水库设计的三维可视化研究
基于OSG的水利工程三维可视化系统研究与应用
研究现状
目前，水利工程三维可视化系统的研究主要集中在以下几个方面：
1、基于CAD软件的可视化：通过AutoCAD等软件进行三维建模，实现工程设计 的可视化。但这种方法需要专业人员操作，且效率较低。
2、基于BIM技术的可视化：利用BIM（Building Information Modeling）技 术将工程信息模型化，实现三维可视化。但该技术主要用于建筑领域，对水利 工程适用性不强。
二、地理信息三维可视化系统的 应用领域
1、城市规划与设计：通过三维可视化技术，城市规划师可以更加直观地展示 城市的空间布局和建筑设计，为城市规划提供决策支持。
2、土地资源管理：土地资源管理部门可以利用三维可视化技术对土地资源进 行评估、管理和规划，提高土地资源的利用效率。
3、环境监测与保护：通过地理信息三维可视化系统，环境监测部门可以更加 直观地监测环境质量，为环境保护提供数据支持。
（3）渲染模块：采用OSG的延迟渲染技术和场景图优化技术，提高渲染效率和 质量。
（4）动画模块：支持对三维场景进行动画演示，包括旋转、缩放、平移等操 作。
（5）交互模块：支持用户与三维场景进行交互，包括点击、拖拽、缩放等操 作。
3、数据流程
本系统的数据流程如下： （1）导入水利工程设计数据； （2）通过场景建模模块建立三维场景模型；
（4）交互体验要求高：系统需要提供流畅的交互体验，以满足用户的需求。 针对以上难点，我们采取了以下解决方案：
（1）开发通用的数据导入模块，以处理不同软件的数据格式； （2）利用OSG的场景图结构进行高效的三维建模；
（3）采用OSG的延迟渲染技术和场景图优化技术提高渲染效率；
（4）利用OSG的事件处理机制实 现流畅的交互体技术和传感器技术的不断发展，未来地理信息 三维可视化系统将朝着高精度和实时性的方向发展，能够更加准确地反映地理 信息的实际情况，为决策者提供更加可靠的数据支持。
水利水电工程三维可视化技术与应用研究
水利水电工程三维可视化技术与应用研究发布时间：2023-01-16T01:23:13.427Z 来源：《中国科技信息》2022年9月17期作者：谢金记伍英伟武剑威刘卓[导读] 从社会经济效益的层面上说，市政水利工程的建设更好地发挥了我国河流资源优势，伴随科技快速演进，使得我国水利水电建设得到了极大的发展谢金记伍英伟武剑威刘卓广西桂冠电力股份有限公司广西壮族自治区南宁市邕宁区530029摘要：从社会经济效益的层面上说，市政水利工程的建设更好地发挥了我国河流资源优势，伴随科技快速演进，使得我国水利水电建设得到了极大的发展。
其中，三维可视化技术作为推动现代化进程的核心技术，利用高精准度的三维建模，从而实现数据立体化模式的呈现。
本文对三维可视化技术进行研究，结合水利水电工程中的特点，期望能够为该技术的进一步运用提供参考。
关键词：水利水电工程；三维模型；可视化技术；应用伴随着互联网技术及信息技术的快速发展，水电水利乃至整个电力行业都迎来了信息化可视化技术的飞速发展。
综合监测数据大屏作为梯级电站与电网系统的综合信息交互显示系统，在现场调度会商、辅助决策等场景发挥着不可替代的作用。
同时，综合监视数据大屏在呈现了大量数据内容的同时，也真正反映了数据业务的关键水平和智能调度中心的技术保障水平。
我们通过着眼于创新三维可视化技术，探究出符合新兴技术对未来生产生活影响力的方法，这在水利行业中起着举足轻重的作用。
因此，关于水利水电工程，我们需要着重研究三维可视化技术的应用。
1、三维可视化技术概述传统水电站运行监视系统是以报表、二维图表为主要展示容器，对于水情、机组出力、调度方案等专业信息也往往来源于各个项目的独立子系统，想要对电站全量监视信息进行整体综合展现是非常困难的。
此外，多维数据使用二维图表进行表达，并不能让人对项目有直观的认识，这就使得调度专业人员在数据应用流程上还不够顺畅，难以全局把控。
因此为了能够进一步挖掘数据价值，做好水电场站集中管理，必须推行三维可视化技术的应用。
水利工程中三维可视化技术应用探讨
水利工程中三维可视化技术应用探讨一、前言三维可视化技术是计算机可视化技术与水利水电工程系统相结合产生的一种仿真体，它能有效的显现出数据的精准，其实质是通过图形、图像的方式对仿真计算过程的追踪与结果的处理，使用三维可视化技术的优越性不但可以节省劳动者的劳动强度，缩短周期，更能有效的为水利水电工程人员提供一个快捷的数字化平台，有效的提高工程建设的工作效率。
传统的水利施工工程大多数是依靠设计图纸、二维平面图来进行施工控制、整体规划，这很难让其它非技术的相关人员有一个直观清晰的认识，管理者也不容易实现对全局工程实施正确有效的管理控制。
基于上述原因，加之计算机强有力的计算功能和高效的图形处理能力，三维仿真技术在水利工程方面的应用越来越普遍。
在水利工程中应用三维仿真技术，将施工建筑、地理环境、人员配置、危险程度等进行真实模拟，可以浏览工程的整体场景，更加直观的、智能的辅助设计人员进行过程设计与分析，根据不同施工方案得到仿真结果，通过对仿真结果的评估和研究，选择最有效、最安全、最有力的方案运用到施工实践当中。
二、水利工程的三维可视化技术的内容一般包括设计条件可视化，包括地质，地形，枢纽布置及施工条件等的可视化；设计建模可视化；计算分析过程可视化；成果设计可视化，也就是三维真实感图形显示及空间数据的图表，文挡输出等。
三维仿真系统的实现可以帮助用户快速优化施工方案，降低成本，节省开销，施工可靠性增强，达到更高的工作效率。
三、可视化技术在水利工程中的应用3.1 三维空间数据模型水利水电工程施工场地、建筑物布置、环境是水利水电工程的可视化仿真所要研究的静态信息，并且对一些地形填挖动态的施工逻辑关系也要及时的反映出来。
因此，要能够充分反应各工程对象的属性特点以及对以后数据的管理和操作，就必须要研究出可达到实现系统高效显示和快速分析的空间数据结构和有效的建模手段。
地物模型和地形模型共同组成了水利水电工程的三维模型。
而在设计制作整体工程的虚拟漫游动画时候，可以借助水利水电工程三维模型，通过利用3DSMax来实现。
基于DEM的水利三维可视化系统的研究
数 字 高 程 模 型 （ ｉｔｌ ｌ ａｉ ｄ ｌ简 称 Ｄ Ｍ） 是 以 数 字 的 形 式 按 一 定 结 构 组 织 在 一 起 ， 示 实 际地 形 特 征 空 间分 布 的 数 Ｄｇ ａ Ｅｅ ｔ ｎＭｏ ｅ， ｉ ｖ ｏ Ｅ ， 表
③ 水 库 大 坝 的 水 位 模 拟 显示 。 通 过 对 数 据 库 中的 水 库 水 位 记 录 数据 进 行 综 合 ， 通过 三维 建 模 ， 维 显示 设 定 时段 内水 库 的水 位 变 化 情 况 。 三 ④ 水 利 工 程 的 总 体 布 局 的 可 视化 动态 演 示 。
ｅ ｈｅ Ｍ ｅｈｏｄ Ｏ ｐｒ ｃ ｓ ｔ ， ｒｉ ｏ ｉ ｎ ｕ ｒ ｓｔｏ ３ ｌｍ ｅ ｓｉ ｅ ｃｅ ｔ ｏｃ ｓ ｆｖｓ ｌｓ ｓｅ ｎ ｗ ａｅ ｏｎ ｅ ｖ ｎｃ ｓｔ ｔ ｓｔ ｏ ｅｓｄａａ Ｐａｔｔ ｎ Ｇｒｄ ａ ｄ Ｓ ｐｅ ｐｏ ｉ ｎ Ｄ ｅｅ ｎｔ ｎ ｔ ｒａｉ ｐｒ ｅｓｏ ｉｕａ ｙ ｔｍ ｉ ｔｒｃ ｓ ｒ ａ ｙ． ｉ ｉ ｈ ｖｅ Ｕ ｓｄ ｈ ｅ ａｃ ｉａ ｓｇ ｉ ｅ ｓｔ ｏｖｅ ｔ ｓｕｅ ｔ ａ ｎｄ ｒ ｄｆｅ ｅ ｃ ｅ ｈｏｗｅ ａｙｉ ｅ ｌ ｆｄ ｔｉ．Ｉ ｃ ｎ ｏ ｉ ｅ ｂｅ ｔｒｉ ａ ｅ ａ ｅ ｉ ｒｒ ｈ ｃｌｄｅｉｎ ｄ ａ ｏ ｓ ｌ ｈｅ ｉｓ ｈ ｔｕ ｅ ｉ ｒｎｔｓａ ｓｓ ｌ ｄ ｖ ｒ ｎｇ ｌｖｅｓｏ ｅ ａｌ ｔ ａ ｐｒ ｖ ｄ ｔｅ ｍ ｇ ｎｄ
