GIS在水利水電工程建設(shè)中的應(yīng)用與展望

趙斯野

摘 要：信息技術(shù)的不斷發(fā)展，先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)逐漸的應(yīng)用到水利水電工程建設(shè)中，GIS是現(xiàn)階段水利水電工程建設(shè)中常用的技術(shù)手段。地理信息系統(tǒng)簡稱GIS，地理信息系統(tǒng)是將信息技術(shù)和地理學(xué)相互結(jié)合的一種技術(shù)手段，利用計算機進(jìn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)采集和存儲工作，在水利水電工程建設(shè)中，地理信息系統(tǒng)能夠有效的增加為水利水電工程建設(shè)提供直觀的形象信息支持，促進(jìn)水利水電工程建設(shè)的順利完成。筆者根據(jù)多年的工作經(jīng)驗，主要針對GIS在水利水電工程建設(shè)中的應(yīng)用與展望進(jìn)行分析和討論。

關(guān)鍵詞：水利水電工程；GIS技術(shù)；應(yīng)用；展望

GIS是現(xiàn)階段諸多行業(yè)中經(jīng)常使用的一種技術(shù)手段，現(xiàn)階段我國的GIS已經(jīng)取得一定的成果。GIS是以地理空間數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，并與信息技術(shù)相結(jié)合，在相關(guān)軟件的支持下，進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、整理、分類、分析、管理、儲存等相關(guān)工作。實現(xiàn)了對地理信息的集中處理，有利于地理信息的研究和分析。是現(xiàn)階段水利水電工程建設(shè)的重要保障。水利水電工程的一些地形圖可以通過GIS結(jié)合地理坐標(biāo)，將水利水電工程中的一些復(fù)雜施工過程進(jìn)行充分的展示，便于水利水電工程相關(guān)人員能夠充分掌握工程的全過程，從而促進(jìn)水利水電工程快速、高效完成，實現(xiàn)水利水電工程的經(jīng)濟效益和社會效益。

1 GIS在水利水電工程建設(shè)中的應(yīng)用

GIS技術(shù)具備信息數(shù)字化、直觀化、可視化的功能特點，利用這些特點可以將水利水電工程施工中各種復(fù)雜的過程轉(zhuǎn)換成直觀的動畫形式，可以為施工過程中的各種狀況提供有力分析條件，這樣能夠使水利水電工程進(jìn)入信息化的科學(xué)管理狀態(tài)中，工程設(shè)計結(jié)果也可通過可視化充分呈現(xiàn)出來，利用這一點，設(shè)計人員就可以通過直觀化進(jìn)行更好更詳細(xì)精準(zhǔn)的設(shè)計，不僅有效的提高工程設(shè)計水平，同時利用GIS技術(shù)的科學(xué)簡單化、形象直觀化、可視參考化等功能，提升工程管理水平，推動我國的水利水電工程趨向智能化、信息化發(fā)展。

1.1 GIS應(yīng)用于施工導(dǎo)截流三維動態(tài)可視化

利用GIS軟件功能與其他軟件功能相結(jié)合，形成施工導(dǎo)截流三維動態(tài)可視化仿真系統(tǒng)，通過動畫圖像形式對施工過程進(jìn)行模擬演示。實現(xiàn)三維可視化過程，首先要創(chuàng)建三維場景，并按照實際施工現(xiàn)場情況進(jìn)行有機地組裝，利用實體建模將三維形狀構(gòu)建出來，再經(jīng)過對實體構(gòu)建模型的紋理、消隱、陰影等進(jìn)行科學(xué)計算，并在三維場景中呈現(xiàn)。在仿真模塊的作用下，可以對施工過程中所有信息包括主體信息以及各實體模型結(jié)構(gòu)、水流狀況、施工時間等信息都可以隨時獲取，并將其保存在施工圖形庫內(nèi)，可通過時間查詢方式進(jìn)行相關(guān)信息查找，再通過GIS可查詢功能與圖形顯示功能，就可以將某一時段的施工導(dǎo)流場景顯示出來。所以將GIS應(yīng)用在施工導(dǎo)截流三維動態(tài)可視化中，這樣就可以隨時對施工過程與相應(yīng)信息進(jìn)行有效查詢。

1.2 GIS應(yīng)用于地下廠房施工動態(tài)演示

GIS三維空間數(shù)據(jù)模型主要是表達(dá)空間目標(biāo)的幾何信息和屬性信息，同時相對獨立的表達(dá)空間目標(biāo)的拓?fù)潢P(guān)系。動態(tài)演示是依靠對任意時刻施工面貌的再現(xiàn)實現(xiàn)的。首先運行仿真程序得到確定方案下的洞室施工過程的信息，包括洞室開挖時間參數(shù)（持續(xù)時間、開始時間、結(jié)束時間）、進(jìn)度參數(shù)、強度參數(shù)，將這些參數(shù)按工序以電子表格的形式輸出。GIS讀取這些數(shù)據(jù)并將其轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫。演示時通過對施工面貌數(shù)據(jù)庫的循環(huán)，逐條讀取數(shù)據(jù)庫中每條記錄的形體數(shù)據(jù)及其他的相關(guān)信息，形體數(shù)據(jù)以圖形的形式顯示在三維圖上，其他信息以文本的形式顯示在信息框中。

