济行为，保障我国社会主义市场经济的健康发展具有积极意义和重要作用。

（2）项目投资中的风险管理有利于资源的合理配置，提高全社会的资金使用效率，从而促进国民经济产业结构的优化。项目投资中的风险管理不是消极的承担风险，而是积极地预防和控制风险，并为风险损失提供补偿，促进资金和社会资源合理流动。

三、结语

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【关键词】水利水电工程；勘察设计；问题；对策

前言

自改革开放以来，水利水电工程建设在我国社会发展中占据的地位越来越重，所受到的关注也越来越多，这不仅是其本身对社会发展的贡献，也取决于它与人们日益生活息息相关。水利水电勘察设计作为水利水电工程建设中重要的一个环节，做好相关工作，解决在过程中产生的问题是推动水利水电工程发展的一大重要手段。

一.水利水电工程勘察设计存在的问题

1.基本资料准备不充足

在进行工程勘察设计之前所需的基本资料准备不充足是勘察设计的一大问题。水利水电工程与其它工程不同，它所受的影响因素太多，地形、地质、水文、气候、水资源余缺状况以及当地的发展等等都有着极大的联系，所以对于水利水电工程勘察设计所需准备的基本资料也是十分多的，就目前水利水电工程勘察设计而言，就存在基本资料准备不充足的问题，具体表现在：相关勘察设计部门为节省指出为在设计中进行考察，只依靠文本或口传相授的信息作为水利水电工程勘察依据、对当地用水状况以及风俗习惯不了解，而由此有可能引发后续的矛盾等等，这不仅会造成后续勘察设计中出现意想不到的以外，也会致使浪费资金，影响后期水利水电工程施展的进度。

2.未充分勘察就进行设计

未充分勘察主要表现在两个方面。第一，没有进行实地考察。勘察设计竟然没有进行实地考察，这似乎是很荒唐的事，但是在水利水电工程勘察设计中却也存在这一隐患，可想而知，由此设计出来的工程肯定也是漏洞百出的，不仅难以达到预期的效果，同时也会加大后期保养工程的难度。第二，将实地勘察作为“走过场”或者勘察不到位等，这也是勘察不充分的一大表现，这种情况的后果跟丝毫为进行实地勘察有相似的地方，会直接导致设计不合理、浪费施工费用等等。

3.勘察技术精确度不高

水利水电工程勘察设计对勘察技术有着较严格的要求，但目前相关勘察设计单位从业人员普遍能力资质平平，技术也相对较落后，再者由于水利水电工程较隐蔽，勘察难度较大，勘察手段并不完善，与此同时勘察人员力求增强安全系数，一些勘察行动难以进行，因此勘察结果以及勘察报告的质量相对而言也就有待提高，因此导致勘察技术的精确度并不高，这不仅会影响设计的效果，同时也会对水利水电工程施工带来不利。

4.总体设计有盲目性

一些水利水电到程勘察设计人员缺乏对工程深入的了解，在进行水利水电工程设计过程中，完全依赖于勘察结果和勘察报告，没有对工程再进行进一步的分析，恰好忽略了水利水电工程中最重要的“因地制宜”的因素，同时过于保守的考虑安全系数而忽视了其本身存在的问题。这种盲目的设计不仅会造成资金的浪费，同时也会对水利水电工程总体结构造成负面的影响。

5.设计方案过于单一

在进行水利水电工程勘察设计方案的可行性研究阶段过程当中，只有通过充分的论证以及比较才能最终确定最优设计方案，但是目前水利水电工程勘察设计可行性研究阶段中最多关注的布局合理与否、投资预算是否合理、运行条件等等，仅仅是在已推出的方案之中进行考究，而忽略了对方案进行比较从而择出最优方案这一重要步骤，所以水利水电工程勘察设计人员在进行设计构造时，只会在一种方案上反复研究，不会设计出多种方案以供选择，从而导致使设计方案难以达到最优。

二.解决水利水电工程勘察设计问题的对策

1.基本资料准备充足

基本资料准备充足是进行水利水电工程勘察设计的前提，因此在设计之前要对基本资料准备充足。一方面，对工程范围内以及周边的水文条件进行严格审查，同时从水文条件下手，认识到自然环境、认为环境以及地形地质等因素对其所产生的影响，而这所牵引出来一系列的因素也预示着水利工程勘察设计对于基本资料必须要准备充足并且认真仔细的喝茶，确保无误，在此基础上必须要注意其实效性以及信息、数据的精确性，才能最大程度的保障水利水电工程勘察设计方案最优。

2.勘察人员要不断加强自身水利水电工程勘察及设计能力

勘察是水利水电工程勘察设计中重要的一大步骤，因此作为勘察人员，要不断加强自身勘察及设计能力，严格按照勘察标准，严格无误的进行勘察，确保勘察结果精确有效，为后续的设计工作打下夯实的基础。随着技术时代的到来，勘察人员应善于运用高可以勘察仪器，切忌墨守成规，最大程度的确保勘察结果的精确性。在此基础上，不断督促自身学习勘察技术及相关勘察方法，从而为水利水电工程勘察设计奠定基础。

3.实事求是地进行水利水电工程勘察设计

就目前而言，相当一部分水利工程事故的发生都是由设计不合理而引发的，例如，由于勘察不准确而导致设计中的参数出现偏差、地基处理不当导致设计不达标、设计太过保守以至于水利工程的桩基础施工不能满足设计要求等等，所以这都要勘察设计人员严格按照设计标准，根据实际勘察报告，将整个设计范围内的水文条件等考虑到设计当中，切忌盲目设计，在保障安全系数符合标准的前提下实事求是地根据实际情况进行设计，只有这样才能保障水利水电工程勘察设计趋于最优，才能推动我国水利工程实质意义上的发展。

4.实行勘察设计监理制度

虽然就现阶段而言，水利水电工程的监理制度相对已经比较完善，可以从进度、资金以及施工质量三个方面来对工程的各个阶段进行控制。但是，其实不然，在设计可行性考察阶段，通常都是一家之言，并未经过太多的细致的审查，很少有部门或者工作人员对设计进行太过深入的审核，那么这就丧失了审核设计最初的意义，但是一旦已经审核的设计出现了问题，那么结果将是难以预料的。因此，解决水利工程勘察设计问题的一大重要措施就是实行勘察设计建立制度，通过对整个勘察设计过程进行严格的监督与管理，从而确保勘察设计符合设计标准以及水利水电工程设计要求，以提高整个水利水电工程勘察设计质量，从而促使设计工作更加妥当，也有利于投资预算的控制。