三 维 可视 化 在 水 利 工 程 中 的应 用 使 得 水 利 工 程 建 设 进 程 及 管理 更 加 形 象 、 观 。水 利 三 维 可 视 化 系 统 的 主 要 特 点 就 是 建 立 在 直
对 空 间 地 理 数 据 的处 理 基 础 之 上 ， 河 道 位 置 及 流 经 区域 、 区地 理 位 置 分 布 、 利 工 程 的 布 局 等 ， 此 空 间 地 理 数 据 的 处 理 技 术 如 灌 水 因 在 水 利 工 程设 计 开发 中至 关 重 要 。
谈水利水电工程三维可视化研究进展与前景
２． １ 研 究 现 状
目前 ， 水利水 电工程设计 已经开始从二维 Ｃ Ａ Ｄ设计逐步 向三 维 Ｃ Ａ Ｄ设计转变 。计算机三维建 模与可视 化模拟 技术 已开始应 用 于水利水 电工程 的设计 、 施工等各 个阶段 ， 如枢纽布 置 、 施 工总 布置等 。天津大 学 的钟登 华 等 从 单独 研究 水利 水 电工程 地
视化的基础和研究重点 ， 当前这方 面的研究工作 主要包括地质 、 地
物的三维空 间数据模 型， 地质 、 地物模型的整合和匹配三方面 。
和经验 的专业设计人 员才 能准确判断地 形和地貌 的特征 ， 这使 得 工程设计和各专 业之 间 的成果交 流变 得相 当繁重 冗长 。在水 利
水 电工程设计 中引进 三维可视化技术 ， 提高 了水利水 电工程设 计 的效率 ， 增加 了设计人员 、 施工人员对空间的直观感受 。 在全球信息化 的大环 境下 ， 工程 设计 界也 掀起 数 字化 、 可 视 化、 智能化于一体的“ 设计革命 ” 浪潮 。在水利水 电工程设计建设
２ ． ２ 技 术路 线
按 照 工 程设 计 流 程 ， 水工设计实 现三维可视化 就要求 工程设
计 条件可视化 ， 设计 建模 过程 可视化 ， 计算 分析 过程可 视化 和设 计成果 可视化。这里可视化是三维工程 设计的核心 ， 数 字化则是
实现可视化设计 的基础。 目前 ， 地质 、 地物三维建模是水工 三维 可
１ 三维 可视 化技 术
地物模 型的建立 以及对施工过程三维模 拟技术做 了相关研究 ； 武 可视化 是指 人 脑 中形 成某 事 物 图 像 的 一种 心 智 处 理 过 程 汉 大学 的陶铁铃 等 Ｊ 、 电子科技大学 的魏鲁双 ” 、 河海 大学的杨 （ ｍ ｅ ｎ ｔ ａ ｌ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ） 。可视 化技 术是 把计 算机 中的数字 信息 转变 为 威 、 天津大学 的张社荣等 ｏ 一 分别开发了拱坝 、 重力坝 优化设计 直观 的图形 图像 信息 ， 使 得研究 者 能够形 象直 观地 观察 到 ， 即看 可视化系统。水 利水电工程三维可视化设计 已得 到国 内专 家 、 学 到传统 意义 上不可见的事物或现象 ， 同时 还提供模拟 和计算 的视 者越来 越多的重视 ， 并取 得 了一 定 的成果 ， 但 目前 还未 形成 一套 觉交互 手段 。可 视化 技术 是 集科 学 与工 程计 算 、 计 算 机 图形 完 整的理论 体系和软件成果 ， 整体上仍处于探索阶段 。 学、 图像处理 、 人 机界 面 等多 学科 和 技术 于 一体 的 现代 化 技术 。 可视化 的核 心技 术包 括 ： １ ） 将科学计算 中产生 的数 据及结果 转化 为 图形或 图像 ； ２ ） 基于 面 向对 象技 术 的图形用 户界 面 的设 计 ， 即 可视化建模 的实现 。可视 化的过 程模 型如 图 １所示 。三维 可视 化作为可视化 的重要 组成部分 ， 侧 重于 以三维 的手段 反映客 观世 界， 属于科学计算可 视化 的范 畴 ， 在 地学 领域有 着广 泛 的应用 和发展前景 。
水利工程三维可视化仿真技术与系统研究
Ｒｅ ｅ ｒｈ ｏ ｈ ｅ ｈ ｉｕ ｓ ａ ｄ Ｓ ｓｅ ｆｒ３ ｓ ａ ｍｕａｉｎ ｉ Ｗ ａｅ ｎ ｅｖ ｎ ｙ Ｗ ｏｋ ｓ ａｃ ｎ ｔｅ Ｔ ｃ ｎｑ ｅ ｎ ｙ ｔｍ ｏ Ｖｉｕ ｌ Ｄ Ｓｉ ｌｔ ｎ ｏ ｔｒ Ｃｏ ｓ ｒａ ｃ ｒｓ
ＳＥ ＮＧ — ｎ，ＷＡＮＧ ｎ － ｉ Ｄｅｗｅ Ｈｏ ｇ ｘａ
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浙江水利水电专科学校学报
ＪＺ ｅ ａｇＷａ．ｏｓ Ｈ ｄ．ｏ ｅｅ ．ｈｊ ｎ ｔＣ ｎ ＆ ｙｒＣ Ｈｇ ｉ
Ｖｏ ． ８ Ｎｏ． １１ ３
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水 利 工 程 三 维 可 视 化仿 真 技 术 与 系统 研 究
基于OSG的水利工程三维可视化系统研究与应用
总第234期2009年第4期计算机与数字工程Computer&Digital EngineeringVol.37No.4135基于OS G的水利工程三维可视化系统研究与应用3万定生 徐 亮(河海大学计算机及信息工程学院 南京 210098)摘 要 结合虚拟现实技术在水利工程三维可视化系统中的应用,通过对流域地形仿真、洪水演进模拟的三维可视化研究,以等高线数据为基础,使用VPB及Arc GIS构建地形模型,采用VC++结合OSG的可视化开发环境建立了水利工程可视化模拟系统,实现了三维场景漫游、空间信息查询、洪水演进模拟等功能。
该系统能在PC机上流畅地运行,图形的生成速度和质量较高。
关键词 虚拟现实 OSG 三维可视化 水利工程中图分类号 TP391.41 Develop me nt a nd Application of Three2di me nsional Visualization Syste m f or Hydraulic Engi neeri ng Based on OS GWa n Dingshe ng Xu L ia ng(College of Comp uter&Inf or mation Engineering,He hai U niversity,Na njing 210098) Abs t rac t Combining virtual reality technology application in hydraulic engineering t hree-dime nsional visualization system,t his p aper studied on terrain simulation and flood routing simulation.Wit h cont our data,it e mployed V PB a nd A rc GIS const ructing terrain model,adop ted V C++a nd OS G developing e nvironme nt t o establish hydraulic engineering visualization simulation syste m,realized t he3D cruising,sp atial inf or mation inquiry and flood routing simulation.The system ca n be applied in PC wit h high speed a nd quality f or grap hic generation.Ke y w ords virtual reality,OS G,t hree2dimensional visualization,hydraulic engineeringClass Nu m ber TP391.41 1 引言三维可视化技术越来越广泛地运用于地理信息系统、虚拟环境仿真、水资源管理、防洪决策系统、洪灾风险分析等领域[1]。
