GIS在水利水電工程建設中的應用與展望

趙斯野

摘 要：信息技術的不斷發(fā)展，先進的科學技術逐漸的應用到水利水電工程建設中，GIS是現(xiàn)階段水利水電工程建設中常用的技術手段。地理信息系統(tǒng)簡稱GIS，地理信息系統(tǒng)是將信息技術和地理學相互結合的一種技術手段，利用計算機進行相關的數(shù)據采集和存儲工作，在水利水電工程建設中，地理信息系統(tǒng)能夠有效的增加為水利水電工程建設提供直觀的形象信息支持，促進水利水電工程建設的順利完成。筆者根據多年的工作經驗，主要針對GIS在水利水電工程建設中的應用與展望進行分析和討論。

關鍵詞：水利水電工程；GIS技術；應用；展望

GIS是現(xiàn)階段諸多行業(yè)中經常使用的一種技術手段，現(xiàn)階段我國的GIS已經取得一定的成果。GIS是以地理空間數(shù)據作為基礎，并與信息技術相結合，在相關軟件的支持下，進行數(shù)據的采集、整理、分類、分析、管理、儲存等相關工作。實現(xiàn)了對地理信息的集中處理，有利于地理信息的研究和分析。是現(xiàn)階段水利水電工程建設的重要保障。水利水電工程的一些地形圖可以通過GIS結合地理坐標，將水利水電工程中的一些復雜施工過程進行充分的展示，便于水利水電工程相關人員能夠充分掌握工程的全過程，從而促進水利水電工程快速、高效完成，實現(xiàn)水利水電工程的經濟效益和社會效益。

1 GIS在水利水電工程建設中的應用

GIS技術具備信息數(shù)字化、直觀化、可視化的功能特點，利用這些特點可以將水利水電工程施工中各種復雜的過程轉換成直觀的動畫形式，可以為施工過程中的各種狀況提供有力分析條件，這樣能夠使水利水電工程進入信息化的科學管理狀態(tài)中，工程設計結果也可通過可視化充分呈現(xiàn)出來，利用這一點，設計人員就可以通過直觀化進行更好更詳細精準的設計，不僅有效的提高工程設計水平，同時利用GIS技術的科學簡單化、形象直觀化、可視參考化等功能，提升工程管理水平，推動我國的水利水電工程趨向智能化、信息化發(fā)展。

1.1 GIS應用于施工導截流三維動態(tài)可視化

利用GIS軟件功能與其他軟件功能相結合，形成施工導截流三維動態(tài)可視化仿真系統(tǒng)，通過動畫圖像形式對施工過程進行模擬演示。實現(xiàn)三維可視化過程，首先要創(chuàng)建三維場景，并按照實際施工現(xiàn)場情況進行有機地組裝，利用實體建模將三維形狀構建出來，再經過對實體構建模型的紋理、消隱、陰影等進行科學計算，并在三維場景中呈現(xiàn)。在仿真模塊的作用下，可以對施工過程中所有信息包括主體信息以及各實體模型結構、水流狀況、施工時間等信息都可以隨時獲取，并將其保存在施工圖形庫內，可通過時間查詢方式進行相關信息查找，再通過GIS可查詢功能與圖形顯示功能，就可以將某一時段的施工導流場景顯示出來。所以將GIS應用在施工導截流三維動態(tài)可視化中，這樣就可以隨時對施工過程與相應信息進行有效查詢。

1.2 GIS應用于地下廠房施工動態(tài)演示

GIS三維空間數(shù)據模型主要是表達空間目標的幾何信息和屬性信息，同時相對獨立的表達空間目標的拓撲關系。動態(tài)演示是依靠對任意時刻施工面貌的再現(xiàn)實現(xiàn)的。首先運行仿真程序得到確定方案下的洞室施工過程的信息，包括洞室開挖時間參數(shù)（持續(xù)時間、開始時間、結束時間）、進度參數(shù)、強度參數(shù)，將這些參數(shù)按工序以電子表格的形式輸出。GIS讀取這些數(shù)據并將其轉換成相應的數(shù)據庫。演示時通過對施工面貌數(shù)據庫的循環(huán)，逐條讀取數(shù)據庫中每條記錄的形體數(shù)據及其他的相關信息，形體數(shù)據以圖形的形式顯示在三維圖上，其他信息以文本的形式顯示在信息框中。

