摘要：水利水电工程的施工难度大，投资多，选用合理的施工方案，对于提升工程质量的意义重大。施工过程必须对工程特点与具体条件进行充分考虑，施工方案包括工程的布置、工程进度、蓄水等多个方面。水流控制作为一个动态的过程，很难通过简单的模型来分析，而可视动态技术恰好可与水流控制的动态性相匹配，这种技术的出现也为水利水电施工中的此类问题提供新的解决思路，并已在我国多个重点水利工程中取得了良好的应用成果。
关键词：水利；水电工程；施工；技术；
引言
可视化是近年来新发展起来的一个研究和开发十分活跃的技术领域,它将计算机图形、图像处理和计算机视觉等技术应用于科学计算领域,目前已在各个学科中得到广泛的应用。
1可视化仿真技术简介
可视化仿真技术结合了可视化技术与系统建模技术，利用可视化仿真技术可快速处理大规模的数据，然后通过建立数字模型并将其以图形或动态图像的方式反映在人机交互界面，因此具有直观、高效的优点。其主要功用反映在以下方面：可将数据场内的各个建筑物直观地以图形或图像的方式反映出来；便于操作人员深入分析，操作人员可通过人机交互界面随意改变仿真图像的角度，也可将局部无限放大，有利于发现细节；可将数据场内的情况进行动态显示，以便使管理人员或技术人员直观地了解数据场内构筑物的演变过程。
2 GIS技术的发展趋势
GIS系统是本世纪60年代提出并初步发展起来的一门集计算机、地理学、信息科学、环境科学和管理科学为一体的技术系统。经历了从GIS模块、集成式GIS、核心式GIS到组件式GIS、开发式GIS、网络GIS和VR-GIS的发展,今天的GIS技术已经从单纯描述地理信息的简单工具,发展成为面向整个地球空间的高新信息技术。GIS技术的发展是一个RS、GIS、GPS(3S)综合交叉应用发展的过程,利用RS在信息获取和数据动态监测、更新中不可替代的特点,发挥GPS在信息跟踪及准确定位方面的优秀性能,不仅保证了GIS的动态数据源,还大大提高了GIS的数据精度和缩短了信息更新周期,增强了其监测和跟踪性能。GIS是管理、表达、分析这些信息并提供决策支持的技术。可见,“3S”技术的集成是一个必然的趋势。当前GIS研究和应用主要集中于二维,在更为适合人类思维和实际的三维表现方面,存在很大的局限性,使得大量的多维空间信息无法得以利用。因此三维GIS的研究是GIS发展的一个重要方向,许多学者已经开始了这方面的研究,如加拿大New Brunswick大学的Kavouras和Masry早在1987年就开发了用于矿产资源评估和开采的三维GIS原型系统。德国Rostock大学、Stuttgart大学等研究机构目前正联合研究三维GIS在数字城市模型中的应用,他们对城市的空间对象进行了分类和表示,建立了数字城市模拟系统,对城市基础设施(包括房屋、道路、绿地等)可方便地进行查询、分析和显示。一些商用GIS系统中,也加入了三维GIS模块,如Erdas公司的IMAGINEVirtual GIS模块,能在三维环境下,提供GIS分析和实时三维飞行方式的访问和漫游;ESRI公司即将推出的ArcGlobe,对海量数据存储和三维显示的多重细节提出了总体的解决方案。还有许多其它一些模拟实验系统,其研究集中于三维可视化和虚拟现实功能方面,其中的一大热点便是虚拟现实地理信息系统(VR-GIS)。
3可视化仿真技术的发展阶段
仿真技术是20世纪50年代以来兴起的一门新型信息工程技术，它不仅加速了科学技术、t程设计的发展速度，而且促进了作为认识主体的人的认识能力的发展，提供了一种新型的认识工具。一般而言，仿真结果必须以一定的形式显示在用户面前，就它的发展阶段来讲，比较常见的方式有：数字仿真、二维仿真和可视化仿真。
数字仿真最为简单，并易于实现，但仿真结果不直观，给用户的理解带来不便，也使得某些比较隐蔽的问题难以被发现。二维仿真比数字仿真直观。常使用二维图形的方式对物流场地、物流设备、物流规划等问题进行模拟，有时还可用动态二维图形对物流过程进行实时仿真，从而为设计人员提供决策依据。但是厕面比较简单，无法进行人机交互控制。随着计算机软、硬件技术的发展，计算机仿真技术出现了从数值仿真和二维仿真向可视化仿真发展的趋势。可视化仿真是指建立系统中的各种物理对象的三维模型，并将它们按某种位置关系组合在一起，给定其某种工作方式，同时在空间三维坐标的基础上，加入时间轴丁，通过四维坐标来描述这些基本的对象。与二维图形仿真相比，可视化仿真在建模阶段要对各种实体信息进行空间和时间的统一安排，使各个实体对象模型具有各自的时空属性，同时能够实时地与数字仿真结果交互，具有很强的交互性。在表现手段上，仿真结果不仅仅局限于符号图形在屏幕上的动态变化，而是电脑与人的瓦动的实时体现。例如。在水电工程的系统仿真中，各种地面施工机械在整个空间范围内有序地I：作．随着施]：的不断进行。展现大坝施亡、库底回填、渣场和中转场实时的动态变化，这种方式能更真实地模拟工作现场状态。
4在水利工程中可视化技术的应用
4.1三维空间数据模型
水利工程的设计及施工过程中，为便于进行实时分析，不仅要求通过可视化仿真技术反映出施工环境、场地以及建筑物、构筑物的位置关系等静态信息，还需要反映地形填挖等施工过程的动态信息，因此需要根据实际需要建立相应的三维空间数据模型，以便于对数据的分析和操作。
4.2数字地形模型
数字地形模型可以反映施工环境、地形地貌、建筑物的空间布置情况等，并且为反映动态信息提供基础，ＤＴＭ是建立在数字高程模型的基础上的，因此可通过建立ＤＥＭ来实现，由于施工场地的地形地貌是不规则的，尤其是在山区，地形起伏较大，因此一般情况下可使用不规则三角网模型来反映数据场的地形表面信息，通过在地形上离散分布的高程控制点连接成一系列三角形，并将数据进行分析，可充分反映出地形的高程变化。
4.3静态模型
静态模型是指在施’r进程中其模璎各顶点的几何数据及空间拓扑关系保持不变的实体对象。包括：地形、辅助施工工厂、生活住房、风水电供应系统、拌和楼、导流建筑物等。静态模型。在实时仿真过程中，物理特性、空间位置等物理状态随着仿真过程的进行，各种状态并不发生任何变化，其存在只是为了表现仿真的真实度。因此，我们只需要在Auto—CAD中建立相应的模型，然后贴上相应的材质。使之更加接近真实的实体
结束语
可视化仿真技术在水利工程的设计和建设中具有十分重要的作用，其通过直观的图形和图像输出以及友好的人机交互等技术为技术和管理人员提供参考，是一种较为先进的技术手段，极大提高了水利工程设计和建设的现代化水平，在日后工作中，将智能化专家系统与可视化仿真技术相结合将是一个重要的研究方向。
参考文献
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[2]钟登华，刘东海．郑家祥．基于GIS的水电工程旎T动态可视化仿真方法及其应用水利学报，2003，(7)；101—106．
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