水库大坝安全信息三维可视化系统简介
水库大坝安全信息三维可视化系统简介采用数据库、三维GIS及虚拟现实技术，在构建三维模型的基础上，结合大坝安全监控专业模型，展现水库枢纽概况，实时展现了水库枢纽场景和大坝安全监测信息与分析成果, 实现了三维场景与大坝安全监控模型之间的动态性和实时性，其效果逼真,功能强,运行性能稳定，为水库运行管理部门及上级主管部门的科学决策提供科学、直观、高效的可视化辅助支持。
系统具有枢纽场景及操作、地理信息查询与分析、大坝安全信息查询及展现等，功能框图见图1。
图1 系统功能框图1枢纽场景及操作枢纽三维场景根据工程图纸、实地照片、GIS数据以及其他资料对水库枢纽所在地进行三维建模，在三维模型中包括了枢纽所在地水利工程、水域与河流、居民点以及公路等数据，见图2。
图2 水库场景根据三维场景的操作特点，提供选择（在三维场景中选中一个物体）、平移（对当前视图进行平移）、缩放（缩小或者放大可见区域）、旋转（对视图进行旋转）和居中（将选中的物体居中显示）等操作方法，使得用户能够在三维场景中迅速的定位到所需关注的区域。
为了能够更方便、更清楚地观察细节，还提供了透视和顶视两种视图；以及通过图层控制来屏蔽不相关的信息。
2 地理信息查询与分析通过在物体列表中选择地物，系统自动的将该地物在三维场景中居中显示，同时可以查询该物体相关的信息，如地物信息、属性信息和地形参数查询。
系统是基于GIS实现，实现GIS中通用的量算功能如长度量算、面积量算和体积量算功能。
3 大坝安全信息查询与展现3.1大坝实时监测信息通过与监测数据库的连接，可以在三维系统中实时展现大坝实时监测数据，包括库水位、渗流压力及水平位移/竖向位移等监测信息和变化过程。
除了直接在三维界面中的表现之外，系统还提供了数据表格，数据过程线等形式对大坝安全监测数据进行表现。
3.2 大坝安全分析信息以地理信息数据、水利工程施工资料和监测设施埋设资料为基础，在制作枢纽三维场景以及大坝及监测设施模型的基础之上，系统通过与安全监测数据库连接，获得大坝安全监测的实时数据，实现以下功能：(1) 基础信息在首页以绿色、黄色或者红色的面板表现大坝当前的安全性态；根据当前的库水位，计算水库的淹没范围，并且在三维场景中表现；监测信息的表现，包括渗流压力、渗流量、表面变形和库水位等监测信息展现;测点测值状态，以不同的色彩表示各个测点测值的状态，如绿色表示该测点当前的测值没有超过阈值，红色表现该测点当前的测值超过阈值，见图3。
三维可视化技术的水利水电论文
三维可视化技术的水利水电论文1研究背景利用三维可视化技术将水利水电工程中河流，水利的探测起到关键的数据处理，它可以将数据快速处理从而使将数据迅速筛选，将错误的数据筛选出来，把数据的准确性提升，真正的三维模型是指，三维空间结构的构造用立体的表面显现图层，使物象中的图层准确的表达出来，每一个三维象素具有一个与数据原体相像的一个子体，对于水利水电工程的探测来说三维可视化技术可以有效的为探测，绘制提供精确的数据与立体图形。
2三维可视化技术在现如今的工程方面日益广泛，在地质探测的方面都有优秀的显而易见成果，根据数据体的透明度属性，假定地下界面的反射率是地下界面的原始在水利方面可以探测出河床的深度和地质岩层沉积的程度，为大型水利枢纽的建设提供了有效的帮助，水利水电工程中数据的准确与图层的准确是相吻合的，利用三维可视化技术的立体成像原理，将数据产生的图像达到标准化的分布。
现如今我国的三维可视化技术比其他国家而言相对于落后，但是三维可视化技术的技术应用范围却非常广阔，其前景应有广阔的市场，尤其在地质探测，河流的探测与工程的绘制都有广阔的前景，将三维可视化技术与水利水电工程放到一起将会有显而易见的效果，三维可视化技术有助于水利水电工程中的探测、规划、施工、科研，如果将水利水电工程与三维可视化技术融为一体，便为水利工程的建设有着巨大的改变，在相关的技术领域，三维可视化技术有着不同于一般测制技术的独特方面，三维可视化技术是把描绘物理化数据转换为图型、图像、并运用颜色、透视画像等特点和视觉观点等实时改变的视觉现象。
在水利水电工程中将运用到物理数据的改变，和数据处理与筛选，而一般的技术处理达不到处理到精准的要求，可以利用三维可视化技术的快速数据处理和精准程度通过三维可视化技术的精准性筛选出不符合数据中心中不承认的错误数据，从而提高数据的准确程度还能快速形成三维立体图形，并利用颜色透视动画等特点与我们的视觉呈现出符合数据的表达形式的图像，三维可视化技术的两种类型是基于图形的平面化和数据的可视化的两个基本的类型，这两个基本的类型使三维可视化技术在水利水电工程方面可以有较大的提高，利用这两个基本类型中的其中一项，也可以使数据化信息转换成标准的图层，这就是所称的图层可视化，图层可视化是指地质的图层和断层，这也在水利水电工程方面有着广阔的前景，三维可视化技术不但能快速的处理数据，筛选，形成准确的立体图像，还能勘测水利水电工程的系列工程中，如勘测河川中的断层，水流中河床的沉积，地质中勘察沉积岩等方面都起到关键性的作用，对于我国而言环境是我国的关键性的因素，国家强力发展可持续化经济建设，这使河流等自然能源的提高利用有着关键性的提高，发展自然能源的同时，水利水电工程起到了关键性的角色，三维可视化技术在水利水电方面的应用促进了社会进步的科技发展也对未来的建设提供着新的目标。
水利水电工程三维可视化建模技术研究论文（小编整理）
水利水电工程三维可视化建模技术研究论文（小编整理）第一篇：水利水电工程三维可视化建模技术研究论文摘要：随着经济的发展和人们生活水平的逐渐提升，水利水电工程的规模和数量都得到较大幅度的发展，为保证水利水电工程的质量和使用性能，人们尝试将建筑物三维可视化建模技术与水利水电工程相结合，本文以大型水利水电工程建筑物三维可视化建模技术为研究对象，结合某大型水利水电工程建筑物，对数据建模，建筑物建模思路进行分析，并针对大型水利水电工程建筑物几何建模技术、形象建模技术、三维显示技术等展开研究，为加深对大型水利水电工程建筑物三维可视化建模技术的认识，提升我国大型水利水电工程建筑物的整体性能作出努力。
关键词：水利水电工程规划论文在现代信息技术不断深化发展的过程中，大型水利水电工程建设现代化、数字化发展已经成为其发展的必然趋势，而三维可视化仿真模型的构建是推动其发展的重要环节，三维可视化仿真模型的直观性、可操作性都明显优于传统设计方法，所以对其展开研究对提升大型水利水电工程整体性能具有重要的意义。
1大型水利水电工程的数据模型数据模型的性能决定其包括能够描述系统的静态特征的数据结构、能够描述系统动态特征得到数据操作和保证系统整体持续运行的完整性约束三个主要结构，其共同使数据模型能够对现实世界真实的模拟，能够通过计算机实现并被人类理解。
通常大型水利水电工程建筑物中同时存在规则和不规则的实体，在建筑模型中需要将建筑物中真实存在的面和体分为规则和不规则两种类型，通常平面区域或规则的曲面区域在数据模型中会视为规则面对像，否则为不规则面对像，体对象作为多个面对像构成的空间实体，其中如果存在一个及其以上的不规则面对像，则数据模型视其为不规则体对象，由此在数据模型中将规则面对像表示为多边形或函数构造面；将规则的体对象表示为长方体、圆柱体等几何构造体；将不规则面对像表示为TIN面片；将不规则体对像表示为以上基本元素的组合。
