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摘要：基于新时代背景下，实施水利工程规划设计的时候，如果继续使用传统二维CAD技术实施设计，难以使其在设计方案直观性表达中获得满足，而对三维GIS积极的引入其中，能够取得非常显著的应用效果。因此，文章针对三维GIS在水利工程规划设计中的应用进行了研究，希望通过本文的阐述，能够使水利工程建设领域进一步获得发展。
关键词：三维GIS；水利工程规划设计；应用；研究
引言：
随着现代化科学技术的飞速发展，地理信息技术获得了充分的应用，尤其在水利工程规划设计当中，对于三维地理信息系统技术应用的优势更加显著，比如可视化的实现，使得水利工程各个施工建筑物模型展现的更加直观，还能够对工程区域的各个环节进行三维分析，比如淹没、坡度、填挖方等环节的分析。对此，需要将三维GIS技术积极的在工程场景以及设计方案中积极引入，以保证水利工程处于规划设计环节的时候，在三维可视化表达的需求获得满足[1]。
1.三维GIS中的关键性技术
1.1 ArcGIS Pro技术的应用分析
ArcGIS Pro这项技术是由ESRI公司推出的产品，本身具备64位桌面的优势，ArcGISPro技术与与原来的桌面产品之间进行对比，不仅对二维技术予以支持，在三维一体化展示方式中也能很好的支持，能够对二维、三维之中的数据都能够实现交互联动。处于水利工程初期规划阶段对其进行应用，能够通过三维界面对各种类型的工程布置及相关措施进行查看，在这种模式下能够使得查看环节更加方便，并能够在二维界面上针对方案中不合理的地方进行修改。ArcGIS Pro技术的应用，能够使浏览与操作环节更加流畅与便捷，正是其具备的这种特性，促使其涉及的领域范围更大、时空跨度也更长，而水利工程当中存在的基础数据再具体实施处理方面，在ArcGIS Pro技术当中完成是非常适宜的。此外，ArcGIS Pro技术还对Geoprocessing工具以及ModelBuilder模块的技术特点进行了继承，能够实现各种不同的功能工具实施有效性的组合，进而实现流程化的建模，进而使得数据处理过程中的正确性及效率都获得提高。
1.2 SkylineGlobe技术的应用分析
SkylineGlobe技术下的系列软件，属于建立在3S、虚拟现实以及网络等技术基础下的一套三维地理信息系统平台，其在实现三维功能的时候，比如场景创建、三维展示以及服务发布等功能，需要通过TerraBuilder、TerraExplorer以及TerraGate这三个产品模块进行有序实现的[2]。
2.三维GIS技术的实际构建流程
2.1水利工程规划设计中三维场景的有效创建与优化
通常在创建水利工程三维地形场景的时候，会对TerraBuilder技术进行充分的利用，不仅能够使三维地形场景创建的速度更加快捷，还能够使三维场景在展示与表达方面得到优化，具体实现的流程主要体现在以下几个方面：⑴影像数据。针对水利工程当中的影像数据进行预处理，所包含的内容是多方面的，比如转换格式、建立与转换相应的坐标系统、对影像中的几何进行校正并对影响进行裁剪、匀光匀色以及镶嵌等流程。⑵地形数据。针对水利工程当中的地形数据进行预处理，在水利工程中的工程区及库区通常拥有的地形图都是大比例尺地形图，比如输水管线区的地形图为1：10000，为了保证构建的地形数据具有更加精细化，就需要针对地形数据实施相应的预处理工作。⑶影像与地形之间的良好融合。需要对‘FerraBuilder进行充分利用进行工程文件的建立，并与工程区域的大小相结合，来对相应的投影模型进行选择，在TerraBuilder当中能够为用户提供两种投影模式，这两种模式是以WGS84为基准的，分别为球面投影及平面投影[3]。
2.2水利工程规划设计中生成三维地物模型的方式
