４．ＧＩＳ應(yīng)用于水利水電工程施工總布置可視化報(bào)考演示系統(tǒng)

　　以ＧＩＳ軟件為平臺，建立數(shù)字化地形，施工場地布置系統(tǒng)中各系統(tǒng)部件的三維數(shù)字化模型。系統(tǒng)部件的數(shù)據(jù)信息與其他相關(guān)信息，通過映射關(guān)系聯(lián)系形成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，成為系統(tǒng)的底層支持。這樣就實(shí)現(xiàn)了各系統(tǒng)部件表層的獨(dú)立性和深層的耦合性。根據(jù)不同工程的施工期長短，選擇恰當(dāng)?shù)幕緯r(shí)間步長，再輔以典型時(shí)刻面貌，可以使施工生產(chǎn)管理者對工程進(jìn)展情況有一個(gè)全面直觀的了解。ＧＩＳ中信息的可視化組織表現(xiàn)在對系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的操作及管理上。由于ＧＩＳ特有的混合數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，把數(shù)據(jù)貯存形式分為兩個(gè)部分：一是圖形數(shù)據(jù)庫，它主要是存放各種專題圖及組成它們的所有圖素。根據(jù)需要，可將不同性質(zhì)的圖素放在不同的圖層上，以便今后查詢或進(jìn)行圖層疊加分析。二是圖素的屬性數(shù)據(jù)庫，它主要用來存放描述圖素的屬性數(shù)據(jù)。空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)通過內(nèi)部代碼和用戶標(biāo)識碼作為公共數(shù)據(jù)項(xiàng)連接起來，使得描述圖素的屬性數(shù)據(jù)與其圖素建立一一對應(yīng)的關(guān)系。 　　

　　該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的總體功能概括如下：

　　（１） 顯示樞紐施工總布置三維全景。

　　（２） 演示樞紐施工全過程三維報(bào)考形象，直觀反映各組成部分空間上和時(shí)間上的相互關(guān)系。

　　（３） 基于三維樞紐布置模型上實(shí)現(xiàn)樞紐布置的各種信息可視化查詢，包括建筑物設(shè)計(jì)參數(shù)、設(shè)計(jì)圖紙、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、附屬物信息、工程施工進(jìn)度等。

　　（４） 實(shí)現(xiàn)樞紐施工全過程總體施工強(qiáng)度的實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)及統(tǒng)計(jì)結(jié)果報(bào)考的柱狀圖顯示，包括混凝土澆筑強(qiáng)度、施工機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)率、砂石料等原材料需求量及人力需求量等信息的統(tǒng)計(jì)顯示。

　　（５） 實(shí)現(xiàn)樞紐工程主要建筑物施工全過程報(bào)考演示，包括地下洞室群施工全過程仿真及演示、大壩混凝土澆筑全過程仿真及演示、施工場內(nèi)交通運(yùn)輸系統(tǒng)仿真與演示等。

　　二、討論與展望

　　ＧＩＳ本身在不斷發(fā)展，它在水利水電工程建設(shè)中的應(yīng)用亦需不斷發(fā)展。應(yīng)用的發(fā)展不僅要與ＧＩＳ本身的發(fā)展相結(jié)合，還要與水利水電工程專業(yè)相結(jié)合。在水利水電工程未來的建設(shè)中，ＧＩＳ與其他技術(shù)的結(jié)合將更加緊密，應(yīng)用更加廣泛。

　　１．三維建模

　　ＧＩＳ中三維幾何造型技術(shù)已很成熟，對于三維地質(zhì)模型的建立、圖形顯示目前均有較多研究。但水利水電工程中三維數(shù)字地形模型的建立大多只是停留在面模型這一層面上。對諸如壩區(qū)地形模型等的地質(zhì)模型的構(gòu)造，除層狀地層外仍有一定難度。常用模型方法有兩種：表面模型和實(shí)體模型。兩種模型對復(fù)雜地質(zhì)體非均勻性的描述均感不足。ＧＩＳ用于水利水電工程中地質(zhì)建模是今后應(yīng)用研究的主要內(nèi)容之一。但影響ＧＩＳ數(shù)據(jù)質(zhì)量的因素繁多，存在許多不確定性，把握適度質(zhì)量有一定難度。若進(jìn)入數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)質(zhì)量過高，則造成浪費(fèi)；反之，質(zhì)量偏低，則達(dá)不到要求。