5.严格按照水利水电工程勘察设计标准进行设计

要确保整个水利水电工程设计的经济合理性以及安全可靠性，就必须严格按照设计标准实行设计。首先，需要将水利水电工程中所的枢纽及其周边的建筑物按照一定的分等要素进行分等及分级。所设计到的相关建筑物应根据规定，采用一定的防洪标准，确保建筑物达到规范内发生自然灾害时能保证其安全。相对于其它综合利用的工程，则需要按照规定将其划分为不等等级，不同建筑物等别应以其最高等别为准。总而言之，相关建筑物的分等分级须严格按照相关部门规范规定来划分。

三.结束语

水利水电工程是复杂的工程，但是它又是非常重要的工程，一个国家的繁荣壮大和国民的幸福生活离不开它的贡献。勘察设计在水利水电工程中占据重要的地位，因此相关工作人员必须要严格落实好勘察设计这一重要环节，从而为水利水电工程建设打下夯实的基础。

参考文献：

[1]张平波.讨论水利工程管理中存在的问题与对策[J].城市建设理论研究（电子版），2013，（26）.DOI：10.

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关键词：道路勘测设计；教学改革；应用型本科

交通运输业是发展国民经济、促进社会进步的重要基础设施，道路工程是交通运输系统的重要组成部分，国家一直很重视道路工程发展，需要大量道路工程专业技术人才。道路勘测设计是道桥工程专业的主干专业课，主要研究道路的线形设计问题，通过学习学生应掌握道路选线、设计原理及应用，具备独立设计路线能力。然而目前教学中存在诸多问题，不利于培养学生的专业知识和技能。因此，我们本着学校应用型人才的培养目标，对道路勘测设计课程进行了教学改革，提出了一系列改革措施来提高课程教学质量和效果。

一、课程教学现状分析

道路勘测设计课程教学改革目的是提高课程教学质量和教学效果，培养出具备扎实路桥工程理论知识，熟练专业技能、较强实践动手能力和良好职业素养的应用型路桥工程人才。然而进行课程教学改革首先要明确课程教学现状，经归纳总结目前本课程教学中存在的问题主要有以下几点：

1.教材与现行规范不匹配。

2.课程内容多而教学学时严重匮乏。

3.在实际教学过程中，由于长期受应试教育影响，学生的学习观念和学习习惯已经形成了以教师为中心的被动型学习模式。

4.该课程教学内容包括道路测设原理与方法、计算理论、道路设计文件编制等内容，不同知识点与知识结构需要不同的教学方法与教学手段，而目前的教学没有针对不同的内容与要求灵活运用多种教学方法与教学手段。

二、教学改革措施

1.修订教学大纲

教学大纲是教学工作开展的纲领性文件，应以本校应用型本科人才培养目标为基础对道路勘测设计课程教学大纲进行修订，确保该课程教学大纲与道桥专业培养目标相匹配。经教研室及课题组参与人员的共同讨论和集思广益，完成了道路勘测设计40课时的理论教学大纲和1周的课程设计教学大纲的修订工作。

2.整合教学内容

（1）采用合理的教材。教材是否合适对教学工作开展和教学质量都有重要影响，因为教材既是课堂教学的主要依据，同时也是学生进行课后复习的主要资料。一本合理的教材能帮助学生在听完教师课堂讲授后进一步复习自学，加深对知识的理解和掌握。目前选用的道路勘测设计教材符合应用型本科人才培养目标，教材内容深入浅出，具有较好的可读性。

（2）精简教材内容，合理分配课时。课程教材包括公路设计和城市道路设计两部分，教学内容多，相比之下40学时的理论教学时间显得非常紧张，因此如何充分利用有限课时组织好教学内容是关键。结合本专业的培养计划安排，确定本课程讲授以公路为主线展开。深刻理解教学大纲，精心领会教材，抓住教学重点强调关键，力求在有限的学时内收到最佳的教学效果。本课程的教学重点主要包括道路选线、平面线形设计、纵断面线形设计、平纵线形组合设计及横断面设计等；难点主要有选线、平曲线要素确定及里程计算、纵断面上竖曲线设置、横断面上的超高设计及平纵线形组合设计等。

（3）合理安排课程设计。课程设计是检验学生理论学习成果的重要手段，是锻炼学生独立分析问题和解决问题的重要实践环节。在整个课程设计过程中，主要培养学生查找各种规范和标准图集的能力，掌握路线设计步骤方法，完成道路选线、平面、纵断面及横断面设计。由于课程设计时间只有一周，根据以往经验，时间较紧，因此可在讲授完“选线”内容后就布置课程设计，可让学生及时将选线知识应用于实践，同时也为课程设计争取时间，从而做出高质量的课程设计成果。

3.优化教学方法

（1）注重培养学生学习兴趣，采用启发式教学法。道路勘测设计课程一般安排在学生进校的第五学期学习，属学生较早接触到的专业课程。在此之前，学生基本上没有接触专业课程的学习，所以在该课程的教学过程中，教师不仅要重视课程知识的系统教授，还要结合专业思想教育树立学生日后从事本专业工作的信心。主讲教师应结合以往的教学特点注重强调本课程的重要性，采用启发式教学思维，激发学生学习本课程的兴趣和后续专业课程的学期期望。教师要改变以往“满堂灌”的教学模式，注意观察课堂上学生情绪和反应并及时做出回应。课堂上应让学生充分参与教学活动中来，加强师生互动，例如，可以在讲授新知识点前提一些小问题引发学生思考，从而期待新知识的学习。在习题课上，教师不应一道题从头讲到尾，而应突出讲解难点之处，其余则由学生自己求解并在课上共同讨论。

（2）采用先进的多媒体教学手段，注重多种教学方式相结合。传统教学一般采用板书进行，存在授课效率低下、不够形象生动等问题。而多媒体教学手段的出现恰好弥补了上述不足，借助多媒体可以将图形实例、工程案例清楚地展示出来帮助学生理解。例如，本课程在讲述“纵断面线形设计”时，给学生观看了“死亡公路调查”视频，通过案例让学生明确纵断面线形设计的重要性及设计不当带来的严重后果，同时还对避险车道有了进一步认识和理解构造组成。但是要注意不能滥用多媒体教学法，要依据教学内容需要采取合理的教学方法。例如，在竖曲线计算和平曲线设计计算的例题讲解时，采用板书法按步骤推导较为妥当。

