【摘要】我國(guó)的水利工程眾多，運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)可以提高水利工程的管理水平，促進(jìn)水利工程更好地發(fā)展。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種新興的技術(shù)，應(yīng)用在水利工程的建設(shè)和管理上，有助于推動(dòng)水利工程的現(xiàn)代化發(fā)展。水利工程的建設(shè)和維護(hù)，需要投入巨額資金，為了提高水利工程建設(shè)的科學(xué)性，運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以使水利工程的建設(shè)實(shí)踐性更強(qiáng)。

【關(guān)鍵詞】虛擬技術(shù)；仿真模擬；水利工程

引言

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展，為其實(shí)踐運(yùn)用提供了可能，水利工程的建設(shè)需要進(jìn)行科學(xué)的規(guī)劃，在施工之前需要做好相應(yīng)的設(shè)計(jì)工作，運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以將水利工程形象的展示給設(shè)計(jì)人員，從而使設(shè)計(jì)人員對(duì)水利工程建設(shè)的各個(gè)方面有一個(gè)直觀的了解。在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)系統(tǒng)中，還可以將水利工程的資料錄入到數(shù)據(jù)庫(kù)中，進(jìn)行綜合分析對(duì)比，對(duì)水利工程建設(shè)的進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃。

1、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及在水利工程運(yùn)用的意義

1.1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的技術(shù)特點(diǎn)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一門仿真計(jì)算機(jī)技術(shù)，利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，可以構(gòu)造出與現(xiàn)實(shí)一樣的虛擬世界，在這個(gè)虛擬世界中，通過(guò)收集相應(yīng)的信息，在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的系統(tǒng)中，以三維動(dòng)態(tài)的方式顯示出來(lái)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)所模擬的場(chǎng)景非常逼真，不僅讓人的視覺(jué)受到?jīng)_擊，還能使人的其他感官受到感染，帶給人思想感情方面的享受，使人能夠沉浸于虛擬現(xiàn)實(shí)所模擬的系統(tǒng)之中。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)所依托的技術(shù)基礎(chǔ)是計(jì)算機(jī)的圖形學(xué)和仿真學(xué)，計(jì)算機(jī)的圖形學(xué)發(fā)展為虛擬現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)提供了技術(shù)支持，而仿真學(xué)的發(fā)展進(jìn)一步完善了三維動(dòng)態(tài)場(chǎng)景的真實(shí)性。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在技術(shù)平臺(tái)上由模擬場(chǎng)景、穿戴設(shè)備、傳感器等組成。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中一個(gè)重要的創(chuàng)造在于感知技術(shù)的發(fā)展，感知技術(shù)不僅僅是感知現(xiàn)實(shí)環(huán)境，而是模擬人的感知所創(chuàng)造出的三維立體環(huán)境，使人能夠?qū)⒆陨淼母星槌两谄渲?。感知技術(shù)包含有視覺(jué)、聽覺(jué)、觸覺(jué)、運(yùn)動(dòng)、味覺(jué)等方面的感知，基本囊括了人類生活的基本感知，因此虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)所模擬的場(chǎng)景，與現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景相比，極其逼真，往往能夠給人的各種感知帶來(lái)非常真實(shí)的感受。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有多感知性和真實(shí)的存在感的特征，能夠根據(jù)數(shù)據(jù)信息，創(chuàng)造出一個(gè)仿真的虛擬環(huán)境，在這個(gè)虛擬環(huán)境中，具有交互性和自主性，用戶可以根據(jù)自身的需要，在這個(gè)虛擬環(huán)境中，根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行規(guī)律，完成各項(xiàng)活動(dòng)。此外虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)還集成了多媒體技術(shù)，能夠模擬聲音、氣象等自然環(huán)境因素。

1.2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)水利工程的意義。將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)運(yùn)用到水利工程中，能夠完善水利工程的信息管理，獲得更好的信息表現(xiàn)能力。水利工程施工范圍廣，施工周期長(zhǎng)，所涉及到的各種信息眾多，雖然現(xiàn)代的水利工程建設(shè)有了信息技術(shù)的輔助，一旦信息過(guò)多過(guò)雜的時(shí)候，依然出現(xiàn)信息無(wú)法及時(shí)同步的情況，使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以將信息自動(dòng)的納入到數(shù)據(jù)庫(kù)中，并依靠虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的強(qiáng)大處理能力，進(jìn)行相應(yīng)的處理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的及時(shí)處理和保存。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)便利了信息的調(diào)用，以及一些特殊場(chǎng)景的模擬。完善了水利工程的可視化、智能化、集成化，提高了水利工程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的速度，提高了水利工程在數(shù)據(jù)制圖、設(shè)計(jì)，以及綜合規(guī)劃方面的能力。在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中，將GIS系統(tǒng)納入其中，可以將與水利相關(guān)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)都非常正規(guī)的保管起來(lái)，尤其在相應(yīng)數(shù)據(jù)的查詢和調(diào)用上，比傳統(tǒng)的保管方式更加快捷。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)于水利工程最大的助力在于其可以為水利工程建設(shè)提供重要的決策依據(jù)。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，并結(jié)合水利工程的數(shù)據(jù)，可以模擬出一個(gè)仿真的水利工程設(shè)施場(chǎng)景，在這個(gè)場(chǎng)景中，通過(guò)更改數(shù)據(jù)參數(shù)，就可以觀測(cè)到不同的運(yùn)行結(jié)果，雖然這是模擬運(yùn)行，但是數(shù)據(jù)的真實(shí)性，保證了模擬結(jié)果和實(shí)際結(jié)果的相同性，這就可以使水利工程的建設(shè)更加科學(xué)化和合理化。

