趙蓓蓓 趙進(jìn)

摘要：水利水電工程是一項(xiàng)較為復(fù)雜的工程，隨著當(dāng)今社會(huì)的不斷發(fā)展，要想更有效地展開(kāi)水利水電工程建設(shè)，就要尋求新的技術(shù)來(lái)提高效率，近幾年新出的地理信息系統(tǒng)GIS是一項(xiàng)將空間數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)相結(jié)合的新型空間信息技術(shù)，目前已經(jīng)應(yīng)用于越來(lái)越多的領(lǐng)域當(dāng)中。本文將主要圍繞地理信息系統(tǒng)GIS展開(kāi)闡述，結(jié)合近幾年GIS在我國(guó)水利水電工程中的應(yīng)用，來(lái)展望GIS在水利水電工程建設(shè)領(lǐng)域應(yīng)用的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng)GIS；水利水電工程；應(yīng)用；展望

地理信息系統(tǒng)GIS是將復(fù)雜的施工過(guò)程以簡(jiǎn)單生動(dòng)的圖像形式描繪出來(lái)，其具備強(qiáng)大的空間分析功能和圖形顯示功能，可以將現(xiàn)實(shí)中的地理位置與相關(guān)屬性有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，精確全面地為水利水電工程提供直觀形象的信息支持，從而實(shí)現(xiàn)可以科學(xué)高效地對(duì)工程信息進(jìn)行管理。但是由目前現(xiàn)狀來(lái)看，隨著大型的水利水電工程信息管理需求快速化發(fā)展，GIS系統(tǒng)在實(shí)際中的應(yīng)用仍舊存有不足之處，無(wú)法滿足用戶對(duì)空間信息的管理，因此還需要進(jìn)行各種輔助決策融合各種技術(shù)手來(lái)克服。

一、GIS在水利水電工程建設(shè)中的應(yīng)用

（一）GIS應(yīng)用于施工導(dǎo)截流三維動(dòng)態(tài)可視化

水利水電工程的工作人員可以通過(guò)GIS軟件系統(tǒng)輕易地通過(guò)仿真模塊查詢到施工導(dǎo)流面貌及相應(yīng)信息，例如施工中的主體建筑物、施工的持續(xù)時(shí)間以及該時(shí)刻施工導(dǎo)流場(chǎng)景及導(dǎo)流信息等。GIS軟件系統(tǒng)可以與其他平臺(tái)相結(jié)合起來(lái)開(kāi)發(fā)施工導(dǎo)截流三維動(dòng)態(tài)可視化仿真系統(tǒng)。通過(guò)window可以將表Table中的大壩施工實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)等數(shù)據(jù)庫(kù)通過(guò)DDE技術(shù)來(lái)進(jìn)行完成演算、日徑流模擬、導(dǎo)流實(shí)時(shí)風(fēng)險(xiǎn)率計(jì)算等模塊，最后這些模塊通過(guò)VC平臺(tái)或VB平臺(tái)以圖形報(bào)表的形式傳輸出來(lái)。運(yùn)用GIS軟件系統(tǒng)建立三維動(dòng)態(tài)可視化首先要?jiǎng)?chuàng)建和組裝三維場(chǎng)景，然后再通過(guò)三維實(shí)體模型來(lái)創(chuàng)建三維動(dòng)態(tài)，最后三維實(shí)體模型再經(jīng)過(guò)紋理、光照、消隱、陰影等計(jì)算顯示在三維場(chǎng)景中。其中三維實(shí)體模型既可以由三維形體坐標(biāo)參數(shù)構(gòu)建，也可由二維形體生成，按照一定方式將實(shí)體與其屬性進(jìn)行一一對(duì)應(yīng)，從而反映實(shí)體的空間特征。

（二）GIS應(yīng)用于混凝土施工全過(guò)程三維動(dòng)態(tài)演示系統(tǒng)

在混凝土施工過(guò)程中運(yùn)用GIS軟件系統(tǒng)，可以充分反映混凝土施工系統(tǒng)復(fù)雜的空間關(guān)系和施工過(guò)程。其三維動(dòng)態(tài)演示主要分為三大步驟：①對(duì)原始數(shù)據(jù)通過(guò)加細(xì)或增強(qiáng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的過(guò)濾，通過(guò)數(shù)據(jù)操縱將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為適合后續(xù)可視化操作的形式。②將過(guò)濾過(guò)后的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為抽象可視化對(duì)象（AVO），把存放在數(shù)據(jù)庫(kù)里的數(shù)據(jù)以信息鏈的形式展示出來(lái)。③將抽象可視化對(duì)象（AVO）繪制成可顯示繪制成的圖像。

此外，GIS還可用于水利水電工程總布置設(shè)計(jì)，將施工場(chǎng)地局部錄入到GIS中形成三維數(shù)字化模型，通過(guò)映射將施工場(chǎng)地的地貌信息和相關(guān)施工信息等形成底層數(shù)據(jù)庫(kù)，而同時(shí)還可將不同工程的施工期長(zhǎng)短等錄入其中，進(jìn)一步完善工程建設(shè)的數(shù)據(jù)庫(kù)，讓整個(gè)施工過(guò)程以立體形式呈現(xiàn)出來(lái)。