（3）引入道路辅助设计软件，培养学生的实践操作能力。目前道路辅助设计软件应用非常广泛，为了增强学生的职业竞争力，本校购买了纬地道路辅助设计软件供教学使用。同时专门安排软件实训的教学环节来培养学生的软件操作能力，提高了学生的动手能力和岗位适应能力。

4.改进课程考核方式

课程的考核评定应能反映学生的综合素养，因此需考核学生的基本知识掌握及综合应用能力等方面。课程考核采用闭卷形式，课程成绩评定主要依据期末考试卷面成绩、平时成绩来进行综合评定，其中期末考试卷面成绩占70%，平时成绩占30%。其中作业是平时成绩的主要构成部分，作业一部分来源于教材中的概念题和计算题，学生需按时完成上交供教师批改点评；另一部分则是注重培养学生的综合能力，学生可借助图书馆文献和网络资源撰写相关知识点的学结、调研论文等等。对于课程设计的考核要改变以往就按课程设计报告定成绩的模式，采取综合评分方法，即课程设计成绩应包含平时成绩、口试答辩成绩和报告成绩，避免一次考核定成绩的随意性，同时也可锻炼学生的表达能力。

5.实践教学改革

鉴于目前本课程的实践教学环节较为薄弱，建议增加道路勘测设计现场实习。通过实习基地的建立，利于教师指导学生真正将道路勘测设计的程序进行实地操作训练，加深学生对理论知识的理解掌握，同时又在实践中得到了应用，真正做到理论联系实践，体现实习的效果，为日后走上工作岗位做好准备。

教学改革是一项艰巨的任务，需要长期坚持地不断总结和提高。道路勘测设计是道桥专业的一门主干专业课，教学效果的优劣直接关系毕业生的专业素养和技能。通过采取一系列的改革措施，效果已初步显现，但是课程教学改革之路还任重道远。

参考文献：

[1]杨少伟.道路勘测设计[M].北京：人民交通出版社，2009.

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马同志意志坚强，能吃苦是出了名的。

年月，长白山区已是凉气袭人，马同志在大阳岔棒槌砬子参与改线测量，由于几处线位跨越湍急河流，又无便桥可走，她们用一根木头架在河上搭住山道，马同志走在颤颤危危的独木桥上，一不小心掉进河里，刺骨冰凉的河水湿透了衣服，在寒风中阵阵发抖，她到附近的小旅店喝点姜汤去去寒，接着继续工作。

年，同志加大基础设施建设力度，开展举市大筑路，公路勘测设计任务比往年多了几倍，为了及时完成设计任务，她们选择在测量最不利的季节——月，进行野外测量。那是个冻人不冻水的时节，野外白茫茫一片，齐腰深的积雪，行走都很困难，脚下的高腰水鞋每走一步灌满了雪，雪到了鞋里又化了，当天工作结束时穿着的毡袜已湿透。进入深山老林测量，为节省淘要的相关行业法律法规，不断提高自己的工作能力和水平。年——年月，在营白公路建设期间，面对繁重的征地拆迁工作任务，马同志组织工作人员，认真收集学习土地法、土地管理条例、林木补偿标准、电力、电讯常用手册、拆迁有关规定等，学懂弄通相关知识。动迁电力电讯设施对马同志这个外行来讲非常困难，行业知识她不懂，无法审核被动迁单位所报方案及概、预算，她就到书店买、到专业人员那去借用有关专业书籍，把不懂的知识学懂弄通。每拆迁一处线路首先到动迁现场与被动迁单位核实动迁数量、选定合理动迁方案，方案确定后，审核概、预算，出色完成了拆迁任务。

工作中坚持原则，秉公行事。

年至年在北线二级公路指挥部工程科工作期间，一次在加筋土挡墙施工现场，施工单位设拉筋带数量不够，不分层碾压路基，造成路基不密实，挡墙使用寿命达不到设计要求。她发现后当即给施工单位下达了返工通知单，面对施工单位的拉拢和威胁，她丝毫不为所动，将现场情况进行汇报，及时将该队伍清除。为保证工程质量，她经常对工程质量进行日常巡查，发现质量问题马上找到总监代表、旁站监理、施工单位项目经理、总工，及时采取措施进行处理。

需要的相关行业法律法规，不断提高自己的工作能力和水平。年——年月，在营白公路建设期间，面对繁重的征地拆迁工作任务，马同志组织工作人员，认真收集学习土地法、土地管理条例、林木补偿标准、电力、电讯常用手册、拆迁有关规定等，学懂弄通相关知识。动迁电力电讯设施对马同志这个外行来讲非常困难，行业知识她不懂，无法审核被动迁单位所报方案及概、预算，她就到书店买、到专业人员那去借用有关专业书籍，把不懂的知识学懂弄通。每拆迁一处线路首先到动迁现场与被动迁单位核实动迁数量、选定合理动迁方案，方案确定后，审核概、预算，出色完成了拆迁任务。

工作中坚持原则，秉公行事。

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这是昆明医学院第一附属医院一间特殊的病房，房间里堆满了书籍、论文，床头有一块横板，随时可以成为移动的书桌。比起其它病房，这里更像一间书房。这里，住着一位特殊的癌症病人，身上输着液、插着引流管，剧烈的疼痛时时袭来，他却伏在病床案头上奋笔疾书。

这位74岁的古稀老人，是中国水电十四局教授级高级工程师刘元岐。作为中国水电十四局教授级高级工程师、云南省电建工程设计研究所总工程师，他5次获得国家、云南省科技进步奖，被评为“云南省有突出贡献的专业技术人员”。

刘元岐是山东济宁人，从小家境贫寒的他，读书格外用功。1954年，从山东大学工学院毕业后，刘元岐来到当时我国唯一的水电勘测设计部门———北京水电总局设计处工作。1958年6月，刘元岐受国家派遣，赴苏联水电科学研究院及加里宁工业学院学习。留苏期间，他每晚都学习到深夜，他说：“赴苏联学习的机会，是国家在物资匮乏的情况下，用无数优质的农副产品换来的，我们怎能不拼命学习、拼命工作？”

