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GIS在水利水电工程建设中的应用与展望王委托

发表时间：2020/9/8 来源：《基层建设》2020年第14期作者：王委托

[导读] 摘要：GIS信息系统是介于地球科学和信息学之间的一个跨学科领域，具有信息系统的多种特征。

        毕节市水务服务中心贵州毕节 551700
        摘要：GIS信息系统是介于地球科学和信息学之间的一个跨学科领域，具有信息系统的多种特征。GIS主要利用科技手段采集在地球生物圈的全部或部分地理分布数据与信息，是一个用于存储、管理、计算、模拟、分析、显示和描述的技术系统。本文主要分析了地理信息系统在水电工程中的应用，在未来的水电工程建设中，地理信息系统与其他技术联系将更加紧密，并有望得到更广泛的应用。
        关键词：GIS；水利水电；工程建设；应用；展望
        前言
        许多水力和电力工程都是大型和复杂的工程。怎样运用科学有效的设计手段提高工作效率，如何直观、清晰地描述工程的复杂动态过程，是促进工程信息管理发展的重点。所以，为新技术和计算机设计提供帮助是必然的。地理信息系统结合现实世界中对象的相对空间位置和有关属性，使得空间信息的管理水平大大的提升，并利用GIS特有的空间分析功能和可视化表达方式，进行各种支持决策。
        一、GIS在水利水电建设中的应用
        1.GIS在地质勘察中的应用
        水利水电工程建设中是一项重要建设工程。地质勘察是水利水电建设施工前的准备工作，是建设的基础工作，有利于采取合理的解决方案，全方位分析地质环境的好与坏，解决工程建设施工中的问题。GIS在地质勘探中的应用，可以有效地促进地质勘探信息系统的建立，提高对地质环境勘测的准确性与广泛性，促进地质勘测技术的发展。当GIS获得准确的物体属性，掌握水利水电工程地质空间位置，能够对空间数据进行有效处理与分析。采集和分析可以有效地增加水电工程施工前的数据量，地质环境对水电项目的影响有望减少。
        2.GIS在工程总布置中的应用
        用GIS设计平台构建数码地形，将工地的实际布局输入GIS，形成三维数字模型。在工程项目建造工程期间，利用每一个基本步骤，进一步完善自来水电工程施工数据库，使整个施工过程立体地在生产管理前显示出来，使人们对其施工进度有一个全面而直观的认识。通过将相关施工信息输入GIS，可以显示施工总面配置的三维全景图。当整个施工过程增加相应的施工周期时，可以直接反映出各部件的时空关系。此外，可以基于3D布局模型实现工程查询。GIS还可用于施工强度的实时统计和动态数据的实时显示，也可用于混凝土、施工机械的工作时间、碎石等原材料消耗和人力需求信息的统计显示。
        3.GIS在地下厂房施工中的应用
        GIS的三维模型主要用于表达空间对象的属性信息，也用于相对独立地表达空间对象的关系，随时通过结构改造实现动态演示。首先，运行一个模拟程序以电子试算表的形式输出这些单元，以获得洞穴工程数据、进度参数和特定程序的强度参数。GIS读取数据并将其转换为相应的数据库。在演示中，每个数据库循环数据库中记录的表单数据和其他相关信息，并在三维图表中以图形方式显示表单数据而其他信息则在信息框中显示为文本。
        4.GIS在混凝土坝施工中的应用
        大坝复杂的施工过程可以用GIS的空间信息处理能力来体现，可以动态的描述出。

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在混凝土堤坝施工过程3D动态演示系统中，通过建立地理信息系统的可视化过程,重建现实世界中物体在计算机中的相应位置，实现从模拟数据到图像的转换,建立出图像模型，用数据对应出物体的各种属性，描述出物体的特征。混凝土地基施工系统三维可视化模拟的数学模型首先建立了数字地面模型，数字地形是整个建筑系统布置和移动的地方，是三维图像显示的重要背景，原始地形数据可以手动输入或通过扫描或数字化输入系统。数据经过滤后转换为三维矢量数据，产生了三维曲面模型。
        二、GIS技术的展望
        1.三维建模技术
        三维几何建模技术非常成熟有利于建立出三维地质模型。目前，关于图形的研究众多，但水力发电三维数字地面模型的建立大部分还停留在平面模型上。目前除层状地层外，还难以建立水库地形模型等地质模型。常用的造型方法有两种，曲面造型和实体造型。这些模型不足以解释复杂质粒的非均质性。地质建模在地理信息系统水力和水力发电工程中的应用仍是今后的主要内容之一。但影响数据质量的因素很多，不确定因素众多导致很难掌握中等品质。如果访问数据库的数据质量太高会造成浪费，反过来，质量低下，则无法满足要求。
        2.4D GIS技术
        地理信息系统重点阐述了三维数据结构的设计、优化与实现技术的应用、三维系统的功能和模块设计等。地理事物并不是一成不变的，会随着时间的变化而变化，板块的运动，侵蚀作用，风化作用等无时无刻都在影响地球上的地理事物，正是因为这些外力作用才呈现出属性不同的地理景观，因此，具有复杂性。地理信息技术也要不断提高来适应不断变化的地理物体。事实上，许多用户需要基准时间的特征，比如最大洪水位的变化。对于这种应用背景，单一属性不能很好地解决问题。所以发展4D GIS对处理动态实时特征是非常重要的。
        3.Web GIS
        水利项目的地理信息和数据交流日益广泛。随着网络的发展，利用互联网技术，允许用户浏览互联网上的空间数据。地理信息系统的应用是发展的必然趋势。基于互联网的地理信息系统利用计算机图形学和地理信息系统。数据库，地理信息系统，软件工程等先进技术可以通过现代网络通信工具方便地在网络上传送各种数据，实现了自定义文本数据检索方法，定制直接在网络上处理数据的图形层结构。显示各种图形等目标，用于各种空间搜索和空间分析，在多个客户端实现原始功能。因为治水的地理位置和许多空间数据都以数字、图形和图像的形式，将它们数字化。地理信息可以简单、迅速、及时地送入需要的地方，充分发挥地理信息系统在整个水电工程中应用的价值。
        结束语
        GIS强大的空间分析功能和图形显示功能为工程设计和研究成果的可视化提供了强有力的现代手段。各种技术的集成已经成为GIS应用的一个亮点。多系统、多技术的集成思想在3S和4S集成概念和与仿真技术的集成中得到了体现，但也带来了更深层次的应用。随着中国水电工程的发展，对实时信息管理和快速性的要求必须与GIS技术相结合。
        参考文献：
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