2、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在水利工程中的運(yùn)用

2.1 三維仿真場(chǎng)景的運(yùn)用。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在水利工程上的運(yùn)用主要集中再三維仿真場(chǎng)景的運(yùn)用。水利工程開發(fā)的特點(diǎn)，決定了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在水利工程的運(yùn)用重點(diǎn)，集中在三維仿真場(chǎng)景的模擬，以及工程信息技術(shù)管理。三維仿真場(chǎng)景的模擬無(wú)疑是中心，這也是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的中心。通過(guò)手機(jī)與水利工程相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，在信息量達(dá)到建模的標(biāo)準(zhǔn)后，使用3DVRi或者IMAGIS等軟件，將這些信息首先進(jìn)行相應(yīng)的地理信息處理，建立起水利工程的三維幾何模型。三維幾何模型主要包含有水庫(kù)模型、壩區(qū)模型、地上建筑物模型、地下建筑物模型、施工現(xiàn)場(chǎng)、各種機(jī)械設(shè)施模型、施工進(jìn)度模型等。在計(jì)算機(jī)上使用3D建模軟件，利用Arc Info軟件制作出PEN Fligt模型，并結(jié)合GIS信息中的圖片，為3D模型打上相應(yīng)的紋理圖片，完成仿真工作的第一步。為了能夠達(dá)成仿真的目的，要按照1：1的比例進(jìn)行場(chǎng)景的建模工作。要按照設(shè)計(jì)中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)資料進(jìn)行建模，保持高度、長(zhǎng)度、寬度的一致，為了能夠更好的視圖，還要對(duì)一些建筑物做剖面模型。在初步建模完成后，要對(duì)初級(jí)模型進(jìn)一步的完善，構(gòu)建出一個(gè)逼真的三維仿真場(chǎng)景。

2.2 仿真模擬技術(shù)的運(yùn)用。在完成三維立體建模以后，可以運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的仿真模擬技術(shù)，進(jìn)行相應(yīng)的演示功能。演示功能的主要目的，在于將規(guī)劃中的水利工程完整的展示給水利開發(fā)人員，使他們?cè)诜抡婺M系統(tǒng)中，提前看到規(guī)劃中的水利工程。演示功能具有數(shù)據(jù)的收集、分析、演示等功能。在將數(shù)據(jù)輸入到虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)后，水利開發(fā)人員可以在三維場(chǎng)景中看到相對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)，并觀察這些坐標(biāo)的運(yùn)行和變化，從中找到不利之處，然后加以改進(jìn)。在水利虛擬現(xiàn)實(shí)仿真系統(tǒng)中，水利設(shè)計(jì)者可以從中切實(shí)的感受到相應(yīng)的變化，并且可以在仿真系統(tǒng)中，隨時(shí)隨地的調(diào)用相應(yīng)的數(shù)據(jù)，在三維屏幕中，能夠動(dòng)態(tài)的顯示水利工程的施工進(jìn)度，以及水利工程周邊環(huán)境的變化。得益于強(qiáng)大的計(jì)算功能，虛擬現(xiàn)實(shí)仿真系統(tǒng)，可以根據(jù)一定的運(yùn)行規(guī)律，根據(jù)收集到的數(shù)據(jù)，模擬出水利設(shè)施周邊可能發(fā)生的變化，并發(fā)出相應(yīng)的警示，以供水利設(shè)施建設(shè)人員，能夠及時(shí)的進(jìn)行防治工作，提高水利設(shè)施抗擊風(fēng)險(xiǎn)的能力。

3、結(jié)語(yǔ)

水利工程建設(shè)的復(fù)雜性，要求在水利設(shè)施的建設(shè)過(guò)程中，要引進(jìn)先進(jìn)的建設(shè)技術(shù)，提高水利設(shè)施建設(shè)的科學(xué)性。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為水利工程的建設(shè)提供了更多的可能性，提高了水利設(shè)施建設(shè)的可徐行，避免水利設(shè)施建設(shè)出現(xiàn)較大的失誤。

參考文獻(xiàn)：

[1]李冰.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在黃河海勃灣水利樞紐工程中的應(yīng)用[J].中國(guó)水運(yùn)，2015，10（5）：33-35.

[2]伊力哈木江.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在克孜爾水庫(kù)中的應(yīng)用研究[J].新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)，2013，6（1）：5-7.