杨阳1 郭淳琳2
中国水利水电第六工程局有限公司二分局， 辽宁 丹东 118000
摘要：现如今我国的经济在迅猛发展，社会在不断进步，随着水利水电工程信息化需求的日益增长，其信息化技术水平的要求也随之提高．当前ＢＩＭ与ＧＩＳ技术已在多个领域融合应用，有效地提高了工程的效率．水利水电工程方面可以借鉴其他领域的已有经验以提高其信息化技术水平．首先介绍了ＢＩＭ与ＧＩＳ技术的概念，其次阐述了ＢＩＭ技术、ＧＩＳ技术以及ＢＩＭ＋ＧＩＳ融合技术在水利水电工程信息化中的应用，最后讨论了ＢＩＭ＋ＧＩＳ的融合系统在水利水电工程信息化应用中存在的问题及解决思路．
关键词：GIS技术；水利水电；工程设计
引言
水科学涉及领域广泛，水文过程也极其复杂，这给水安全问题的监测与管理带来了巨大难题。云计算、大数据、物联网、移动互联、人工智能等新一代信息技术发展，为水利水电对象的透彻感知、网络互联、广泛共享、智能分析，为水旱灾害防范与抵御、水资源开发与配置、水环境监管与保护、河湖生态监督与管理等提供现代化支撑条件。融合新资源、新技术和新理念的智慧水利水电为解决水安全问题开辟了新的途径，并指明新的方向，对认识水规律、强化水管理、谋划水未来具有重要价值。目前，水利水电相关学者们结合水利水电建设的需要和实际的开展工作，提出了智慧水利水电的技术构成、建设的体系内容以及总体框架，通过信息技术与水利水电业务深度融合，将涵盖洪水、干旱、水工程安全运行、水工程建设、水资源开发利用、城乡供水、节水、江河湖泊、水土流失和水利水电监督等主要水利水电业务进行一体化管理，这对开展智慧水利水电建设具有重要的指导意义。位置感知作为智能感知与信息化的重要组成成分，智慧水利水电的建设需结合高精度的位置信息，随着我国北斗卫星技术的发展，高精度的空间位置信息感知技术已经逐步成熟。地理信息科学、测绘工程等相关学者结合最新的BIM（BuildingInformationModeling）+GIS（GeographicInformationSystem）、无人机+卫星GIS技术、云计算及物联网技术，探讨了水利水电业务数据的透彻感知、数据的互联共享、集约型基础平台设施的搭建，通过结合位置大数据构建智能化的空间服务系统，以期实现水利水电信息的精细化管理、更新、共享等。
1ＧＩＳ技术简介
ＧＩＳ是为解决与地球空间信息有关数据的获取与处理问题，而基于计算机技术和网络通信技术研发的一种空间信息系统．它研究的主要对象包括：位置、条件、趋势、模式和模型．ＧＩＳ与其他信息系统之间的主要区别在于ＧＩＳ的数据是基于地理坐标的，其中包含位置信息或空间信息以及与此位置有关的所有其他属性，这些信息对进一步地时空分析尤为重要．ＧＩＳ优势在于：能集地理数据采集、存储、管理、分析、三维可视化显示与输出一体化，并具有空间分析、预测预报和辅助决策的能力．将ＧＩＳ技术应用在水利水电工程项目中，运用其空间分析及可视化的优势，为建设和管理带来了便利，大大提高工程运作的精确度和效率．但也存在着一些不足，比如ＧＩＳ技术在计算方面较为薄弱，在精细化模型方面仍有缺陷．随着ＧＩＳ研究的不断深入，单一ＧＩＳ技术上的不足可以通过融合其他技术手段来克服，充分发挥各自优势、取长补短，与ＲＳ（Ｒｅｍｏｔｅ Ｓｅｎｓｉｎｇ，GIS）、ＢＩＭ等技术的协同应用将会是未来的趋势．
2GIS技术在水利水电工程设计中的应用研究
2.1变形监测
工程体变形是工程设施安全运营的重大隐患，也是工程管理的重要内容之一。现代工程变形检测中应用的精密GIS结合GPS技术已经替代经纬仪、全站仪等传统测点手段。