　　２．４Ｄ ＧＩＳ

　　三維ＧＩＳ目前研究重點(diǎn)集中在三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、優(yōu)化與實(shí)現(xiàn)技術(shù)的運(yùn)用，三維系統(tǒng)的功能和模塊設(shè)計(jì)等方面。但是，地理信息系統(tǒng)所描述的地理對象往往具有時(shí)間屬性，即時(shí)態(tài)。隨著時(shí)間的推移、地理對象的特征會(huì)發(fā)生變化，而目前大多數(shù)地理信息系統(tǒng)都不能很好地支持地理對象和組合事件維的處理。實(shí)際上許多用戶要求都是基于時(shí)間特征的，如洪水的最高水位變化等。對這樣的應(yīng)用背景，僅采取作為屬性數(shù)據(jù)庫中的一個(gè)屬性不能很好地解決問題。故，如何設(shè)計(jì)并運(yùn)用４ＤＧＩＳ來描述、處理對象的時(shí)態(tài)特征也是個(gè)重要研究領(lǐng)域。

　　３．ＷｅｂＧＩＳ

　　水利水電工程中地理信息和數(shù)據(jù)的交流范圍要求越來越廣泛。隨著Ｉｎｔｅｒｎｅｔ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、使用是ＧＩＳ發(fā)展的必然趨勢。網(wǎng)絡(luò)ＧＩＳ（ＷｅｂＧＩＳ），以網(wǎng)絡(luò)瀏覽器為應(yīng)用工作平臺，使得從ＷＷＷ的任一個(gè)節(jié)點(diǎn)，用戶可以瀏覽ＷｅｂＧＩＳ站點(diǎn)中的空間數(shù)據(jù)，制作專題圖，并進(jìn)行各種空間檢索和空間分析，且能在多個(gè)客戶端實(shí)現(xiàn)原來在本機(jī)上才能實(shí)現(xiàn)的功能。由于水利工程中地理信息和大量的空間數(shù)據(jù)都是以文字、數(shù)字、圖形和影像方式表示的，將它們數(shù)字化，便可方便、快速和及時(shí)地將地理信息傳遞到需要的地方，發(fā)揮ＧＩＳ在整個(gè)水利水電工程中的應(yīng)用價(jià)值。數(shù)據(jù)的保密性需加以控制。

　　４．ＣｏｍＧＩＳ

　　水利水電工程布置方案的可視化的要求已不局限在單純的表現(xiàn)上。對于布置方案交互式修改，組件式ＧＩＳ（ＣｏｍＧＩＳ）也是重要的應(yīng)用發(fā)展趨勢之一。

　　三、結(jié) 語

　　ＧＩＳ強(qiáng)大的空間分析功能和圖形顯示功能為工程設(shè)計(jì)和研究成果的可視化表達(dá)提供了有力的現(xiàn)代化手段。但是，ＧＩＳ應(yīng)用到水利水電工程建設(shè)中還有許多不盡如人意的地方，如計(jì)算功能相對薄弱等，可通過與不同技術(shù)之間的融合來克服。隨著ＧＩＳ應(yīng)用的深入研究，單一的ＧＩＳ應(yīng)用系統(tǒng)所存在的缺陷和不足將被逐步解決和弱化。融合各種技術(shù)手段成為ＧＩＳ應(yīng)用的明朗趨勢，不管是與仿真技術(shù)結(jié)合，抑或是在３Ｓ、４Ｓ的集成概念中，所體現(xiàn)的都是一種多個(gè)系統(tǒng)、多種技術(shù)集成的思想，這同時(shí)也將促進(jìn)ＧＩＳ的更深入應(yīng)用。隨著大型水利水電工程信息管理的實(shí)時(shí)、快速化要求，基于網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)牡乩硇畔⑾到y(tǒng)應(yīng)用成為將來ＧＩＳ與工程結(jié)合應(yīng)用研究的方向。

　　總之，應(yīng)將ＧＩＳ與其他可以結(jié)合的技術(shù)集成，充分發(fā)揮各自優(yōu)勢，取長補(bǔ)短，綜合地為水利水電工程建設(shè)服務(wù)。