1962年，刘元岐学成回国，咬破手，用鲜血写下奔赴边疆建功立业的决心书。这年7月，刘元岐来到云南，先后到昆明水电勘测设计院和中国水电十四局工作。在云南的40年，是刘元岐不遗余力奉献的40年。40个春秋，刘元岐的足迹踏遍了云南的山山水水，为以礼河电站、六郎洞电站、西洱河电站、鲁布革电站等水电建设重大工程项目的规划设计及实验研究工作呕心沥血……

遇到科研中有争议的问题，刘元岐从不盲从权威，总是勇于实践，成了云南水利工程学界出了名的“倔老头”。刘元岐说：“做人要诚实，我就不赞成有的专家原来一个意见，一听领导的意见马上转了，我就要研究你转得对不对，转的对我支持你，你转的不对，该提意见我还提。”

1964年，我国第一座高水头、跨流域开发建设的梯级电站———以礼河三级电站铺设1820多米钢管后出现技术难题，由国内外权威专家组成的专家组出现意见分歧。一部分专家主张将管道炸掉重修，当时在业内尚属“初生牛犊”的刘元岐，力主进行现场实验、反对盲目炸掉。通过艰苦而危险的管道实验，证明进行局部补救的管道完全能使用，为电站工程节约了大量资金和宝贵时间。

2002年，刘元岐患上慢性肾功能衰竭、尿毒症，医院三次下达病危通知书，刘元岐开始了与病魔和时间的赛跑。当时，云南能源产业正面临“向何处去”等一系列重大战略选择问题，刘元岐与多年至交、现任云南省社会科学院南亚研究所所长王崇理合作撰写了《新世纪的云南能源》。2004年，病魔再次袭击了这位老人，他又被确诊为右侧腮腺导管癌再次入院治疗。今年3月，发生肿瘤骨转移，8月病情再次恶化……

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Laser Scanning for the

Environmental Sciences

2009 278pp.

Hardcover

ISBN: 9781405157179

Wiley-Blackwell

George Heritage等编

很长一段时间以来,三维物体表面表征方法一直是描述物体表面特征以及从微尺度到宏观尺度方便理解系统动力学的信息来源。数据收集过去常常通过野外制图技术和遥感技术来实现。近年来,在遥感技术领域里,以激光技术为中心的新型快速获取数据方法已经取得了相当大的进展,如激光雷达的出现提供给研究者高密度精确数据,它集成激光测距技术、计算机技术、惯性测量单元(IMU) /DGPS差分定位技术于一体,是用来采集精确可信的三维地球信息的一种技术,该技术具有自动化程度高、受天气影响小、数据生产周期短、精度高等特点,在地形测绘、环境检测、三维城市建模等诸多领域具有广阔的发展前景和应用需求。

本书是一本关于环境科学用激光扫描的论文集。本书借鉴了国际领先专家的经验,回顾了一系列可用的传感器和平台,讲述了数据获得、测量仪器、部署、勘测设计、数据处理的方法,突出了三维数据采集历史上重大技术突破,给出了一些环境领域的应用实例,评价了激光扫描技术在环境科学中起到的作用。

本书包括16篇论文,各论文目次分别为:1.激光扫描-学科的演化;2.三维激光扫描原理;3.激光扫描存在的问题;4.机载激光雷达:测量仪器、数据获得和处理;5.激光雷达数据的统计分析;6.总体数据问题、数据质量和协议;7.可得到碎石表面颗粒尺寸形貌特征的地面激光扫描;8.机载激光扫描-对天然或人造物体进行自动特征提取和处理的方法;9.应用地形学空间分布式数据设置和不同栅格分辨率粗糙度的三维流动数值模型;10.机载激光雷达测量海滩沙粒的数量改变;11.激光雷达在环境科学中的地质学应用;12.激光雷达在考古学中的应用:英国传统经验和教训;13.机载和地面激光扫描用于测量植冠结构;14.大规模河流系统中的水流模型和植被图;15.线状要素的激光扫描测量:考虑和应用;16.激光扫描-未来。

本书第一编者George Heritage是资深地貌学家,英国索尔福德大学环境与生命科学院的荣誉研究人员。他是河流和冰川环境地面激光雷达方面的专家。本书第二编者Andy Large是英国纽卡斯尔大学自然地理专业讲师。

本书写给大学教师、研究人员、环境科学方面专家和研究生。

孙培培,

博士生

(中国科学院力学研究所)

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关键词：公路 桥涵 水文 调查 计算

中图分类号：U448 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）05（c）-0056-02

1 水文调查及测量

水文调查工作主要是在桥位上下游调查历史上各次较大洪水的水位，确定河槽断面、滩槽划分、洪水比降和河床糙率，推算相应的历史洪水流量，作为水文分析和计算的依据；同时调查桥位附近河道的冲淤变形及河床演变，作为确定历史洪水计算断面的桥墩台冲刷深度的依据。

1.1 资料收集

（1）收集路线范围水系包含全部汇水面积的小比例地形图，从地形图量绘各桥涵位置的控制汇水面积、流域长度、宽度、坡度等特征值。（2）收集地区水文手册、水文水位站资料。（3）收集项目的防洪影响评价报告。（4）地质报告中河床质颗粒分析或塑、液限试验表。

1.2 水文调查及测量

（1）项目主要河流分布、特征，各河主要跨河工程的分布情况、运用情况及对桥位河段流量、流向、冲淤变化情况的影响，水利规划和河道整治方案。（2）项目区有无水文站或水位站及距各桥位的距离。（3）项目区有无水库、分洪区和滞洪区，与之有关系的桥址及距离。（4）桥址区地形、地貌、植被情况、土壤类型等特征。（5）形态断面选择在洪痕分布较多、河岸稳定、冲淤不大、泛滥宽度较小、无死水和回流、断面比较规则顺直河段上，宜与流向垂直。调查历史洪水情况时，应细心访问沿岸居民，查明历史洪水痕迹以及发生的时间（包括年月日）、大小和频遇程度。洪水痕迹是在历史洪水位处的标志。同一次洪水至少在两岸上下游调查3～5个可靠的、有代表性的洪痕点，并应考虑壅水及波浪的影响，以作必要的修正。对于每个洪水位，均应在现场标记编号，测定其位置和高程，并根据调查情况详细描述，作出可靠性评价。历史洪水位相应的洪水流量，可按明渠均匀流的方法进行计算。（6）水文断面应在桥位上下游格测绘一个；对河面不宽的中桥，可只测绘一个；当桥位断面符合水文断面条件时，桥位断面可作为水文断面。（7）测绘范围：平原宽滩河流测至历史最高洪水泛滥线以外50 m，山区河流测至历史最高洪水位以上2～5 m以上。（8）绘制内容：应绘出河床地面线、滩槽分界线、植被和地质情况、糙率、测时水位、施测时间、历史洪水位及发生年份、其他特征水位等。现场确定滩槽分界线、植被和地质情况。（9）河床比降的测量，水文断面上游不小于2倍河宽，下游不小于1倍河宽。