其排除天气和可达性影响，且各目标测点无需保持通视，经高密度像元GIS观测便能提取工程设施空间信息，通过多时相比对之后能够准确估算工程体变形、损耗、位移等信息。这些新技术的应用将多层次监测的变形数据网络化、智能化，便于动态模拟变形过程与解析变形原因，从而为工程维护提供数据支持。
2.2空间一体化气象水文的融合
降雨数据是影响陆地水文过程中地表径流的主要因素，降雨数据时空分布的精确程度以及预报的准确性是水文气象中最基本的科学问题。目前降雨数据主要有地面气象站格点数据和TRMM（3B40RT、3B41RT、3B42RT）、CMORRH、GSMaR、HYDRO以及国产的风云二号D星（FY-2D）等0.25°×0.25°卫星反演的降雨数据，地面气象站格点数据具有较高的精度而卫星降雨产品能获得大范围的空间分布信息，结合长时间序列的历史卫星降雨产品以及植入专业气象部门的气象中尺度数值预报模式生成未来3~7天精细预报格点数据。随机森林模型可有效挖掘目标变量与解释变量的关联关系，可以进一步提高预报降雨数据的时间尺度与空间尺度。基于预报模式数据结合随机森林算法可以快速预测未来3h、6h、12h、24h、3day精细降雨雨量，为水文预报模型提供高精度的降雨数据支撑。
2.3影像快速拼接及像控测量
与常规测量方法相较，图像控制测量显示了某些差异。主要差别体现在无人机的图像数据较小，且数量较大，主要用于拍摄和紧急制图作业，而不是用于制作和印刷图像控制测量的照片。除此之外，在测量范围及特性方面也存在差异。因此，在飞行测量中，图像检验点的分布区域相对均匀，具有明显的对比度和高识别度。图像控制和测量方法与常规空中测量方法有所不同。无人机测绘数量相对较高，但图像尺寸相对较低，其在紧急绘图中的应用范围更广，在图像开发和印刷、进行图像控制和测量工作方面不太适用。若绘图区域内有更多的特征点，无人机须在飞行后对点进行图像控制测量，如果控制点的分布比较均匀，绘图区域内图像的颜色是清晰的，对比度也是清晰的。在完成质量测试之后，获得的图像须符合相应的规格。在预处理失真之后，可根据对应于每个图像的位置数据快速地组装测量的图像。图像控制点与区域网络点相结合，参考航空摄影易损性检测和对图像控制点的设计，设有4条基线间隔。在区域网络的对流和低电压区域中增加了更多的图像控制点，这样能够提高准确度。
2.4水利水电规划与水环境治理:
水文水资源具有时空变化特征，准确掌握其时空变化特征是水利水电规划的先导。而二维静态水文图形数据不便于精确计算覆水面积、水环境过程与灾害模拟、环境影响评价;特别是陈旧的图件或资料对识别水文国境、库容估计、汇流过程等均有不利影响。水利水电部门可以借助GIS技术提取水文的年、季、月、旬等多时相空间分布变化信息，探测河道、湖泊的深度预河床等特征，结合三维环境重建与虚拟现实游戏技术，帮助实现水利水电工程动态规划。水利水电
结语
GIS技术逐渐向着高精度、高光谱、多平台和时态化的方向发展，与此同时水利水电工程建设中的GIS技术应用也与时俱进，不仅取代了获取地形、地质、水文信息的传统人工测量手段，还结合GPS、人工智能模拟技术实现工程区三维环境时空重建，为水利水电工程建设提供优质、高效、精准的数据服务。当前GIS技术的运用主要侧重于时空精细数据获取的方面，其在水利水电工程维护与管理中的优势尚未体现，因此还需要明确水工建设中具体的需求侧，拓展其应用路径，从而更好地实现水利水电信息化。
参考文献
[1]蒋云钟,冶运涛,赵红莉.智慧水利水电大数据内涵特征、基础架构和标准体系研究[J].水利水电信息化,2019(4):6-19.
[2]张臻,高正,张鹏,等.智慧水利水电关键技术及系统设计[J].浙江水利水电科技,2019(4):66-70.