二、GIS在水利水電工程建設(shè)中的應(yīng)用展望

（一）三維建模

現(xiàn)實(shí)生活中常用的建模方式主要有兩種，一是表面模型，二是實(shí)體模型，首先要通過(guò)建立數(shù)字地形模型，然后再通過(guò)人工輸入以及儀器掃描來(lái)將原始數(shù)據(jù)輸入到GIS軟件系統(tǒng)內(nèi)，進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為三維矢量數(shù)據(jù)生成三維地表面模型?？墒窃谒姽こ讨羞@兩種建模對(duì)于復(fù)雜的地質(zhì)都不能進(jìn)行很好的描述，目前是GIS中三維幾何造型技術(shù)主要還是停留在表面建模這一層面。GIS用于水利水電工程中地質(zhì)建模是今后應(yīng)用研究的主要內(nèi)容之一，其中要考慮到不定性因素眾多，類似適度質(zhì)量的把握度，如果進(jìn)人數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)質(zhì)量過(guò)高，就會(huì)造成不必要的浪費(fèi)；如果進(jìn)人數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)質(zhì)量過(guò)低，就達(dá)不到實(shí)際需求。

（二）4DGIS

就目前來(lái)看，我國(guó)在三維GIS方面上研究重心在于三維系統(tǒng)的功能、三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)模塊方面的設(shè)計(jì)等。由于所描述的地理對(duì)象會(huì)隨著時(shí)間而發(fā)生一些改變，具備一定的時(shí)效性，但是目前GIS地理信息系統(tǒng)不能很好地支持地理對(duì)象時(shí)效特征的處理，例如在發(fā)生洪水的時(shí)候，許多用戶想要得知最高水位變化等信息往往是基于時(shí)間特征的。因此，在這種情況下就需要運(yùn)用到4DGIS，在動(dòng)畫(huà)演示時(shí)按時(shí)間順序讀取圖形庫(kù)中的形體數(shù)據(jù)來(lái)描述、處理對(duì)象的時(shí)態(tài)特征，這也是如今需要重要研究的一大領(lǐng)域。

（三）WebGIS

WebGIS又稱網(wǎng)絡(luò)GIS，隨著網(wǎng)絡(luò)信息化迅速發(fā)展，將網(wǎng)絡(luò)瀏覽器作為應(yīng)用工作平臺(tái)，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)將數(shù)據(jù)分享到Web上供用戶瀏覽數(shù)據(jù)，除此之外甚至還可以進(jìn)行各種空間檢索和空間分析，這是形式是順應(yīng)當(dāng)下情境的必然趨勢(shì)。在當(dāng)今的水利工程中需要的信息數(shù)據(jù)大多是以文字、圖形的形式展示出來(lái)，但是要想更快捷地獲得這些地理信息和大量的空間數(shù)據(jù)就需要將它們數(shù)字化，以信息的數(shù)字化形式直觀地將復(fù)雜的施工過(guò)程以簡(jiǎn)單生動(dòng)的圖像形式描繪出來(lái)，從而發(fā)揮GIS在整個(gè)水利水電工程中的應(yīng)用價(jià)值。

（四）ComGIS

水利水電工程布置方案的可視化的要求已不局限在單純的表現(xiàn)上。對(duì)于布置方案交互式修改，組件式GIS（ComGIS）也是重要的應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)之一。

三、結(jié)語(yǔ)

結(jié)合文中提及到的GIS在水利水電工程建設(shè)中的應(yīng)用：GIS應(yīng)用于施工導(dǎo)截流三維動(dòng)態(tài)可視化與混凝土施工全過(guò)程三維動(dòng)態(tài)演示系統(tǒng)，其中不僅要與其本身的發(fā)展相結(jié)合起來(lái)，還要與仿真技術(shù)結(jié)合，甚至還可以與其他可以結(jié)合的技術(shù)集成，體現(xiàn)的是一種多個(gè)系統(tǒng)、多種技術(shù)集成的思想?？偟膩?lái)說(shuō)，GIS地理信息系統(tǒng)本身在不斷發(fā)展的過(guò)程中，還要結(jié)合三維建模、4DGIS、WebGIS、ComGIS來(lái)進(jìn)行展望，為水利水電工程建設(shè)可以得到更好的發(fā)展，促進(jìn)工程界的“設(shè)計(jì)革命”。

參考文獻(xiàn)：

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[2]黃雷，馮偉，姜琳.GIS在水利水電領(lǐng)域中的應(yīng)用研究[J].淮海工學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2011，（s1）：6466.

作者簡(jiǎn)介：趙進(jìn)（1989），男，漢族，河南禹州人，大專，助理工程師，從事的工作：水利工程，研究方向：地理信息系統(tǒng)（GIS）遙感技術(shù)（RS）；趙蓓蓓（1982），女，漢族，河南禹州人，本科，工程師，從事的工作：水利工程，研究方向：地理信息系統(tǒng)（GIS）遙感技術(shù)（RS）。