2 设计流量确定

2.1 有资料地区

（1）防洪评价报告中摘取。（2）上下游水库资料引用。（3）地区水文手册中摘取。

青海清水河6#大桥设计流量，由《青海省湟中-水文水利计算手册》某调查点：清水河F=2379 km2，长度106 km，坡度0.85%，n=0.040～0.045，重现期100年的流量为2780方/s（见手册P223）。

2.2 无资料地区

我们设计的项目大部分桥涵均为无现成资料可利用的，需要我们设计工作者选用相应的方法自行计算。

2.2.1 设计流量计算公式取用的原则

（1）汇水面积小于1 km2处可不计算流量，按构造涵洞尺寸设置涵洞。（2）汇水面积小于30 km2的桥位，采用小桥涵设计暴雨洪水流量计算方法径流厚度法应用文件确定其设计流量。用其他公式或洪水资料做校对。（3）汇水面积在30～100 km2的桥位，采用小桥涵设计暴雨洪水流量计算方法推理公式设计，暴雨洪水流量计算方法经验公式计算其流量。应用范围可延伸至300 km2。用其他公式或洪水资料做校对，若有洪水调查资料，以形态断面调查为主。（4）汇水面积大于100 km2的桥位，上下游均无水文观察资料情况下，可通过水文调查，采用形态断面法确定流量，用分区经验公式做验算。（5）汇水面积较大时，最好用多种方法相互验证。

2.2.2 讨论形态断面法

所谓形态调查法即实地考察历史上发生过的洪痕，并通过河道地形、纵、横断面、洪痕高程及位置等形态资料的测量，在按水力学方法推算历史洪峰流量。目前，主要通过建立形态断面，并绘制形态断面图，确定主河沟的糙率，主河沟平均坡度。有条件时实测水位和流速。结合形态断面进行洪水调查，确定比较可靠的某一历史洪水位及相应的频率。同时确定历史洪水位在形态断面上的过水面积和相应的比降等资料。推算形态断面上的历史洪峰流量，进而求得规定的频率的设计流量。

3 设计水位确定

根据确定的流量利用形态断面法根据谢才-曼宁公式计算水位标高。

4 桥梁孔径的确定

（1）桥孔最小净长度按《公路工程水文勘测设计规范》中6.2.1-1、6.2.1-2和6.2.1-4式计算。桥孔不宜压缩河槽，可适当压缩河滩。（2）桥孔布设还应结合上下游已建桥梁的孔径布设以及发生较大洪水特征年份的行洪状况确定。（3）河床的滩、槽划分准确与否，对桥孔长度计算影响极大，应根据河段平面形态、植被分布情况在桥位现场认真调查研究合理划分河床滩、槽。（4）河滩、河槽的洪水糙率系数应按规范规定合理确定。

5 桥面最小标高的确定

桥面设计高程按《公路工程水文勘测设计规范》中6.4.1-1式计算。不通航的内陆地区桥面最低高程计算，全面考虑设计水位、壅水高度、桥下净空、桥梁上部构造建筑高度。特别注意一点：桥下行洪高度为盖梁底面以下，应为盖梁为与水流方向相交的，是一个阻水面。

6 冲刷计算

墩台冲刷按5公路工程水文勘测设计规范6中7.3.1-1、7.3.1-4、7.3.1-5、7.3.2-1、7.3.2-2式计算。注意区分粘性土河槽和非性土河河槽，计算结果并以冲刷线的形式反映在桥型布置图中。

7 调整构造物设置调查

调治构造物是桥梁工程的重要组成部分，常见的形式有导流坝、丁坝及其他桥头防护工程。调治构造物的主要作用在于调节水流，使水流均匀畅顺地通过桥孔，防止桥位附近的河床和河岸发生不利的变形，以保证桥梁墩台和桥头引道的正常使用。是否设置导流工程，应根据河滩流量占总流量的比例来确定。根据经验，当单侧河滩的河道，桥梁引道阻断的流量占设计总流量的15%，或双侧河滩，以中中泓线将设计流量分为两部分，桥梁一侧引道阻断的流量占该侧流量的15%时，可设置导流堤；小于上列数值时可修建梨形坝；小于5%时， 加固桥头锥坡即可。

8 结语

以上内容也是一个桥涵水文调查的流程，调查工作可循此过程进行。望本文对同行的工作有所借鉴。

参考文献

[1] 苏明星，项少军，王峰.中非地区桥涵水文计算方法浅析[J].北方交通，2010（5）.

[2] 黄美兰，郭伟.采用流域比拟法计算桥梁洪水设计流量[J].铁道建筑，2008（7）.

[3] 汪晓霞.公路桥梁中的水文计算研究[J].中国高新技术企业，2010（9）.

[4] 许家源，张鑫.公路桥梁的水文计算[J]. 中国新技术新产品，2011（10）.

[5] 陈中月，朱俊，朱永红.公路中小桥涵水文分析计算[J].安徽建筑，2009（6）.

[6] 赵江辉.高速公路涵洞设计浅谈[J].山西建筑，2010（8）.

[7] 李懿君，王红，桂学.高速公路桥涵调查概要[J].山西建筑，2008（25）.

[8] 宫玉明，李非，徐百成，等.黄土丘陵沟壑区高速公路水文分析研究[J].交通标准化，2011（15）.