某大型水利水电工程建筑物三维可视化建模技术中需要面对建筑物的点、线、面、体对象构建数据模型，其点对象的三维空间位置可以通过Q(x，y，z)表示，而两个点对象的三维空间位置即可以描述建筑物的线段对象，而多个线段对象将共同组成线对象，线对象又可以描述几何要素，由此可见数据模型可以实现对规则或不规则建筑实体的描述，三维可视化建模的数据模型实质上是以面对像或面对像的组合形式对建筑物实体进行仿真，所以在设计的过程中可针对不同的面对像进行优化，有利于建筑物整体性能的提升。
浅析三维可视化技术在水利水电工程建设中的应用
- 89 -工 程 技 术０ 引言水利水电工程建设过程纷繁复杂，其中将会涉及多个范围领域的专业内容，信息数据量大，将三维可视化技术应用在水利水电工程建设过程中，能够提高水利水电工程设计的精准度和有效性，并帮助水利水电企业形成竞争优势，提升水利水电工程的具体建设效果。
１ 水利水电工程建设中三维可视化技术的应用现状随着社会的进步和科技发展，我国的三维可视化技术正处于不断建设发展过程中，并被广泛应用于方方面面。
在水利水电工程项目中应用三维可视化技术能够在勘测阶段、设计阶段以及施工管理阶段予以技术支持，实现水利水电工程建设地质结构的立体勘测、实现精准获取水利工程勘测数据、实现水电工程关键数据的实时处理，并能够水利水电工程项目勘测效果，创造社会价值。
２ 水利水电工程建设中三维可视化技术的具体应用２．１ 智能应用三维可视化技术主要是以三维空间的形式进行数据分析和数据表达，再加上运用人机交互系统，因此被广泛应用于水利水电工程建设中。
现阶段，许多水利工程已经在流域管理工作中积累很多工作经验，借助三维可视化技术实现数据整理和数据表达，能够在一定程度上简化工作流程，完成科学管理业务。
借助三维可视化技术获取而来的三维数据和水利水电工程设计方案，使相关工作人员能够借助现场拍摄照片和视频资料构建水利水电工程的三维模型，并实现整个水电工程现场的虚拟化展示。
开启漫游模式帮助相关工作人员能够进一步获取水利水电工程数据资料以及设备的实际应用情况、完成模型精细化处理，并将生产实时数据等信息体现在三维平台上，提高数据交互效率[1]。
三维可视化技术的实现一般包括2种方法，分别是基于等值面的体绘制和基于体素数据进行单元绘制。
采用基于等值面的体绘制时间通过数据抽取，运用多边形拟合三维数据。
采用基于体素数据进行单元绘制，是现阶段的1种主流绘制方式，从而将体素数据转换成离散的二维数据点阵。
图1是体素数据进行单元绘制的工作原理。
三维可视化技术需要采集尽可能多的数据信息，并将数据点进行分布处理。
水利水电工程三维可视化技术应用思考
水利水电工程三维可视化技术应用思考1三维可视化技术可视化指的是在人脑中形成的一种事物图像的处理过程。
可视化技术主要是将数字信息转化为图像信息，从而可以帮助研究者更直观地看到用肉眼看不到的事物［1］。
可视化技术是一种现代化技术，它的核心技术包括2个方而内容：一是将数拯信息转化为图形或者图像；二是可视化建模的实现。
在可视化中它最重要的组成部分就是三维可视化，通过对三维手段的运用，更好地来反映客观世界。
目前三维可视化技术应用非常的广泛，已经涉及到了各个领域之中。
它的应用将更好地为我国的科学研究提供有利的帮助。
例如，在建筑和医学等领域，三维可视化技术的应用可以帮助决策者提髙预见性，从而避免对资源的浪费：三维可视化仿真技术的应用，更好地提高了人们的工作效率。
而三维可视化技术在水利水电工程中的应用也将更好地提升工作效率。
2水利水电工程三维可视化技术应用的研究2. 1研究现状当前我国对水利水电工程的设计正在由二维向三维进行转变。
而在水利水电工程的设计以及施工等各个阶段已经开始应用了可视化模拟技术。
目前三维可视化技术也已经得到了越来越多学者的重视，并在研究的过程中取得了一泄的成果，然而到目前为止仍然没有形成一套完整的理论，对于三维可视化技术的研究仍旧处在一个探索的阶段。
2. 2技术路线在水利水电工程的设计过程中，如果想实现三维可视化，就需要做到：设计条件的可视化、建模过程设计的可视化、计算分析过程的可视化以及成果设计的可视化［2］°可视化作为工程设计的核心，而数字化是可视化得以实现的基础。
在水利水电工程设计中，地质、地物是三维可视化的基础。
在实现三维可视化水工设讣的过程中，不仅要求工作人员有专业的知识，而且还需要计算机技术的支持。
2. 2.1应用的效果在水利水电工程的设计中，三维可视化为英提供了很多的分析方法。
三维可视化的应用彻底改变了二维和三维形态之间的转变，同时它的应用也在很大程度上提高了工作效率和工程的设汁质疑。
水库三维地形景观制作方法与可视化实现
第36卷第3期2020年9月测绘标准化Standardization of Surveying and MappingVol.36No.3Sep.2020水库三维地形景观制作方法与可视化实现赵跃(辽宁省自然资源事务服务中心辽宁省基础测绘院辽宁锦州121003)Production and Visualization of3D Reservoir Terrain LandscapeZHAO Yue摘要:水利工程规模浩大,地质条件特殊，会造成施工风险大、不可预测性等问题，通过三维场景的制作，可以进行施工前模拟淹没分析、缓冲区分析等试验，预测施工区域内存在的潜在危险。
以某水库项目为例，探讨三维地形景观制作的技术方法，通过对不同分辨率影像在SuperMap软件中处理的时间进行对比分析,选取试验数据，利用SuperMap良好的三维显示功能，在平面场景下将数字高程模型与遥感正射影像进行叠加生成三维地形景观图，真实再现水库及周边区域的地形、地貌特征，对今后水库的开发利用具有重要参考意义。
关键词：三维地形景观;DEM；D0M；地表纹理;SuperMapKeywords:3D Terrain Landscape；Digital Elevation Model；Digital Orthophoto Map；Surface Texture；SuperMap中图法分类号:TP75随着科学技术的发展进步,地理信息已广泛应用于教育、医疗、军事、娱乐等领域，三维可视化技术因此，本试验空三加密检查点平面位置精度符合要求,高程精度不符合要求。
表2检查点误差最大限值Tab.2Max.Tolerance of Checkii^Points平面位置中误差/m高程中误差/m 取UL例尺平地丘陵地山地高山地平地丘陵地山地高山地1:2000 1.0 1.0 1.4 1.40.280.4 1.0 1.53结语数码航摄仪与定姿定位系统组合使用已非常普遍,GNSS/IMU辅助航空摄影测量的应用从21世纪初至今已经历了10多年的发展。
基于Cesium的水利工程三维可视化平台开发
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水利工程三维可视化平 台设计
平台需求分析
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功能需求
具备水利工程三维场景的 加载、显示、导航、分析 等功能。
性能需求
能够快速加载大型三维场 景，并保证流畅的渲染效 果。
用户界面需求
提供直观、易用的用户界 面，方便用户进行操作和 控制。
数据处理与可视化流程设计
数据采集
数据预处理
三维场景构建
可视化展示
数据存储与共享
通过GIS数据、遥感影像 、测量数据等途径获取 水利工程相关数据。