1.3 GIS在水利水電工程地質(zhì)勘察中的應(yīng)用

水利水電工程地質(zhì)勘察是水利水電工程建設(shè)中的重要工作，地質(zhì)勘察是水利水電工工程相關(guān)設(shè)計的基礎(chǔ)，是及時發(fā)現(xiàn)水利水電工程建設(shè)的地質(zhì)情況進(jìn)行分析，并制定合理的解決措施，從而降低地質(zhì)環(huán)境對水利水電工程建設(shè)的影響。將GIS應(yīng)用到水利水電工程地質(zhì)勘察中，能夠有效的推動地質(zhì)勘察信息系統(tǒng)的建立，提高勘察信息的準(zhǔn)確度和廣度，促進(jìn)地質(zhì)勘察管理水平的提升。

GIS能夠獲取有效的空間數(shù)據(jù)，對水利水電工程建設(shè)的地理空間位置、方向、幾何拓?fù)潢P(guān)系等相關(guān)信息進(jìn)行獲取，通過GIS技術(shù)能夠自動生生成水利水電工程相關(guān)數(shù)據(jù)的平面圖、柱狀圖、剖面圖等工程圖件。還能對所收集的地質(zhì)圖形、圖像、空間數(shù)據(jù)進(jìn)行有效處理、分析。能夠有效的增加水利水電工程建設(shè)的前期數(shù)據(jù)收集和分析，有助于將降低地質(zhì)環(huán)境對水利水電工程的影響。

1.4 GIS應(yīng)用到混凝土壩施工全過程的三維動態(tài)演示系統(tǒng)

GIS的強大的空間信息處理能力，能夠?qū)⑺姽こ探ㄔO(shè)中的一些復(fù)雜施工過程進(jìn)行具象化，有助于相關(guān)工作人員對施工的實際情況進(jìn)行掌握。混凝土壩施工中的一些復(fù)雜過程，就需要運用GIS的三維動態(tài)演示系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)操作，將其中的一些復(fù)雜的施工過程進(jìn)行演示。

實際的GIS可視化的過程，首先需要進(jìn)行數(shù)據(jù)的過濾工作，對一些原始的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，進(jìn)行細(xì)化或增加，將這些數(shù)據(jù)的表達(dá)形式轉(zhuǎn)化為能夠適應(yīng)于后續(xù)的可視化操作的形式。其次，需要進(jìn)行可視化的映射步驟，在這一過程將數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾轉(zhuǎn)化，促使數(shù)據(jù)變成可視化的對象。最后由GIS的強大圖形動畫處理功能，將混凝土壩施工的三維動態(tài)演示系統(tǒng)進(jìn)行生成。實現(xiàn)了混凝土壩施工全過程的三維動態(tài)信息展示。

2 展望

科技飛速發(fā)展的今天，GIS技術(shù)也在不斷更新，它在水利水電工程建設(shè)中的應(yīng)用也在不斷深化。在未來水利水電工程建設(shè)中，GIS與其他技術(shù)將聯(lián)系的更加密切。

地理對象的特征隨著時間的流逝會發(fā)生變化，目前大多數(shù)地理信息系統(tǒng)都不能很好地實現(xiàn)地理對象隨時間的變動。針對這一問題，僅選用屬性數(shù)據(jù)庫中的一個屬性評定地理對象的特征不能很好地解決問題。因此如何運用4DGIS來描述、地理對象的時態(tài)特征是個重要研究領(lǐng)域。

水利水電工程中地理對象的特性信息的交流范圍要求越來越廣泛。隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，利用Internet技術(shù)在Web上發(fā)布空間數(shù)據(jù)供用戶瀏覽是GIS發(fā)展的必然趨勢。網(wǎng)絡(luò)GIS將進(jìn)一步發(fā)揮GIS在整個水利水電工程中的應(yīng)用價值。

結(jié)束語

GIS是現(xiàn)階段水利水電工程建設(shè)中常用的技術(shù)手段，通過GIS能夠有效的增加施工前期的地質(zhì)測量工作，還能夠通過GIS的三維可視化動態(tài)演示系統(tǒng)對施工中的復(fù)雜過程進(jìn)行演示，便于相關(guān)工作人員對施工的時間，進(jìn)度等相關(guān)信息進(jìn)行掌握，從而實現(xiàn)水利水電工程的經(jīng)濟效益和社會效益。

參考文獻(xiàn)

[1]鐘磊，馬力，譚振江.遙感技術(shù)在水利水電工程建設(shè)征地移民中的應(yīng)用[J].人民長江，2013，02：100-103.

[2]王光明，梁秀娟，肖長來，于景錄.GIS技術(shù)在水文水資源領(lǐng)域中的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]吉林水利，2009（6）.

[3]黃家寶，鄭泳，徐林春等.基于GIS的樂昌峽水利樞紐工程防洪調(diào)度洪災(zāi)損失評估研究[J].廣東水利水電，2012，（9）.

[4]周斐.基于信息自動化技術(shù)在水利水電工程建設(shè)中的有效運用分析[J].農(nóng)業(yè)與技術(shù)，2015，11：63-65.endprint