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第十届中国水论坛组委会主席、湖北省副省长郭生练教授主持了大会开幕式，武汉大学党委书记李健教授、长江水利委员会水文局局长王俊教授级高工、国家自然科学基金委员会工程与材料科学部水利学科主任李万红教授致辞，中国水论坛主席、中国自然资源学会水资源专业委员会主任夏军教授致感谢辞。水利部长江水利委员会主任蔡其华、挪威科学院Lars Gottschalk院士、华中科技大学张勇传院士、南京水利科学研究院张建云院士等出席了开幕式。

长江水利委员会主任蔡其华、中国南京水利科学研究院院长张建云院士、武汉大学夏军教授、挪威科学院Lars Gottschalk院士、湖北省副省长郭生练教授、香港中文大学陈永勤教授分别作了题为《三峡水库科学调度的几个关键问题》、《关于我国北方水资源问题的再认识》、《水系统科学与流域水环境治理的水质—水量联合调控技术》、Consistent “mapping” of statistical streamflow descriptors、《受梯级水库影响的设计洪水计算方法研究》、《广东省半个世纪以来的洪水、干旱与台风灾害演变特征研究》大会特邀报告。长江水利委员会水文局王俊局长、北京师范大学段青云教授、挪威奥斯陆大学许崇育教授、成都勘测设计研究院王仁坤研究员、北京师范大学徐宗学教授、中山大学陈晓宏教授、长江水利委员会长江科学院陈进院长、华中科技大学周建中教授、河海大学陈喜教授、武汉大学杨金忠作了主题报告。114位专家在分会场作了学术交流。

水资源问题已经成为制约经济社会可持续发展的战略性问题，本届中国水论坛围绕“变化环境下水问题与对策”，设立了5个分会场，重点探讨变化环境下水文演变规律、变化环境下水资源优化配置与可持续发展、水能资源开发与水库群优化调度、洪旱灾害演变与对策等4个专题。论坛结合南方洪涝灾害频繁的地域特点，科学解释变化环境对水科学的影响，展望未来水科学发展，从多学科交叉、多学科视野探讨解决水资源短缺、发展经济和保护生态环境的对策与措施，为经济、社会、环境科学发展过程中的水支撑研究提供科学依据，为解决我国及全球水问题做出贡献。

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【Abstract】With the comprehensive development of society， it is very important to use aerial survey technology of low altitude unmanned aerial vehicles in railway survey and design. It can make the overall planning and design of the railway to be more scientific and reasonable. This paper mainly analyzes the application of low altitude UAV aerial survey technology in railway survey and design， and puts forward the corresponding optimization measures.

【关键词】铁路勘测； 低空无人机；航测技术；运用

【Keywords】railway survey； low altitude unmanned aerial vehicle； aerial surveying technology； application

【中图分类号】P231 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）05-0150-02

1 铁路勘测技术的发展与应用

铁路勘测技术所涉及到的范围非常广泛，其中不仅仅会涉及到工程本身的工程测量，还包含着遥感、航空摄影测量、钻探等方面的工作，不同的测量技术也需要在不同的条件下，使用不同的设备来进行相应的工作。随着当前科学技术的快速发展，这些测量技术的测量也更为精确，部分技术达到了一个非常高的标准。在20世纪70年代中期，引进了航空摄影技术，当时的测量精度还不够高，很多方面的技术还不够完善，从而存在着一些问题。随着现代计算机技术的快速发展，航空摄影测量的技术也得到了更进一步地完善，使得航空摄影测量的精度越来越高。近些年来，我国的高铁发展越来越快，航空摄影测量技术的应用也越来越多，并取得了非常良好的效果。[1]

2 铁路航测外业设计与实施

2.1 技术部

在进行航测的过程中，技术部是其中最为主要的一个部分，技术部是勘测方案的制定者，需要根据实际设计的要求以及实际的情况，来对技术方案进行一定的设计，并进行确定。而技术方案的制定，对技术人员有着非常高的要求，而且，在进行实际工作的过程中，技术人员还要进行相应的技术指导，对施工人员的操作手法进行一定的规范。除此之外，技术人员还需要对相应的仪器进行一定的校验和规范，并对其中的参数进行合理的设置并检验。在进行实际生产的过程中，需要对其中的资料数据进行及时处理，便于进行相应的观测，并做好相应的应对措施，例如：对水准测量观测数据等，都需要做好相应的记录，并进行相应的分析，针对其中的问题提出建议，并安排项目部进行及时的生产。

2.2 生产部

2.2.1 航空摄影

在进行铁路航外测的结构中，技术部是其中最为核心的一个部分，而生产部也是非常关键的一个部分。在生产部中，航空摄影的质量会对整个勘探的工作质量造成非常直接的影响。由此可见，相关部门必须对这一现象引起足够的重视。国家对航空摄影方面的管制比较严格，而且，在进行实际摄影的过程中，还要对其他的一些因素进行充分考虑。由此可见，在进行航空摄影之前，一定要提前做好相应的准备工作，不仅仅要对拍摄的时间、地点等进行一个科学的选择和规划，而且还要考虑安全性问题，并确保能够达到一个良好的摄影效果。

2.2.2 控制网测量

在进行测量的过程中，首先就需要对建设控制网进行测量，也可以说，控制网的布置会对测量的结果造成非常直接的影响。而其中的控制网，是由很多不同的点组成的，其中各个点的坐标，也需要进行明确的标注，并进行有效的记录和存档。至于控制点的设置也非常重要，要选择环境变动比较小的地方。对于其精度的标准，就需要根据距离的远近来进行相应的控制。同时，在进行控制网的整体测量中，其需要结合实际情况，对不同的数据进行全面性的分析，最终使得整体的控制测量效果更加显著。

2.2.3 像控点测量

在对像素点测量之前，要提前做好相应的计划，最好是在条件允许的情况下，将其布置在交通工具容易达到的地方。而在进行布控的过程中，是一个人在进行单独作业的条件下，就需要选择永久性的参照物，来进行布点的工作，由远及近、由大到小地来进行相应的拍摄。而在进行像控点选择的过程中，还需要对参照物进行适当的选择，要选择比较明显的参照物，尽量保证像控点在进行航拍的前后没有太大的变化，并把握好相应的方向。为了能够进一步进行观测，需要对选点的地区作出进一步的要求，选点的地区要保持视野开阔，便于相关设备的安装和操作，使其能够更加准确而迅速地接收到相关的卫星信号。