1.3 GIS在水利水電工程地質勘察中的應用

水利水電工程地質勘察是水利水電工程建設中的重要工作，地質勘察是水利水電工工程相關設計的基礎，是及時發(fā)現(xiàn)水利水電工程建設的地質情況進行分析，并制定合理的解決措施，從而降低地質環(huán)境對水利水電工程建設的影響。將GIS應用到水利水電工程地質勘察中，能夠有效的推動地質勘察信息系統(tǒng)的建立，提高勘察信息的準確度和廣度，促進地質勘察管理水平的提升。

GIS能夠獲取有效的空間數(shù)據，對水利水電工程建設的地理空間位置、方向、幾何拓撲關系等相關信息進行獲取，通過GIS技術能夠自動生生成水利水電工程相關數(shù)據的平面圖、柱狀圖、剖面圖等工程圖件。還能對所收集的地質圖形、圖像、空間數(shù)據進行有效處理、分析。能夠有效的增加水利水電工程建設的前期數(shù)據收集和分析，有助于將降低地質環(huán)境對水利水電工程的影響。

1.4 GIS應用到混凝土壩施工全過程的三維動態(tài)演示系統(tǒng)

GIS的強大的空間信息處理能力，能夠將水利水電工程建設中的一些復雜施工過程進行具象化，有助于相關工作人員對施工的實際情況進行掌握?；炷翂问┕ぶ械囊恍碗s過程，就需要運用GIS的三維動態(tài)演示系統(tǒng)進行相關操作，將其中的一些復雜的施工過程進行演示。

實際的GIS可視化的過程，首先需要進行數(shù)據的過濾工作，對一些原始的數(shù)據進行整理，進行細化或增加，將這些數(shù)據的表達形式轉化為能夠適應于后續(xù)的可視化操作的形式。其次，需要進行可視化的映射步驟，在這一過程將數(shù)據進行過濾轉化，促使數(shù)據變成可視化的對象。最后由GIS的強大圖形動畫處理功能，將混凝土壩施工的三維動態(tài)演示系統(tǒng)進行生成。實現(xiàn)了混凝土壩施工全過程的三維動態(tài)信息展示。

2 展望

科技飛速發(fā)展的今天，GIS技術也在不斷更新，它在水利水電工程建設中的應用也在不斷深化。在未來水利水電工程建設中，GIS與其他技術將聯(lián)系的更加密切。

地理對象的特征隨著時間的流逝會發(fā)生變化，目前大多數(shù)地理信息系統(tǒng)都不能很好地實現(xiàn)地理對象隨時間的變動。針對這一問題，僅選用屬性數(shù)據庫中的一個屬性評定地理對象的特征不能很好地解決問題。因此如何運用4DGIS來描述、地理對象的時態(tài)特征是個重要研究領域。

水利水電工程中地理對象的特性信息的交流范圍要求越來越廣泛。隨著網絡的發(fā)展，利用Internet技術在Web上發(fā)布空間數(shù)據供用戶瀏覽是GIS發(fā)展的必然趨勢。網絡GIS將進一步發(fā)揮GIS在整個水利水電工程中的應用價值。

結束語

GIS是現(xiàn)階段水利水電工程建設中常用的技術手段，通過GIS能夠有效的增加施工前期的地質測量工作，還能夠通過GIS的三維可視化動態(tài)演示系統(tǒng)對施工中的復雜過程進行演示，便于相關工作人員對施工的時間，進度等相關信息進行掌握，從而實現(xiàn)水利水電工程的經濟效益和社會效益。

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