对采集的数据进行清洗 、格式转换等处理，使 其符合Cesium的要求。
利用Cesium提供的工具 和API创建三维场景，包 括地形、影像、模型等 元素的加载和渲染。
平台架构设计
客户端架构
基于CesiumJS的浏览器端 三维框架，支持WebGL渲 染，提供丰富的三维地形 和影像数据支持。
服务端架构
使用Python或Java等语言 编写服务端程序，提供数 据预处理、场景构建、数 据存储等服务。
网络架构
采用B/S架构，客户端通过 浏览器访问服务端，进行 数据传输和交互。
加强与实际工程的结合
我们将努力将平台与实际工程更紧密地结合在一起，以便更好地支持水利工程的决策和管 理。
THANKS
感谢观看
为水利工程设计提供了参考
通过实时更新的三维模型，工程师可以更好地理 解和评估设计方案，从而制定更有效的策略。
工作不足与展望
当前平台主要针对大尺度水利工程
01
对于一些小型的水利工程，可能需要进一步优化和定制化。
水工结构工程与三维可视化技术研究
R E A LE S T A T EG U I D E |149水工结构工程与三维可视化技术研究鲁 勤 (山东新汇建设集团有限公司 山东 东营 257000)[摘 要] 本文通过对三维可视化内容以及在水工结构中应用技术的研究,提出基于水工结构项目三维可视化的体系架构,指出数字化㊁可视化㊁智能化的三维可视化技术具有巨大的发展前景和空间,可以为水工结构项目的施工带来新的设计思路㊂[关键词] 水利工程;三维可视化;基础架构;数字化技术[中图分类号]T V 314 [文献标识码]A [文章编号]1009-4563(2023)12-149-03引言水工建设有很多种形式,它们的内部结构是互相关联和互相限制的,难以用简易的图形或者数学模型来表述㊂目前,国内的水工勘测设计工作还处在单一的平面规划㊁二维设计的状态,其信息化㊁自动化程度较低㊂所以,要采取一种更加合理㊁科学㊁高效的设计方式来提升水工结构工程的设计效率,从而更好地对工程建设的设计过程进行更形象㊁更直观㊁更清楚地表达出来,以提升工程设计和管理现代化水平㊂1 水利水电施工及三维可视化的发展概况随着近年来计算机运算速度的快速提高,以及计算机网络功能的不断完善,人们可以利用各种先进的硬件来完成各种关键的图像创建和处理,三维模拟技术已经在建筑工程中获得了极大的发展㊂其指的是运用计算机,对复杂的真实运转系统展开了一种抽象和精简分析,最终构建出一个系统模型㊂之后,在对其进行了分析的前提下,再将该模型进行三维模拟运行,最终得出了该系统一系列的统计特性㊂三维可视化的本质是利用图形或者是图像的方法,对模拟仿真的过程进行跟踪,并对模拟的结果进行处理㊁验证,从而达到快速㊁高效㊁直观㊁形象的建模效果㊂这一新型方法将复杂的工程规划㊁设计及与施工过程等复杂的空间n 维数据(几何位置㊁形状㊁时间㊁温度㊁应力㊁应变材料特性㊁外部影响)相联系,将计算机输入和计算过程拟人化㊁形象化,利用直观和客观的计算机图像显示技术,实时㊁准确和形象地将计算过程中的变化和最后结果进行表达,同时利用具有灵活性的人机互动处理方法,可以掌控整个分析处理过程,易于找到隐藏在数据中的科学规律,理解复杂数据间的空间关系,从而达到增值价值㊂同时,B I M 技术和数字孪生技术也是建立在3D 数字技术的基础上,将建设工程项目的各项有关信息进行整合的工程数据模型,在水工结构工程的建设中,B I M 是对工程项目设施本体与功能属性的数字化表示,是一种可以将施工过程中各个阶段中的数据㊁过程和资源联系起来的完备的信息模型;数字孪生技术指的是将多学科㊁多物理量㊁多尺度㊁多概率的模拟,通过对物理模型㊁传感器更新㊁运行历史等信息的有效利用,将其集成到一个多学科㊁多物理量㊁多尺度㊁多概率的模拟,并将其在一个虚拟空间中进行映射,它是一种对施工目标的全面的表达,可以为施工过程中的各个主体所通用㊂所以,将B I M 技术及数字孪生技术运用到水工工程的三维可视化建设中,对于促进我国水利工程未来的数字化㊁可视化㊁智能化具有重要意义㊂2 三维可视化仿真技术主要内容2.1 可视化模拟编程在开发软件的时候,开发人员所进行的编辑㊁运行㊁管理等操作,已经不是简单的抽象命令顺序,而是被精简为一系列的小图标(操作按钮),每一个图标上有与相应的指令意义相同的图表,每一个图标按下来就是一段过程,并且给出每个过程不可或缺的通用程序段㊂目前较为常用的可视化程序设计工具是:v i s u a lb a s i c ㊁d e l ph i ㊁v i s u a l c ++㊁v i s u a l f o x p r o 等㊂2.2 三维图形技术与手段在将海量的数据经过加工后,以图形与图像的形式,生动而又明确地展现㊂现在常用的三维图形处理软件有3d m a x ㊁C A D ㊁P S 等㊂2.3 基于B I M 技术的工程设计B I M 技术的应用㊂可以在三维建模的基础上,自动地产生各类图表和文件,并且总是与建模有一定的联系,并且在建模改变时,相应的图表和文件会被及时地修改;在设计流程中建立的目标之间有一种内在的逻辑联系,随着一个对象的改变,与之相联系的对象也会跟着改变㊂从而达到各学科间的信息交流㊂通过该信息模式,每个C AD 软件都可以直接得到所要求的设计参量及有关资料,无需反复输入数据,从而减少了数据的冗余㊁歧义及出错,可有效实现设计碰撞检测㊁能耗分析㊁成本预测等功能㊂3 水工结构工程三维可视化关键技术3.1 三维空间模型3.1.1 地表数字地形模型地表数字模型(D TM )是构建全流程计算的最终受体,也是构建全流程数学建模的核心环节㊂在地表形态的建模中,常用的方法是非规则的三角形网格(t i n)和规则Copyright ©博看网. All Rights Reserved.150 |R E A LE S T A T EG U I D E的网格(g r i d )㊂在构建整个地面上的三维D I M 时,先使用地形等高线的原始数据,在g i s 的背景下,按照某种方法(例如d e l a u n a y 三角剖分法)来产生t i n 的建模,要遵守t i n 的3个基本原理,也就是t i n 的唯一性㊁尽量使每个三角形都尽量靠近等边形状,以及保证最近的两个点组成一个三角形㊂随后,在得到的初始t i n 中,应该剔除因为轮廓线的数据太多或者收集的数据不足而导致的细小狭长三角形,再进行插值,从而产生高准确度的t i n 模型㊂3.1.2 实体模型建构在大规模的水工建设项目中,三维可视化技术的主体结构是指与其相关的土木结构和附属结构的建筑物㊂三维立体图是一种包含了空间位置㊁形状及空间拓扑关系的静止空间数据㊂在具体的应用过程中,需要根据房屋的种类,采取有针对性的造型技术,并构建出对应的立体视觉数字化模型㊂(1)参数式的立体造型法㊂其思路是通过构造出一组基于特定的几何参数和几何联系的限制公式,从而确定元素的形状和位置以及元素之间的结合㊂在参数化的设计中,将参数的大小和空间分布与特定的限制联系起来㊂该方法通过对图像元素的空间大小和空间分布进行调整,使图像元素的空间大小和空间分布得到调整,从而实现图像整体的实时更新㊂在水利水电工程中,有些结构(如围堰和溢洪道)适宜采用参数化的实体造型技术进行三维数值模拟㊂(2)实景造型法㊂使用A u t o c a d 三维制图软件,对各个零件进行三维造型,再对其进行交叉㊁差异和融合,以显示诸如空穴之类的特定部分的构造,以此得到符合设计需求的物体的实景造型3.1.3 