2.3 质检部

在进行航测的过程中，其中的质检部门也是非常重要的一个部分，其是航测遥感工作质量最为基本的一个保障，相应的质量检测部门，在进行相关部门工作的开展之前，也需要对其中所有的参与人员进行确认，并对每个人的工作进行明确的分工，确保每份工作都能够有对应的负责人。与此同时，还需要在时间允许的条件下，对其中所有的成果进行一一的检测，以保证测量的质量，对于一些不合格的数据测量，要进行重新测量，直到达到相应的标准为止，这也是提高测量工作质量的一种非常有效的方式。例如：在武汉到上海的这条线路中，其中的路线比较简单，而且环境也比较简单。所以该铁路的建设发展也会比较顺利，在进行测量的过程中，也不会涉及到那些比较复杂的地理位置，并对沿途中一些位置的开发与发展，还有着一定的促进作用。在进行勘y选线的过程中，还需要根据其地理环境进行更进一步地分析和研究，其中在中下游平原这一部分的地理环境比较简单，也没有太大的环境变化，这个时候，只需要按照相应的要求，来做好相应的准备工作。对于一些河流地带，也需要进行一定的勘测，并对该地的天气进行分析，以制定出一个更为合理的方案。在进行勘测的过程中，要对其中各个方面的数据进行一定的归纳和整理，以提高路线的有效性和稳定性。制定出相应的方案，不仅仅能够大大缩短相应的线路，还会减少铁路修建的成本，并进一步提高修建的效率，以及铁路修建的质量，从而获得更高的收益。

3 航测技术解析空中三角形测量领域的研究成果

在进行航测技术使用的过程中，我们可以发现其所存在的优势，针对其中所存在的一些问题进行分析。到目前为止，我国在航测技术方面也取得了一定的研究成果，例如航测技术解析空中三角测量领域的研究成果，就在实际中得到了非常广泛的应用。对于航测技术解析空中三角测量领域，主要会涉及到自检校光线法区域网评差软件、数据测算法等一些应用，并且在数据摄影测量系统这一方面，也会进行一定的加密。除此之外，还对解析测图仪这一软件进行了更进一步地开发和功能性的完善，现在我国的航拍技术已经得到了非常大的进步。在进行实际摄影的过程中，要按照一定的比例尺对其中的地形图的控制点进行更进一步地加密，这也可以说是在解析空中三角测量领域铁路系统中得到的一个非常重要的研究成果；与此同时，还要加强相应的技术手段，对其中的精度进行一个严格的限制。

4 结语

传统的勘测方式难以了解地质水文的详细情况，建设更高效的铁路网络需要高精度的测量技术，航测技术可满足铁路网络勘测的需求。科学的发展带来了航测技术应用方式的调整，有助于降低相关作业人员的劳动强度，提高生产效率和作业质量，并推动我国铁路事业的高速发展。

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关键词：VRGIS　虚拟现实　GIS　三维地质建模　向家坝水电站

1.前言

当今社会已步入信息化时代，计算机信息管理的水平，已成为衡量大型工程现代化施工管理水平的重要标志之一。在大型工程的建设过程中，勘测资料、设计资料、施工资料、验收资料等数据量浩如烟海，这就给收集、汇总、查找工作带来了极大不便，而且，资料的管理不善还会延误工期，造成不必要的国民经济损失，这是业主和施工管理者面临的一大难题。因此，对重大工程来说，建立一个适合自身需要的信息管理系统势在必行[1，2]。

向家坝水电站位于金沙江下游，是金沙江流域水电开发中的重要控制性工程。其设计正常蓄水位380.00m，最大坝高161m，总装机容量6000MW。该工程地质构造复杂，勘测数据庞大，地质工作者很难对其在工程岩土体中的分布规律有一个整体和直观的把握，为了适应这一当代巨型水电工程建设的需要，提高地质工作者的工作效率，促进可变更设计与信息化施工等新技术的推广和应用，利用三维建模技术[3，4]与虚拟现实技术，建立一个VRGIS系统是极为必要的。

领域

用途

科学视觉化

数学、物理、化学、生物、考古、地质演化、灾害模拟、行星表面重建，虚拟风洞试验，分子结构分析

医学

外科手术，远程遥控手术，身体复建，虚拟超音波影像，药物合成

教育

虚拟天文馆，远程教学，虚拟实习

艺术

虚拟博物馆，音乐

商业

电传会议，电话网路管理，空中交通管制

景观模拟

建筑设计，室内设计，工业设计，地形地图

军事

飞行模拟，军事演习，武器操控

太空

太空训练，太空载具驾驶模拟

机械人

机械人辅助设计，机械人操作模拟，远程操控

工业

电脑辅助设计

娱乐

电脑游戏

2. VR与VRGIS

2.1 VR技术

虚拟现实技术(Virtual Reality，VR)是一种在计算机图形学、计算机仿真、传感技术、显示技术等多种学科交叉融合的基础上发展起来的计算机技术，最早可以追溯到美国学者Ivan Sutherland于1965年所发表的论文“终极显示”（Ultimate Display）[5]。经历了20余年的发展，该技术已经广泛地应用于许多行业中，如表1所示。它具有以下三个基本特征：

（1）沉浸性。虚拟现实技术是根据人类的视觉、听觉的生理心理特点，由计算机产生逼真的三维立体图像．使用者戴上头盔显示器和数据手套等交互设备，便可将自己置身于虚拟环境中，达到身临其境的感觉。

（2）交互性。虚拟现实系统中的人机交互是一种近乎自然的交互，使用者不仅可以利用电脑键盘、鼠标进行交互，而且能够通过特殊头盔、数据手套等传感设备进行交互。计算机能根据使用者的头、手、眼、语言及身体的运动，对虚拟环境中的对象进行考察或操作。

（3）多感知性。由于虚拟现实系统中装有视、听、触、动觉的传感及反应装置，因此，使用者在虚拟环境中可获得视觉、听觉、触觉、动觉等多种感知，从而达到身临其境的感受。

2.2 VRGIS

VRGIS(Virtual Reality Geography Information System) [6]是地理信息系统与虚拟现实技术相结合的产物，是目前地理信息系统和虚拟现实技术研究的热点和前沿方向之一。尽管GIS和VR技术的发展可追溯到20世纪60—70年代，但是，第一个较为成功的VRGIS却出现在90年代初期，是美国侨治亚州教育学院的校园环境信息系统。从那以后，出现了大量的关于VR和GIS相结合的应用和理论研究，VRGIS日益引人注目。

