水利工程地理信息化模型和可視化分析

◎ 方銘峰 江門市江新聯(lián)圍管理處

水利工程建設(shè)是當(dāng)前我國水利資源建設(shè)的重要組成部分，其對于地區(qū)內(nèi)的水資源使用以及水環(huán)境治理都有重要的意義，而在實際的水利工程建設(shè)過程中，其工程具有一定的復(fù)雜性特點，傳統(tǒng)的工程設(shè)計技術(shù)無法做到高精度，也不符合現(xiàn)代工程的社會要點。而在的工程應(yīng)用過程中，選擇應(yīng)用信息化技術(shù)可以提升水利工程的建設(shè)效果。在信息化技術(shù)應(yīng)用的過程中，可以完成工程模型建立，同時完成可視化分析，確保工程設(shè)計優(yōu)化，也能夠提升水利工程的建設(shè)合理性。

1.案例概述分析

本項目為廣東省江門市江新聯(lián)圍加固工程信息化系統(tǒng)建立項目，其信息化系統(tǒng)建設(shè)主要是為了完成對江新聯(lián)圍加固工程項目實施信息化管理，通過信息化系統(tǒng)的建立應(yīng)用，確保江新聯(lián)圍堤段內(nèi)可以完成防洪管控、水系統(tǒng)調(diào)度自動化以及水閘等相關(guān)工程信息化管理。

江新聯(lián)圍工程是廣東省堤圍工程的重要組成部分，其工程建設(shè)過程中總計有超過11個中小堤圍。以下表1為江新聯(lián)圍工程的具體概況分析。并且在信息化技術(shù)以及地理信息技術(shù)逐漸發(fā)展背景下，為了更好的完成江新聯(lián)圍工程管理，工程相關(guān)人員決定建立地理信息化管理系統(tǒng)，完成沿堤水閘、電排站、內(nèi)河水閘的數(shù)據(jù)采集、視頻信號采集、遠(yuǎn)程控制等，對工程的管理優(yōu)化。以下內(nèi)容是對江新聯(lián)圍水利工程地理信息化管理系統(tǒng)的具體建立和應(yīng)用分析。

表1 江新聯(lián)圍工程參數(shù)分析

2.地理信息化系統(tǒng)的建立

江新聯(lián)圍加固工程對于地區(qū)內(nèi)的農(nóng)田保護(hù)以及水利利用都有重要的意義，而為了實現(xiàn)其工程的合理應(yīng)用，需要對其進(jìn)行定期的加固管理以及相關(guān)運(yùn)行管理，而傳統(tǒng)的項目管理方法不利于加工工程的優(yōu)化管理，所以在實際的管理過程中，相關(guān)專家提出建立地理信息化管理系統(tǒng)，提升系統(tǒng)管理效果。

2.1 江新聯(lián)圍工程地理信息化系統(tǒng)的建立目標(biāo)

水利工程信息化系統(tǒng)建立過程中，針對系統(tǒng)的總體使用目標(biāo)進(jìn)行建立非常關(guān)鍵；①系統(tǒng)建立過程中完成新技術(shù)應(yīng)用，其中包括GIS技術(shù)、智能傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，整體物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用等。②系統(tǒng)建立需要完成對江新聯(lián)圍區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)管理，其中包括江新聯(lián)圍管理處、蓬江區(qū)、江海區(qū)、新會區(qū)等重要數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)據(jù)合理管控，實現(xiàn)對各區(qū)域段的集中優(yōu)化管理。③系統(tǒng)建立需要對工程的全方位信息進(jìn)行管理以及自動化調(diào)度管理，其中包括河道信息采集、水利工程信息采集、水閘、電排站等信息數(shù)據(jù)采集管理，實現(xiàn)對工程的有效管理。

2.2 江新聯(lián)圍工程地理信息化系統(tǒng)的具體建立

在江新聯(lián)圍工程地理信息化系統(tǒng)具體建立過程中，主要完成系統(tǒng)的總體框架設(shè)計、系統(tǒng)功能設(shè)計等內(nèi)容化。