地面数字地物与地面实体建模的集成在构建完地表和实体的三维立体建模后,并不能直接构建出一个完整的建筑模型,而是要将两者进行集成㊂因为地形模型比较复杂,所以很难通过修改模型来实现模型的集成,所以一般都是通过修改实体模型来实现㊂在进行三维建模时,要寻找实体建模在地形建模上的投影,使得投影的投影高度与三维建模对应的投影高度一致㊂在这种情况下,也有可能会出现实体模型的尺寸㊁位置与设计中的实际模型相比发生变化的情况,可以通过缩放㊁旋转等操作,来尽可能与设计模型保持一致㊂3.2 三维可视化技术的人机交互三维虚拟环境中的人机交互是可视化模拟中的一个重要环节,很多图形特性都需要借助交互来实现,其交互作用主要体现在数据交互㊁图形交互以及可视参数交互三个方面㊂3.2.1 与数据的互动与数据的互动主要涉及数据的划分㊁数据范围的设定㊁数据的计算与统计等内容㊂3.2.2 与图像的互动图像的互动包含了图像与图像之间的互动,例如,可以平移,旋转,无级缩放,可以从任意视角观看任意部分的图像㊂除此之外,与人物的互动还包含了对情景的漫游,利用对巡航路线㊁观察角度㊁观察距离㊁观察视角㊁视点移动速度等因素的控制,使用者可以在情景中自由地进行漫游,在任何的地方,从不同的角度进行观察㊂3.2.3 视觉参量的互动视觉参量的互动过程主要是对适当的视觉参量进行选取并进行综合㊂4 水工结构工程三维可视化系统基本框架基于数据采集㊁数据处理㊁地图绘制㊁图形绘制及图像展示等5个阶段的可视化功能,构建水工结构工程的整体框架㊂其中可视化的流程由一个数据处理模组出发,经过映射㊁绘制和显示模组,将原始数据转化为容易了解或接收的影像数据㊂这就构成了一个立体视觉系统的基础架构㊂4.1 多种建模平台与技术的选择随着现代信息技术的深入发展,建设现代化㊁数字化的重大工程已经是水工结构工程发展的必然方向,而建设三维可视化模拟系统是其信息化发展的一个关键步骤,它在直观性和可操作性上都要比常规的工程设计方式优越得多,因此对其进行深入的分析和分析,对于提高重大水工工程的综合能力有着十分重大的作用㊂由于构造出来的三维可视化建模不仅要表达整个仿真系统的成分,而且还要表达其中无法拆分的子系统,因此,该模型必须包含多个模块,并且这些模块必须是有层级的,并且必须满足整体的结构㊂在建造水工结构工程的三维模型时,各个模块都要使用各自的实体装置或组件;可以用单独的方法来表达每个模块的特性㊂三维可视化建模中各模组的相互联系,确定了建筑本体的表达方式:对于纯粹由单一对象结合而成的对象,可以采用将其进行空间划分的方式进行表达,例如:长方体㊁圆柱体等;对于由单一对象以复合结合方式组成的对象,可以用并集㊁交集等构建的对象的几何表达方式进行描述;对于复杂的物件,可以利用边界表达法,来描述物件边界的点㊁线㊁面㊂由于各种性质的本体描述方式的差别,在某大规模水利水电工程在使用三维可视化建模技术的过程中,会使用G I S 平台,C A D ,3d s m a x 图像处理软件等进行稽核建模㊁形象建模㊁三维显示㊂4.2 几何建模体系的构建几何建模体系指的是与建筑物实体特征点的真实数据相联系,对其进行法向量的运算,从而生成三维几何造型体系的过程㊂但因为,在大规模的水利水电工程中,建筑物比较复杂,包括了简单的建筑物㊁同高程的水域平面㊁复杂的三维实体结构等㊂因此需要构造一种能用空间划分来表达的简单建筑模式,比如把一个盒子房子看成是一个由多个垂直的外壁组成的一个整体㊂在建立等值高度水体的二维立体建模时,可用边缘面的三角形轮廓来表达;建立复杂的三维实体三维模型,可以使用制图软件将三维实体的数据在三维空间坐标系统中进行直接的位置,Copyright ©博看网. All Rights Reserved.R E A LE S T A T EG U I D E |151之后可以使用如下技术来对其进行建模㊂4.2.1 参数化实体造型技术它是通过多个参数的控制,来对建筑本体的几何关系进行表达,并使用代数公式来对各个部分进行结构约束和尺度限制㊂该技术将几何模型作为模型建立的基础,可以实现互动参数驱动,还可以对其进行定义㊂在一项大规模的水工发电项目中,其进水塔㊁溢洪道等都是一个复杂的三维体,其三维可视化建模主要包括:(1)对该项目的整体及部分参数进行定义㊂比如,在建立某项目的进水塔三维可视化建模时,应选取该项目的中心线底部的一个关键位置,并与该项目的边墙㊁启闭室等构成部分的关键位置之间的距离相联系,从而从整体上定义该项目的位置㊁尺寸等;(2)基于所定义的参数㊂利用P o l y l i n e z 等图形工具,对该项目的主要部分参数(进水塔)进行图形的绘制㊂该方法的优势在于,在不影响结构的前提下,仅需对结构参数进行调整,而无需对结构参数进行大范围的修改,从而得到结构参数在泄洪洞内的结构参数㊂4.2.2 C A D 实体造型技术该技术是指借助C A D 软件,通过获得几何要素以及表示几何要素之间关系的限制,来确定几何要素的技术㊂例如,对于一个大规模的水利水电工程的大坝来说,将其作为一个分割的依据,将其分成多个部分,而每个部分的形状都很难以规则,因此,将不规则的部分再细分为规则的形状,对于许多规则的部件进行建模,这时,在这个过程中,模型中的量化信息变成了可以被调节的参数,可以对这些部件的形状㊁体积进行调节,而相同或类似的部件可以直接由软件的图像处理功能来完成,从而确保了建立的速度和精度,并可以通过建立一个部件来完成整体的三维模型的建立㊂对于特征模型,还可以使用特征造型技术,它是指在系统特征库中,建筑物造型所需要的模型已经被建立起来,并对其进行了尺度限制和位置限制,从而可以将特征模型直接运用到建筑物造型的流程中,该技术具有效率高㊁可用性强的优点㊂4.3 形象建模技术的辅助形象建模技术指的是在已经完成的几何模型基础上,展开一个对其进行形象美化的进程,从而使三维模型与建筑物的本体更为贴近,一般情况下,该技术可以根据建筑物的颜色㊁透明度㊁纹理㊁光泽等来进行调节,或者利用贴图来达到使建筑物美化㊁真实的目的㊂此外,在进行图像模型构建的时候,要注意到,在实际的使用中,建筑物之间会相互之间产生遮蔽,因此,在这个时候,就必须进行运算来去除隐蔽性,其中,有两种方法,一种是将窗口中的各个独立的像素看作是一个处理单位,并将该单位中距离观测点最近的对象确定为可视对象;二是把景物作为一个单独的加工单位,把各个对象的外观作为一个可见面进行辅助优化㊂4.4 三维显示与B I M 技术的融合三维显示技术是指将经过修饰的建筑物的三维模型投射出一个最佳观察点,然后经过适当的调节,然后以计算机三维立体的形式呈现出来,从而使得三维可视化的模型和建筑物的实物都具有最大的真实性,它不但需要展现建筑物的总体轮廓,还需要展现建筑物与观察点的距离,物体与目标的方向,以及建筑物构件的体积和形状等细节㊂B I M 技术是对某一设施(建筑工程)的实物与功能性特征的数字化表述;是共同的知识库,它将为此设备从建造到拆卸整个寿命周期内的一切决定都提供了一个可靠的基础;B I M 技术是指在工程建设各个环节中,各个参与主体对B I M 技术进行嵌入㊁提取㊁更新和修改,从而实现各个主体之间的协作㊂将二者进行结合和同时应用,并适当结合数字孪生技术的理念,不但能够实现对水利水电工程建筑进行更为完善的三维可视化建模,从而对水利水电工程建筑进行更深层次的认识,并能够迅速地获得有关的数据㊂同时,三维展示技术所具有的可视化优点也有助于建筑的结构进行优化,从而提高建筑的总体性能㊂比如,在进行一个大规模的水利工程的总体情景演示时,电脑的显示屏的分辨率必须要能够达到对水利工程中厂房㊁进水塔㊁水坝等重要建筑物的精细要求;在将视角转移至上游时,电脑屏幕的精度要能够达到对上游洞口㊁渣场等建筑物进行精细处理的要求㊂结语随着我国水利工程建设的不断发展,三维可视化技术的数字化㊁可视化㊁智能化将具有广阔的发展前景㊂目前,大规模水利水电工程在经济社会发展中发挥着的巨大作用,而将工程计算㊁计算机图形学㊁图像处理㊁人机界面等多个领域的相关理论相结合,可以建立和持续改进建筑物的三维可视化模型技术,从而提高水利水电工程的总体质量和综合运行能力㊂参考文献[1] 徐瑞,叶芳毅.