水利工程三维地物模型在实际生成的时候，主要采用的方式有两种，处于水利工程规划设计阶段的时候，针对水利工程中的永久建筑物，比如大坝、溢洪道以及发电厂房等建筑物进行精细建模的时候，可以通过相应的外部建模软件来具体实现，比如SketchUp软件、3ds Max软件以及CATIA软件等等；在对规划阶段中变更频繁的施工环节进行建模时，比如供水管线以及设计道路等施工环节，由于这些施工环节在规划阶段经常会出现变更，所以需要建立起相对简单的模型，在具体实施的时候，可以在Geoprocessing工具中搭建起Modelbuilder模型，并在该模型中针对参数实施自动化建模。⑴精细建模：这里将挡水大坝施工环节的建模作为例子来具体说明，需要先与相关的设计底图相结合来具体实施建模处理工作，并将存于CAD中的设计文件进行导出，使其导入到3ds Max软件之中，并进行相应坐标系统的设置，在设置的时候必须要保证各个轴线与地基之间保持平衡状态，三条轴线分别设为使x轴线、Y轴线、z轴线，在设置建模单位的时候需将其设置为米，而模型的比例设置为1：1，并对建模工具进行充分的利用来实施建模。当模型建立完成之后，还需要对相关的模型实施相应的纹理映射，模型对象的选定等环节，然后再点击菜单栏当中的材质编辑器，实施相应的点击贴图环节，并选择其中的漫反射项同时选择其中的赋予对象，进行确定相应的材质或者实施相应的贴图工作。⑵参数化建模：在实施参数建模的时候需要与Geoprocessing工具相结合，这里以输水管线施工环节的建模过程为例，传统模式下的输水管线方案的建立，难以将各个管线中的立体空间位置、工程周围现场的环境进行全面的反映。所以在实施水利工程规划设计的时候，需要全面考虑输水管线布设方案变更频繁的问题，通过手工精细建模这种方法在建模时间与成本方面都会增加。因此，需要对Geoprocessing工具进行利用，来对管线模型实现简单的参数化建模。
2.3水利工程规划设计中三维服务的发布与访问的相关流程
当三维地表场景及三维地物模型完成建立之后，可以对TerraGate进行充分的利用，来针对地表场景、地物模型等具体实施相应的服务发布环节，这样水利工程规划设计人员在实施设计方案的访问与比选的时候，更加快速与便捷。其中TerraGate为其提供了TerrainService这种地形服务模块，以及SFS这种类型的管理器，并且分别在发布三维场景中的MPT文件及3DML三维地物模型中进行使用。针对地形场景进行发布的时候，需要先进入到TerraGate Manager页面，然后将Terrain Service模块进行启动，并在General分页当中填写相应的服务器地址，为了避免冲突发生在TCP端口中尽量不使用默认80端口。将三维场景MPT文件当中的目录添加在Terrain Database Directories分页中，并针对相应的MPT文件进行命名，再对TerraGate Manage进行利用来对地形服务实施启动[4]。
结束语
总而言之，三维GIS技术在水利工程规划设计中应用，相比于传统二维CAD技术手段相比，这种技术能够实现更加真实的三维可视化展示模式，这样设计人员在设计中，能够更加直观的予以工程区域现场环境及地形条件的认识。因此，三维GIS技术引用于水利工程规划设计中，能够进一步推进该领域的发展速度。
参考文献：
[1]邵瀚，苟胜国，李扬杰.三维GIS在水利工程规划设计中的应用[J].水力发电，2018，044（007）：59-63.
[2]陈思.三维GIS在水利工程规划设计中的应用[J].工程技术（文摘版）：00089-00089.
[3]闻平，王冲，桂林，et al.基于SkylineGlobe的三维GIS在水电水利工程中的应用研究[C]// 中国地理信息产业大会.2014.
[4]孙超.三维GIS在水利工程信息管理中的应用研究[J].数字技术与应用，2012，000（011）：95-96.