圖1 地理信息系統(tǒng)三維測量效果圖

圖2 現(xiàn)場監(jiān)控視頻的實時接入效果示意圖

2.2.1 系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計分析

在江新聯(lián)圍工程地理信息化系統(tǒng)應(yīng)用過程中，完成系統(tǒng)的總體框架應(yīng)用分析非常重要，直接決定了系統(tǒng)的應(yīng)用效果。在整個江新聯(lián)圍地理信息化系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)用過程中，其總體框架主要包括用戶層級、應(yīng)用層級、數(shù)據(jù)中心、基礎(chǔ)環(huán)境層級以及物聯(lián)網(wǎng)感知層級分析等結(jié)構(gòu)。a.系統(tǒng)的用戶層級主要設(shè)計系統(tǒng)的主要使用者，其中包括江新聯(lián)圍工程領(lǐng)導(dǎo)人員、業(yè)務(wù)人員、工程值班人員、巡查人員、公眾使用模塊等。b.系統(tǒng)的應(yīng)用層級主要是針對系統(tǒng)的具體應(yīng)用功能進(jìn)行設(shè)計，其中包括3D三維建模展示功能、調(diào)度運(yùn)行功能、工程視頻監(jiān)控以及移動數(shù)據(jù)管理等功能。c.系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心模塊是系統(tǒng)的重要模塊，其主要包括工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、實時監(jiān)測數(shù)據(jù)庫、日常管理數(shù)據(jù)庫、地理空間數(shù)據(jù)庫等組成，完成工程各項數(shù)據(jù)的采集和儲存。d.系統(tǒng)基礎(chǔ)環(huán)境建設(shè)，主要是對系統(tǒng)的運(yùn)用環(huán)境進(jìn)行建設(shè)分析，其中包括有機(jī)房應(yīng)用。會議室應(yīng)用、值班室應(yīng)用以及中控室應(yīng)用等內(nèi)容。e.系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)感知層級是系統(tǒng)的前端數(shù)據(jù)感知層級，其具體應(yīng)用過程中，主要完成水情檢測、雨情檢測、工情檢測以及視頻監(jiān)控等功能。

2.2.2 系統(tǒng)功能設(shè)計分析

在整個系統(tǒng)的建立應(yīng)用過程中，針對系統(tǒng)的使用功能進(jìn)行建設(shè)應(yīng)用非常重要，直接關(guān)系到江新聯(lián)圍地理信息系統(tǒng)的建設(shè)使用非常關(guān)鍵，在實際的技術(shù)應(yīng)用過程中，其主要功能設(shè)計，包括以下幾方面內(nèi)容；

a.地理信息系統(tǒng)包括水位檢測功能，在實際的系統(tǒng)使用過程中，能夠利用系統(tǒng)完成水位信息自動檢測、其中包括水閘、電排站以及內(nèi)河水位信息的有效監(jiān)測。

b.系統(tǒng)使用過程中包括對江新聯(lián)圍工程的監(jiān)測管理，其中包括電排站監(jiān)測管理、電排站自動控制、水閘系統(tǒng)監(jiān)測管理、整體工程的視頻動態(tài)監(jiān)控等多方面內(nèi)容，確保系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)用更加合理有效。其中視頻監(jiān)控系統(tǒng)是對可視化管理的重點內(nèi)容。

c.地理信息系統(tǒng)建設(shè)包括模型建立以及數(shù)據(jù)分析功能，其數(shù)據(jù)庫模塊在具體的應(yīng)用過程中，主要完成各類信息的接收、處理、存儲、轉(zhuǎn)發(fā)等功能，在其數(shù)據(jù)庫建立過程中，也主要應(yīng)用有并行分割技術(shù)、智能節(jié)點分割技術(shù)使用以及負(fù)載均衡技術(shù)具體使用等多方面內(nèi)容，通過技術(shù)的合理使用，確保系統(tǒng)數(shù)據(jù)功能應(yīng)用更加合理。

3.水利工程地理信息化和可視化系統(tǒng)應(yīng)用分析

在江新聯(lián)圍地理信息化系統(tǒng)應(yīng)用過程中，其三維地理模型建設(shè)應(yīng)用以及可視化技術(shù)應(yīng)用非常關(guān)鍵，一定程度上關(guān)系到地理信息系統(tǒng)的整體使用效果，并且在具體的技術(shù)應(yīng)用過程中，地理信息系統(tǒng)能夠利用矢量數(shù)據(jù)、衛(wèi)星影響完成DEM配置以及三維模型建立，并且在實際的系統(tǒng)應(yīng)用過程中，也能夠完成相關(guān)信息的可視化處理。

①江新聯(lián)圍地理信息系統(tǒng)應(yīng)用完成了水利設(shè)施三維測量效果圖展示，具體如圖1所示。

②應(yīng)用地理系信息系統(tǒng)可以完成視頻可視化信息查詢，如圖2所示為地理可視化處理效果圖。

4.結(jié)語

工程管理過程中，建立應(yīng)用了地理信息化管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了工程的信息化管理，對于工程管理以及地區(qū)內(nèi)的水利控制都有重要的意義。