基于数字孪生技术的三维可视化水利安全监测系统[J ].水利水电快报,2022,43(01):87-91.[2] 张腾飞,查松山.基于I n v e n t o r 的水工建筑物参数化建模在施工阶段的应用[J ].治淮,2021,(07):26-27.[3] 徐燕星,江潜成.A R 技术在水利工程三维可视化场景构建中的应用研究[J ].科学技术创新,2020,(35):127-129.[4] 牛超群,张楠.水工结构工程与三维可视化技术[J ].珠江水运,2020,(19):63-64.[5] 朱亭,张贵金,刘琦,等.三维可视化大坝安全监控系统研发及应用[J ].人民长江,2019,50(07):217-222.Copyright ©博看网. 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一种基于三维可视化技术的水利工程设计平台
一种基于三维可视化技术的水利工程设计平台随着社会发展和科技进步，水资源的管理与利用愈加重要，水利工程的建设和管理也面临着更高的要求。
而在这个过程中，如何更好地利用信息化技术，提高水利工程设计、建设、管理的效率和精度，是一个迫切需要解决的问题。
本文将介绍一种基于三维可视化技术的水利工程设计平台。
一、前言在传统的水利工程设计中，设计人员主要依靠手绘图纸和计算机辅助设计软件进行设计。
但是这种方法存在的问题很多，例如计算精度低、难以直观地展示设计效果等等。
而随着三维可视化技术的发展和应用，设计人员可以通过虚拟现实技术直观地展示出水利工程的空间结构和功能，从而更好地完成水利工程的设计任务。
二、平台概述这种基于三维可视化技术的水利工程设计平台是一种新型的设计工具，它将三维可视化技术与水利工程设计相结合，可以实现对水利工程的空间结构、工程量和预算等内容进行三维可视化展示。
同时，设计人员可以在这个平台上进行水利工程的参数化建模和计算，从而实现设计精度的提高和设计效率的提升。
三、平台功能1.三维可视化展示该平台可以通过三维模型的展示，直观地呈现水利工程的形态和空间布局，使设计人员可以更好地了解设计效果。
2.参数化建模平台支持参数化建模，可以快速生成基础和构件等部件，同时支持对部件的尺寸和其他参数进行修改，从而快速实现设计的变化。
3.计算分析该平台还支持对水利工程进行计算分析，包括水文分析、水流分析、水力学分析、渗流分析等，可以全面地反映水利工程设计的安全性、经济性和可行性。
4.协同设计该平台还支持协同设计功能，设计人员可以通过网络实现远程协同设计，同时也可支持数据的共享和交换，方便多个部门协同工作。
四、平台特点1.效率高：传统水利工程设计依靠手绘图纸和计算机辅助设计软件完成，效率较低。
而该设计平台支持快速生成模型、参数化设计和自动计算，从而大大提升了设计的效率。
2.精度高：该平台支持多种计算分析方法，能够更加全面地反映水利工程的安全性、经济性、可行性等方面的问题，从而提高了设计的精度。
水工领域中应用三维可视设计的探讨
水工领域中应用三维可视设计的探讨摘要:如能采用可视化的三维设计系统进行水电工程设计,实现水工设计高效率地进行,一直是水电工作者的理想目标。
本文通过分析不同行业三维可视化工程设计研究成果,提出了三维可视化水工设计系统的技术支撑,并针对水工设计行业的特点,指出了实现三维可视化水工设计系统的可行框架和实现方案。
关键词:水工领域;水工设计;三维可视在国家和社会信息化建设的框架背景环境下,工程设计界已开始掀起数字化、可视化、智能化于一体的“设计革命”浪潮,充分考虑可视化工程设计在水利水电工程建设大发展时期的应用需求,利用GIS数字化地形技术和水工三维CAD发展的最新成果,实现两者在水工领域的集成,无疑会对提高水电工程设计水平和设计效率、降低设计成本,加快工程建设管理现代化、创造更大的经济社会价值具有重要的意义。
1、设计研究现状水利水电工程勘测设计和地形、地质、水文等自然条件密不可分,三维工程设计必然要求首先建立数字化地形地质,地形地质数字化平台也一直作为水工CAD的必备支撑系统和水工CAD软件一起开发,它也一直被视为水工CAD发展的拦路虎。
随着GIS技术的发展和应用,将GIS技术引入到水工CAD为研究解决地形地质问题提供了一条新的思路。
GIS是一门地学空间数据与计算机技术相结合的新型空间信息技术,其特有的空间形式和强大的空间数据处理能力为工程设计提供强劲的空间建模能力(如数字地形地质建摸,地形填挖分析等)。
GIS发展很快,目前已广泛应用于城市规划、电力、交通、矿业等许多领域,但在水利行业尤其是工程设计方面研究却很少,实时动态的三维设计还处于空白。
在国外,CAD技术应用于铁路和公路路线设计始于60年代,目前路线CAD 技术已发展成集数据采集与处理、设计、分析优化于一体的集成化、系统化技术。
其软件共同特点是:建立在功能强大的三维数字地面模型及结构物理模型上,基础牢固;都注重可视化技术、用户界面技术(交互技术),并寻求一定智能化功能以及系统的集成和设计的一体化。
刍议水工结构工程与三维可视化技术
刍议水工结构工程与三维可视化技术发布时间：2021-09-01T06:35:00.376Z 来源：《建筑实践》2021年4月12期作者：覃学毅[导读] 最近几年以来，在经济社会高速发展的现代化背景下，覃学毅许昌方圆勘测设计有限公司广西分公司广西河池市547000摘要：最近几年以来，在经济社会高速发展的现代化背景下，各种水利工程在经济社会领域发挥着越来越重要的作用。
在水工建筑物施工中，由于环境的特殊性，整个施工作业相对复杂。
随着科技的发展，传统的二维设计逐渐被三维可视化技术所取代。
三维可视化技术具有仿真和可视化的特点，可以使整个水工结构工程的设计和施工保持良好的协调性，提高整个工程结构的可靠性。
关键词：水工结构；三维可视化；工程设计前言最近几年以来，在经济社会高速发展的现代化背景下，当代我们国家的水利建筑大多体积大，功能复杂。
目前，由于经济快速发展和人们对材料需求的不断增加，人们对水资源这一清洁可再生资源的发展需求不断增加，水利工程建设正在并将继续大规模开展。
由于水利工程建筑类型繁多，内部各部分相互关联，相互制约。
这一关系错综复杂，往往涉及到工程建设的各个方面，这很难用简单的图表或数学模型来描述。
目前，我国水利水电工程勘察设计行业还处于信息化程度和自动化水平较低的传统设计模式和二维设计阶段。
所以说，如何采用科学有效的设计方法来提高设计效率，最终能够达到直观、明快地描述工程建设的动态过程，这才是提高工程设计管理现代化水平的关键。
最近几年以来，随着信息化社会的飞速发展，对于计算机的计算速度也得到了快速提高，在这样的背景下，实现了计算机网络功能的增强，以及硬件的使用，实现了许多重要的图形生成和图像处理算法，所以说，视觉化模拟技术广泛应用于结构工程领域的发展。
这是为了抽象复杂的实际操作系统，简化系统模型，基于分析执行模型，获得系统的一系列统计性能而使用计算机。
该方法的实质是利用图形或图像跟踪和控制仿真计算过程和结果的后处理，同时实现仿真软件界面的可视化，具有建模快速、高效、直观、生动的特点。
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工程地质学报
水库设计的三维可视化研究
丁继新 !" 尚彦军 ! 杨志法 !
