可视化仿真技术在水利工程中的应用.pdf

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1、2014年第4期黑龙江水利科技No．4．2014(第42卷)HeilongjiangScienceandTechnologyofWaterConservancy(TotalNo．42)文章编号：1007—7596(2014)04-0180-02可视化仿真技术在水利工程中的应用毕庆双(通河县水务技术服务中心，黑龙江通河150900)摘要：随着我国水利水电事业的蓬勃发展，水利水电工程的规模和数量都在快速增加，由于水利水电工程大多建设于地形复杂的峡谷或高山之间，因此现代水利工程对设计、管理、施工以及生态环境保护都提出了高要求和高标准，传统的设计方法已经无法满足水利工程发展

2、的需要，必须要调整发展方向，朝着数字化、智能化的方向发展，这就给现代化的可视化仿真技术提供了发挥的空间。文章介绍了在水利工程中应用可视化仿真技术的优越性，并探讨了在水利工程中可视化仿真系统框架的构建，为水利工程的现代化发展奠定了基础。关键词：水利工程；可视化仿真技术；数字模型；三维人机交换技术中图分类号：Tv52文献标识码：B1可视化仿真技术简介2在水利工程中可视化技术的应用可视化仿真技术结合了可视化技术与系统建模2．1三维空间数据模型技术，利用可视化仿真技术可快速处理大规模的数水利工程的设计及施工过程中，为便于进行实据，然后通过建立数字模型并将其以图形或动态图时分

3、析，不仅要求通过可视化仿真技术反映出施工像的方式反映在人机交互界面，因此具有直观、高效环境、场地以及建筑物、构筑物的位置关系等静态信的优点L1j。其主要功用反映在以下3个方面：①可息，还需要反映地形填挖等施工过程的动态信息，因将数据场内的各个建筑物直观地以图形或图像的方此需要根据实际需要建立相应的三维空间数据模型，以便于对数据的分析和操作。式反映出来；②便于操作人员深入分析，操作人员可2．1．1数字地形模型通过人机交互界面随意改变仿真图像的角度，也可数字地形模型可以反映施工环境、地形地貌、建将局部无限放大，有利于发现细节；③可将数据场筑物的空间布置情况等，并且为反映

4、动态信息提供内的情况进行动态显示，以便使管理人员或技术人基础，DTM是建立在数字高程模型的基础上的，因此员直观地了解数据场内构筑物的演变过程。水利工可通过建立DEM来实现，由于施工场地的地形地貌程中的三维可视化仿真技术路线如图1所示。是不规则的，尤其是在山区，地形起伏较大，因此一般情况下可使用不规则三角网模型来反映数据场的地形表面信息，通过在地形上离散分布的高程控制点连接成一系列三角形，并将数据进行分析，可充分面垂亟幽反映出地形的高程变化。丽葡萄——2．1．2地物模型地物就是在水利工程地形中存在的各种实体建筑物及地表附属物，如主体工程建筑物、各种工艺构图1水利工程中

5、的三维可视化仿真技术路线筑物、附属工程建筑物及地表植被等，例如办公室、[收稿日期]2013—07—16[作者简介]毕庆双(1968一)，男，黑龙江安达人，工程师，从事水利工程勘测工作。一180—毕庆双：可视化仿真技术在水利工程中的应用第4期大坝、电站厂房、截流围堰等等，这些地物的形状、空筑物要采用相适合的建模技术才能达到更好的间位置等基本上都属于静态数据，常见的建模技术效果。对比如表l所示：从表l中可以看出，根据不同的建表l常用地物模型建模技术对比参数化实体建模特征建模CAD实体建模根据一定的几何参数及几何关系建立一系列预定义特征库。根据实际情况输人特征类型建立方法

6、约束方程，然后由这些方程求解图素的形状、通过定义尺寸约束和添加位置约束，完成特利用CAD软件绘制实体。建立空间几何模型。位置以及相互间的组合关系。征约束模型的建立和求解。适用范围进水塔、围堰、溢洪道等。导流洞、泄洪洞、放空洞等水利枢纽建筑物。大坝、厂房等。2．2三维人机交互技术3．2图形显示模块2．2．1与数据的交互对空间数据库中每种空间对象进行分析，根据通过人机交互界面，操作人员可以根据实际需其自身的特征自动采取适合的图形绘制和造型技要设置数据的计算方式、范围以及对数据进行片段术，将数据通过图形或图像的方式反映出来，其中图截取等操作，例如在通过图像对动态数据进行演

7、示形可以是二维，也可以是三维。的过程中，可根据需要设置演示的时间段，从而防止3．3图形操作模块浪费时间在不需要的动画片段上。对显示出来的图形进行修改和补充，使其在空2．2．2与图形的交互间上更为合理，在形态上更加符合建筑学思想，另外操作人员可以通过人机交互界面对平面或者立通过人机交互还可调整各项参数，如水系、境界、植体图形进行平移、旋转、放大等操作以方便从不同的被符号的自定义和填充，光学属性(颜色、透明度)的角度、不同的倍率来观察工程细节情况，便于及时发修改和调整等，并且能够将操作结果保存到数据库现设计及施工中存在的问题以及提出创造性意见。中，或者根据不同的选中