简单地说，VRGIS可看作一个特殊的“传统型”GIS，它具有传统GIS系统所具有的空间数据的存储、处理、查询和分析等功能，只是将VR技术作为主要的用户界面和交互方法。根据Faust在1993年提出的VRGIS概念，一个理想的VRGIS应具有以下几个方面的特征：（1）空间数据的真实表现；（2）用户可从任意角度进行观察、浸入、实时交互，可在所选择的地理范围内外自由移动；（3）具有基于三维空间数据库的基本GIS功能；（4）可视化部分作为用户接口是一个自然而完整的部分。

4.VRGIS在向家坝水电站工程应用

4.1系统功能需求

向家坝水电站地处松潘甘孜褶皱与扬子地台的交接部位，地质历史时期经历了复杂的构造演化过程，地层出露齐全、地质造构复杂。大量工程实践证明，重大工程的前期工程地质勘测起着举足轻重的作用，地质构造不查清，重要不良地质现象被忽视，往往是工程事故的隐患。对于工程设计与勘测部门来说，不仅要搞清工程区的地层分布情况、岩土物理力学参数，更要清楚工程区的岩体结构与不良地质情况对工程设施的影响，并据此提出相应的工程处理措施。

为了满足向家坝水电站可行性研究阶段勘测设计的需要，作者利用虚拟现实技术（VR）与三维建模技术，建立了向家坝VII坝址虚拟漫游信息系统（VRGIS），这对辅助工程决策、坝址地质分析和预测，有着十分积极的意义。

4.2系统开发步骤简介

首先，作者对已有的钻孔数据进行整理，建立一个庞大的钻孔数据库。接下来，定义属性模板，从而在三维空间中定义钻孔位置属性。与此同时，针对一些平面图、剖面图数据，在AutoCAD环境下进行预处理及配准工作，从而在三维空间中定义地层、断层位置属性。

然后，是系统开发的关键步骤，建立坝址区的地址模型。通过选取合适的数据，建立各个地层面和断层面、风化面、水位面、基岩与覆盖层分界面，进而通过地层面建立各个地层的实体模型，用地形表面和覆盖层裁剪模型，得到向家坝VII坝址的三维地质模型[4]，如图2所示。

最后，也是本系统开发最核心步骤，采用三维虚拟现实系统（VRMap）建立三维虚拟场景。VRMap是一种功能较强的由北京灵图公司开发的桌面虚拟现实系统，它的主要功能是提供三维场景虚拟与三维物体管理与查询的功能，并且提供二次开发类型库，使用户能方便灵活地建立满足特定要求的三维管理信息系统。采用该系统导入地址模型后，定义场景中的物体（地层、断层）信息属性，建立相关的属性数据库，最终实现信息查询、图层管理、虚拟现实操作、场景操作等功能。

4.3虚拟漫游信息系统（VRGIS）主要功能

虚拟漫游信息系统是一个集虚拟现实和信息管理为一体的软件平台。它能为工程信息管理提供具有三维真实感的实时浏览和查询环境，使工程与工程地质信息管理的水平跃上一个新台阶。并且可以根据用户需要比较容易地装载不同的工程场景和工程地质模型，开发满足不同专业需求的信息系统。

本信息系统可以与数据库连接，实现信息查询和信息管理，使用户在浏览过程中可以随时查询各个实体的信息，如地层信息、断层信息等。本信息系统还具有完善的图层管理功能，用于复杂工程与地质结构的观察、分析和信息分类管理。本信息系统操作简便，可以利用键盘，完全由用户手动控制在三维场景中的飞行浏览路线。也可以采用自动控制功能，自定义浏览路线并在需要的时候自动回放。

4.3.1虚拟漫游

虚拟漫游有两种方式，一种是手动方式，用户可以使用键盘上的四个方向键控制漫游的前进、后退、左转和右转，使用Home、End、Page Up和Page Down键控制漫游视点的升高、降低、俯视和仰视；另一种是自动方式，即用户可以预先定义一条漫游路径，在需要漫游时直接播放即可。

4.3.2信息查询功能

本系统可以与Access等数据库连接，在给虚拟场景中的物体（地层、断层）定义信息属性后，在浏览的各个阶段都可以随时查询各个物体（地层、断层）的相关信息。

4.3.3图层管理功能

虚拟场景中的各个物体都可以根据其性质分别放置在不同的层中，在漫游时可以根据需要打开或关闭某个或多个图层，是用户对信息的把握更加集中。

4.3.4虚拟操作功能

场景中的各个物体的位置、方向和比例都可以随时根据需要进行调整，对于场景较大范围的调整也可以采用工具条上的缩放、旋转、平移等工具进行更加快捷的调整。

转贴于 5. VRGIS功能应用

具有以上功能的VRGIS已在向家坝水水电站的设计单位中南勘测设计研究院内使用，受到好评。其主要成功应用表现为如下几个方面：

5.1提供了更先进、直观、易用的勘探资料管理环境，提高勘探研究成果的技术含量；

5.2可直观地重新评价原始勘探资料解译的合理性与正确性，提高勘探成果的水平；

5.3 对已有勘探成果进行很好的展示，为各种汇报提供高度浓缩和有影响力的素材；

5.4 有利于领导、经营、设计、地质与科研人员进行充分交流与共同合理决策；

5.5 有助于确定更合理、更经济的地质工作补充与加深的勘探方案；

5.6 更利于进行合理的地质分析、推测与预测；

5.7 为工程地质分析评价、岩体稳定分析、设计与施工等工作提供很好的基础。

6. 结语

虚拟现实与信息系统有机结合的VRGIS，是解决大型工程资料管理的一种有效途径，它可以在工程规划阶段，满足动态规划和布局的需要，能充分利用工程前期勘探资料，并为合理布置正式勘探工作，节约工程勘探投资和设计施工成本提供帮助。另外该系统可以根据需要灵活装载其它地质模型，其应用前景十分广阔，并且已在机场建设，公路设计及其它水电工程中获得了成功应用。

参考文献：

1. 刘大安，杨志法，柯天河等，2000年，综合地质信息系统及其应用研究，岩土工程学报，22（2）：182～185

2. 刘大安，刘小佳，1997，地质工程监测信息系统开发，工程地质学报.，5(4)：351～356

3. Liu Da’an， Zhang Juming and Wang Sijing， 2002， Constrained fitting of faulted bedding planes for three-dimensional geological modeling， Advances in Engineering Software， 33， 817-824.

4. 潘炜，刘大安，钟辉亚等，2004年，三维地质建模以及在边坡工程中的应用，岩石力学与工程学报，34(4)：597～602