北京 !""")% ）
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（ !中国科学院工程地质力学重点实验室
（ "有色金属矿产地质调查中心, 北京, !"""!) ） 摘, 要, 为了提高水库设计的自动化水平， 实现模型的三维可视化， 本文研究了三维地形的建模方法及其在水库设计中的应 用。采用了地性特征点和地性线参与三维建模的方法， 提高了数字高程模型 -./ 的地形逼真度。在此基础上通过一种综合 了水平线和覆盖消隐算法的合成消隐算法实现了彻底的消隐以及图像的快速生成。通过三维水库模型， 不仅可以得到水库 的容量、 库水的淹没边界和淹没面积， 而且还可以生成地形剖面图。如果地形剖面图与地质图、 水文图、 构造图等进行叠加， 可以形成综合剖面图。文章最后采用三维可视化方法模拟了某水库的部分设计工作， 结果表明， 通过水库的三维地形模型可 以简单直观的完成坝址的选择、 水库容量以及蓄水的水位线的确定等方面的工作。 关键词, 水库设计, 三维可视化, 投影变换, 消隐, 光照模型 中图分类号： 01*!!2 !, , 文献标识码： 3
+4567896, 0E F:B>:GF >@HEI>H8J>H8E: 8: HBF KFL8M: EC NFLFNOE8NL >:K HBNFF K8IF:L8E:>P O8L@>P8J>H8E: EC 8HL IEKFP， HB8L Q>QFN QNFLF:HL > IEKFP8:M IFHBEK CEN HBNFF K8IF:L8E:>P HFNN>8:L >:K 8HL >QQP8G>H8E: 8: KFL8M: EC > NFLFNOE8N2 0FNN>8: C8KFP8HR EC K8M8H>P FPFO>H8E: IEKFP（ -./）G>: SF F:B>:GFK SR 8:HFMN>H8:M HFNN>8: GB>N>GHFN QE8:HL >:K HFN$ N>8: P8:FL 8: HBF HBNFF K8IF:L8E:>P IEKFP2 3 LR:HBFH8G NFIEO>P IFHBEK CEN 8:HFMN>HFK BEN8JE:H>P P8:F >:K GEOFN8:M B8K8:ML >PPETL @L HE GEIQPFHFPR NFIEOF B8K8:ML >:K C>LH S@8PK 8I>MFL2 U8HB HBNFF K8IF:L8E:>P IEKFP EC NFLFNOE8N ， E:F G>: :EH E:PR FLH8I>HF HBF NFLFNOE8N G>Q>G8HR ，CPEEK8:M SENKFNP8:F >:K CPEEK8:M >NF> EC NFLFNOE8N T>HFN，S@H >PLE MF:FN>HF HBF HFNN>8: QNEC8PFL2 4:HFMN>HFK QNEC8PFL G>: >PLE SF KFOFPEQFK SR EOFNP>R8:M MFEPEM8G>P I>QL，BRKNEPEM8G>P HBF KFL8M: EC > NFLFNOE8N 8L L8I@P>HFK @L8:M HBNFF K8IF:$ I>QL >:K HFGHE:8G I>QL E: HBF HFNN>8: QNEC8PFL2 3H HBF F:K ， L8E:>P O8L@>P8J>H8E: HFGB:8V@F2 0BF NFL@PHL LBET HB>H HBF HBNFF K8IF:L8E:>P HFNN>8: IEKFP QNEO8KFL > L8IQPF HEEP CEN LFPFGH8:M HBF K>I L8HF ，KFHFNI8:8:M NFLFNOE8N G>Q>G8HR ，>:K FLH8I>H8:M T>HFN PFOFP EC NFLFNOE8N2 :;< =>7?5, -FL8M: EC WFLFNOE8N， *- O8L@>P8J>H8E:，1NE?FGH8E: HN>:LCENI>H8E:，WFIEO8:M B8K8:ML，X8MBH8:M IEKFP
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,-./+01 -2 3+45+66/5+4 76-1-48, 工程地质学报, !((A, #? （C）
物体的立体影像中消除， 以建立更真实的图像。常 用的消隐方法主要有覆盖消隐法和水平线消隐法。 !" !" # 覆盖消隐法 对于凸多面体来说， 覆盖消隐法是一种最简单、 最有效的隐藏面消除算法， 它可以消除半数以上的 多边形表面， 不仅可以节省大量的内存， 而且还可以 大大缩短计算机绘制三维立体图形的时间。具体计 算时， 首先通过数字化后的等高线或者离散高程点 生成研究区域的数字高程模型 $%&。因为任意的 三角形都是凸多边形， 为了保证每个多边形都是凸 多边形， 作者将 $%& 规则格网划分为多个三角形进 行处理。格网划分后， 分别计算每个三角形平面的 法线矢量和视线矢量以及法线和视线之间的夹角， 并据此判断每个平面的可见性， 从而消去不可见面。 由图 ! 可见， 根据法线矢量和视线矢量之间的夹角 平面 ! 可以判断一个平面的可见性。当 ! " ’( ! 时， 不可见； 当 ! " ’( ! 时， 平面可见。
［ ! & ’］ 泛的应用。如曹代勇等 深入研究了地质构造的
三维可视化建模问题， 刘少华等 视化在滑坡中的应用。
［ ( & )］
详细探讨了可 研究了可
视化中的三维地质建模问题， 申杰等
［ !$ ， !! ］
水库设计是一个复杂的巨系统， 它涉及到地质、 地震、 测绘、 构造、 力学以及计算机图形学等多个领 域。然而， 目前的设计工作在多数情况下仍停留在 过去传统而古老的方法上： 根据野外的调查勘探资 料， 在纸制地图上进行勾绘、 计算和分析， 最后完成 设计工作。这种传统的方法不仅造成资料的利用率 低、 工作效率低， 而且提取信息的精度差， 往往与实 际情况产生较大的差异。三维可视化技术的出现为 水库设计提供了一项崭新的机遇， 它不仅可以提高 设计的自动化水平， 而且还可以大大提高工作效率 以及资料利用率。为了实现水库模型的三维可视 化， 本文在前人基础上， 深入研究了三维建模中的一 些技术问题。通过准确地确定地性特征点和地性 线， 并让他们参与三维建模， 增加了 *+, 的地形逼 真度； 通过综合使用线消隐法和面消隐法， 既实现了 彻底消隐， 又提高了图形的绘制速度； 通过水库的三 维地形模型， 可以得到水库设计中的很多重要指标， 如水库容量、 淹没边界、 淹没面积以及综合剖面图 等； 不仅实现了水库地形的三维可视化显示， 而且实 现了三维水库模型的编辑功能， 从而可以在水库三 维地形模型上直接进行操作， 实现人机交互式的设 计工作。
)""# D "’ D "+ ； 收到修改稿日期： )""# D "% D !&2 ! 收稿日期： 基金项目： 国家重点基础研究发展规划项目 （ )"")YZ#!)["! ） 资助2 第一作者简介： 丁继新 （ !%[) D ） ， 男， 博士， 主要从事大地测量、 工程测量、 地壳形变和地质灾害的防治、 评价以及预测预报方面的研究2 .I>8P：K8:M?898:\ BEHI>8P2 GEI
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三维地形模型建立及其可视化
所谓模型， 就是根据实物、 设计图或构想， 按比
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消隐技术 在计算机产生图形图像的过程中， 物体的所有
例 （ 有的不一定按比例） 、 生态或主要特征 （ 或者说 要素） 作成相似的物体或图示， 用以展现、 揭示或阐
部分， 包括那些不应当被看见的部分都会显示出来， 因此要使用适当的消隐技术， 将应当隐藏的部分从
算机图形学和大规模集成电路的迅速发展而出现的 一个新的研究方向， 它把计算中所涉及或产生的数 字信息转变成直观的图像或图形信息， 不仅实现了 人与计算机、 人与数据之间的图像通讯， 从而使人们 观察到传统计算中无法发现的现象和规律， 而且还 可以使研究人员形象化地清楚了解每一步计算过 程， 进而可以及时修改参数对计算过程实现引导和 控制。受其推动， 三维可视化在地学领域得到了广