水利水电工程建设应用与展望

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【摘要】基于对GIS在水利水电工程建设中应用与展望的研究，对GIS基本内容进行相应阐述，分析GIS在水利水电工程建设中的应用，针对GIS在水利水电工程建设的三维建模、WebGIS以及ComGIS进行展望。

【关键词】GIS；工程建设；可视化

1引言

近年来，随着经济的快速发展，人们生活水平不断提高，对水利水电工程的需求也逐渐增加。我国水利水电工程正在迅速发展。而GIS也是近年来新兴的，与地学数据空间相结合的新技术。将GIS技术应用在水利水电工程建设中，可以为水利工程建设提供极大的便利。

2GIS基本概述

GIS是一种地理信息体系，系统自身就是一种信息处理技术，在计算机技术支持下，将空间内涵地理信息数据作为处理目标。利用信息科学理论与系统工程为规划工作以及决策工作等提供真实有效的数据信息，保证工作的科学性与合理性。GIS主要由硬件、软件、数据、人员以及方法五要素组成。

3GIS在水利水电工程建设中的应用

3.1在动态演示系统中的应用。GIS中的三维空间数据模型不仅可以展示出几何信息与空间目标属性信息，还能够有效展示出空间目标中的拓扑关系。GIS能够对每个施工时间段的施工情形进行再现，从而有效实现动态演示。利用仿真程序可以获得洞室施工中的强度数据、进度数据以及时间数据等信息。然后，按照相关程序将数据信息通过电子表格形式输出[1]。GIS可以对大量数据信息进行读取，并将其转化成数据库。3.2在导截流三维动态可视化中的应用。施工导截流三维动态可视化仿真系统，主要是由GIS软件系统与集成模式、其他扩展链接模式相结合而形成的。GIS中的表（Table）能够对水文实时数据库以及大坝施工实时数据库进行储存。其中的数据信息可以利用Windows中的DDE技术传送到导流实时风险率计算模块以及调洪演算模块中。此类模块利用VB平台、VC++等平台开发，将所得数据传送到GIS平台当中，通过报表形式或者图形形式输出。通过对系统的分析与分解，对各个子系统展开仿真计算和图形建模，从而形成图形数据库。GIS各子系统当中的图形的存放，应以主题地图（Theme）形式分层存放。除此之外，图形与其属性信息需要相对应。GIS中三维动态可视化主要过程体现为：要构建与组装相对应的三维场景，然后，通过三维实体建模建设出三维形状。三维实体图形不仅可以利用坐标参数建设，还可以利用二维形体构建。三维实体模型高度可以通过形体中的表面纹理数据以及几何属性数据中得出。除此之外，通过对三维实体图形进行纹理计算、阴影计算以及光照计算等，能够使其展示在三维场景当中。3.3在可视化动态演示中的应用。利用GIS软件平台，在施工现场布置系统当中构建三维数字化模型以及数字化地形。系统部件当中的数据信息等利用映射关系，从而构建出基本数据库，为该系统提供基本支持，进而保证各个系统部件的深层融合与表层独立。根据施工周期，选择合适时间，加以典型时刻面貌作为辅助，致使相关领导人与管理者能够对施工情况以及进展等有及时的了解。对系统数据库的操作与管理，能够有效展现出GIS对信息的可视化。有效实现系统功能可以从以下几点展开：（1）要展示出枢纽施工总布置中的三维全景形象；（2）要将枢纽施工期间的三维动态形象进行展示，与此同时，要更好地反映出各个组成因素在时间与空间上的关系；（3）想要更好对枢纽布置当中的数据进行展开设计图纸、基础数据、工程进度等可视化查询工作，可以有效利用三维枢纽布置模型；（4）要将枢纽施工全过程展开实施统计工作，并将最终统计结果通过柱状图形式展现出来；（5）要对建筑物枢纽施工全过程进行动态演示。3.4在三维动态演示中的应用。混凝土坝施工过程较为复杂，所以，可以利用GIS当中的空间信息处理功能将其展现出来。GIS可以将模拟数据转换为图像，进而展现在混凝土坝施工过程中的三维动态演示系统当中。具体可以分为3个过程：（1）数据操纵。增强或细化原有数据，并对其进行过滤。与此同时，将数据转化为与可视化操作相适应的一种形式。（2）可视化映射。对数据进行过滤并导出，将数据转化为较为抽象的可视化对象。GIS的可视化是在信息处理的前提下，将模型采用信息链的形式展示出，并将其存储到相应数据中。（3）绘制。将较为抽象的可视化对象转换成可以显示出的图像，与此同时，利用GIS中的图形图像处理技术以及动画处理技术，将仿真过程以及模拟数据等进行可视化展示。构建出坐标系，实际事物可通过计算机重新展示出来。

4GIS在水利水电工程建设中的应用展望

4.1三维建模。我国对GIS当中的三维几何造型技术的研究和掌握已经处在较为完善的阶段，针对三维地质模型的构建以及相应图像显示有众多看法。但是从目前水利水电工程三维数字模型建立中不难看出，大多数止步在模型建立中。对坝区地质模型的构建，除了在层状地质构建中较为简单，其他方面仍然存在困难。通常情况下，会采用实体模型与表面模型2种模型方法。但是2种模型方法，在地质情况较为复杂的非均匀性描述中仍然存在许多不足。将GIS应用在水利水电工程建设当中，地质建模是需要研究的一个重点内容。多种因素都将会对GIS数据质量产生影响，其中存在许多不确定因素。所以，想要使GIS数据质量得到有效保障存在一定的难度。如果数据库当中的数据信息质量较高，那么则会产生数据浪费现象。如果数据库当中的数据信息质量较低，那么很难符合相关要求，无法为建设工作提供便利。4.2WebGIS。随着社会的快速发展，对水利水电工程当中的地理信息以及数据交流范围等的要求也随之提高。科学技术的不断进步，Internet的快速发展。采用Internet技术，将空间数据信息到Web当中为用户提供参考与使用，是GIS发展的方向。WebGIS将网络浏览器作为平台。从而使“WWW”的任意一个节点当中，用户可以观看查询到WebGIS的数据信息。进而构建出专题图片，展开相应空间分析与检索工作。与此同时，可以在多个客户端当中实现本机中原有的功能。水利水电工程中的空间数据信息以及地理信息，都是通过文字、图形等方式展示，再将文字进行数字化，这样可以将相应数据信息及时传送到有需要的用户手中，从而有效发挥出GIS在水利水电工程建设中的价值。除此之外，还要对数据信息的保密进行有效控制。4.3ComGIS。随着科学技术的不断发展，对水利水电工程布置方案中的可视化有了更高要求。所以，要对布置方案进行交互式修改，ComGIS成为未来GIS在水利水电工程建设中的发展方向。

5结语

综上所述，GIS具有较强的图形展示能力与空间分析等能力，将GIS应用在水利水电工程建设中可以为工作提供更加便利的服务，推动水利水电工程更好地发展。尽管目前，将GIS应用在水利水电工程建设中仍然存在许多问题，但是可以通过与不同先进技术的结合使各类问题得到有效解决。与先进技术相结合，构建庞大的地理信息系统，为水利水电工程决策提供真实有效数据信息，从而推动水利水电产业更好发展。

【参考文献】

【1】孙楠,徐景东,任贺靖.宁夏水利水电建设工程材料价格信息平台建设探讨[J].科技创新与应用,2018(28):15-96.

作者:向騻 单位:长江工程监理咨询有限公司