王瑛昊+陈雷

摘 要：由于地理位置的关系，水利水电工程通常在高山峡谷中进行，如何清楚描绘施工地点的地貌特征是当前水利水电工程建设的难点之一。大多水利水电工程都是庞大且复杂的，因此选用科学的设计方法来提高设计效率、选用合适的控制管理系统清楚地描述施工建设的动态过程是提高工程设计和管理水平的关键。在此背景下寻求新兴技术和计算机辅助设计的方法成为必然趋势。笔者根据多年的工作经验，主要针对GIS在水利水电工程建设中的应用与展望进行分析和讨论。

关键词：GIS；地理信息系统；水利水电工程

GIS的迅速发展和日趋成熟为我们水利数据及信息管理提供了强有力的技术支持。由于我国水利数据量的不断增长，而国内拥有独立知识产权的数据库软件在面对海量数据的同时又显得力不从心，因此，我国地理信息系统需要进一步发展和完善，协同我国的水利事业及其他学科和領域的共同协调发展。

1 GIS在水利水电工程建设中的应用

GIS技术（地理信息系统）是当前水利水电工程建设的重要基础性技术，由于GIS技术立依靠计算机的功能技术，这使得水利水电工作可以利用数字的新发展得到迅速的发展，实现水利水电科学的管理、水利水电政策合理的制定、防洪抗旱能力的提高，可见GIS技术对于水利水电工作的重要价值。

1.1 GIS在水利水电工程地质勘察中的应用

水利水电工程地质勘察是水利水电工程建设中的重要工作，地质勘察是水利水电工工程相关设计的基础，是及时发现水利水电工程建设的地质情况进行分析，并制定合理的解决措施，从而降低地质环境对水利水电工程建设的影响。将GIS应用到水利水电工程地质勘察中，能够有效的推动地质勘察信息系统的建立，提高勘察信息的准确度和广度，促进地质勘察管理水平的提升。

GIS能够获取有效的空间数据，对水利水电工程建设的地理空间位置、方向、几何拓扑关系等相关信息进行获取，通过GIS技术能够自动生生成水利水电工程相关数据的平面图、柱状图、剖面图等工程图件。还能对所收集的地质图形、图像、空间数据进行有效处理、分析。能够有效的增加水利水电工程建设的前期数据收集和分析，有助于将降低地质环境对水利水电工程的影响。

1.2 地下厂房动态演示系统

GIS动态演示的是通过对任意时刻施工面貌的再现。首先录入相应的洞室施工过程的信息，包括洞室开挖时间参数、强度参数等。GIS读取这些数据并录入相应数据库列表中。利用录入的时间参数，借助内部函数生成任一工序任意时刻的面貌，则地下厂房系统任意时刻的整体面貌。模拟演示施工进程时，通过内部函数循环管读取数据库中对应数据，逐条分析读取记录的形貌数据及其他的相关信息，形貌数据通过图像显示于三维图中，施工信息借助文本框作为注释。通过动态演示地下厂房施工面貌，借助最终形貌数值形成的三维图能方便观看工程全貌，也能就近了解细部结构。借助图形上的注释可清楚了解地下洞室在各个时刻的形象进度。借助形貌三维图上的时间轴可观察不同时刻的工程进度和对应于该时刻的地下洞室群施工面貌。实时演示功能清晰地显示各工程时间、空间上的逻辑关系，有助于设计人员对施工方案进一步优化。

1.3 总布置可视化动态演示系统

以GIS软件为设计平台，建立数字化地形。将施工场地布局录入GIS以形成三维数字化模型。施工场地的地貌信息及相关施工信息，通过映射形成底层基础数据库。根据不同工程的施工期长短，选择与之对应的基本时间步长，进一步完善水利水电工程建设数据库，使得整个施工过程立体的呈现在生产管理者面前，让其对工程进展情况有一全面直观的了解。

通过GIS录入相关施工信息可以显示施工总布置三维全景。加入各工程施工周期后可动态演示施工全过程，直观反映各组成部分空间上和时间上的相互关系。此外基于三维布置模型上能实现各工程相关信息可视化查询，包括建筑物设计参数、设计图纸、基础数据、附属物信息、工程施工进度等。通过GIS还能实时统计施工强度的及实时显示动态的柱状图，包括混凝土浇筑面积、施工机械工作时间、黄沙石子等原材料使用量及人力需求量等信息的统计显示。

2 GIS技术展望

GIS本身在不断发展，它在水利水电工程建设中的应用亦需不断发展。应用的发展不仅要与GIS本身的发展相结合，还要与水利水电工程专业相结合。在水利水电工程未来的建设中，GIS与其他技术的结合将更加紧密，应用更加广泛。

2.1 三维建模

GIS（中三维几何造型技术已很成熟，对于三维地质模型的建立、图形显示目前均有较多研究。但水利水电工程中三维数字地形模型的建立大多只是停留在面模型这一层面上。对诸如坝区地形模型等的地质模型的构造，除层状地层外仍有一定难度。常用模型方法有两种：表面模型和实体模型。两种模型对复杂地质体非均匀性的描述均感不足。GIS用于水利水电工程中地质建模是今后应用研究的主要内容之一。但影响GIS数据质量的因素繁多，存在许多不确定性，把握适度质量有一定难度。若进入数据库的数据质量过高，则造成浪费；反之，质量偏低，则达不到要求。

2.2 Web GIS

Web GIS是网络技术与GIS技术结合应用的产物，GIS是以WWW功能成为一种普遍的工具的，网络用户可以浏览Web GIS中的空间数据、制作专题图，并对各种空间进行检索与分析，可用于处理各种数据，而且还可以使用多个客户端操作原来只能在本机使用的功能，并可采用远程技术调用各项数据等。 水利水电工程中地理信息和数据的交流范围要求越来越广泛。随着Internet的发展，利用Internet技术在Web上发布空间数据供用户浏览、使用是GIS发展的必然趋势。Web GIS以网络浏览器为应用工作平台，使得从WWW的任一个节点，用户可以浏览Web GIS站点中的空间数据，制作专题图，并进行各种空间检索和空间分析，且能在多个客户端实现原来在本机上才能实现的功能。

结束语

GIS技术早已不限于地理学研究和应用的领域，目前已与各行各业和我们的日常生活产生了千丝万缕的联系，更重要的是它的应用领域还在不断扩大。GIS应用到水利水电工程建设中还有许多不尽如人意的地方，如计算功能相对薄弱等，可通过与不同技术之间的融合来克服。随着大型水利水电工程信息管理的实时、快速化要求，基于网络传输的地理信息系统应用成为将来GIS与工程结合应用研究的方向。

参考文献

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