GIS技术在水利水电工程设计中的应用研究

GIS技术在水利水电工程设计中的应用
研究
摘要：GIS 技术已广泛应用于航空、电子设计、机械设备等领域。

近几年，水利水电建设的设计观念发生了重大变化，计算机辅助设计技术也日益广泛地应用于水利水电等工程建设领域。

通过对 GIS 技术的概述，阐述了 GIS 技术在施工中的优势，以及在水利水电工程设计中的应用。

以期让读者对 GIS 技术在水利水电工程设计中的实际运用进行全面了解。

关键词：GIS技术；水利水电；建筑设计
前言：我国以前的水利水电工程设计，基本上都是靠工程师来做。

但是80年代之后，苏联、欧共体、美国等西欧发达国家都有了简单的家庭计算机。

随着计算机的发展，工程师们开始使用计算机来绘制图纸，正是因为对计算机技术的需求，所以就出现了CAD、CAM等大型绘图软件。

同时，由于国家相关部门的要求，设计人员必须手工绘制图纸，因此，CAD绘图技术在实际设计中有很多不足之处。

目前，国家正在大力推广3DGIS技术，要让GIS技术更加普及，需要工程师对其有一个全面的了解。

1GIS设计特点
传统的水利水电建筑工程制图建筑设计都是耗费了巨大的人力物力来完成，对工程设计师来说，由于立体感的不足，修改起来就比较麻烦。

随着科技的迅速发展，技术提升已是电子工程设计领域未来重点发展的方向。

电子工程图纸作为一种工程技术交流语言，在水利水电工程设计中有着很关键的地位，GIS 技术在电子设计施工部门和航天机械等产业中，已获得了普遍的使用，能够大大提高水利水电等建筑工程的品质，并缩短了施工周期。

水利水电工程设计，由于其自身的重要性和特点确保了很大的精确度，GIS 技术可以使绘图过程更加的精确，同时因为此技术拥有着超强的计算能力，所以可以将设计过程进行更加精细化的处
理，并且准确地给图像的描述制定了非常清晰的标准，使水利水电工程设计的精度达到了更高的要求。

在水利水电设计的整个流程中还有很多图形要求计算，这需要进行大规模的画图运算，而传统单一的方法往往会耗费很多人员的工作时间和精神，而且精确度也无法提高，但是利用GIS 方法就可以自动完成求积模块的各种运算，同时也能够实现自动计算，在短时间内就能够完成大规模复杂运算，对画图的效率进行了很大程度的提升。

传统的方法因为数据处理的复杂性，从而使得存储和检索功能非常不便捷，GIS 技术可以将数据处理实现快速存储，同时借助互联网计算机系统平台使得监测和检索更为的便捷。

2GIS技术在水利水电工程设计中的应用优势
2.1制图更精准
水利水电设计就如同飞机、航海等高精尖学科一样，对产品设计的精确程度要求也相当高。

其产品的特点，使得传统绘图的难度很大，同时就算测绘的纸质蓝图也无法在现实流程中直接显示出来，因此要求实现高度准确性具有一定的困难。

而运用GIS技术的优点就是通过超强的运算能力，快速运算，省去掉计算的复查步骤，迅速有效地实现对水面水库和坝面的准确测绘，以此实现施工中对准确性的高度要求。

2.2蓝图的携带与保存、检测更方便
若以人工的方式制作，往往需要大量的设备、图表等，不仅十分不便，而且要花费大量的时间和精力，不仅会影响工作的效率，而且很容易损坏设备等。

随着计算机技术和触摸屏技术的发展，新的电脑设备甚至可以识别出屏幕上的某些数据存储设备。

因此，与传统的纸张储存方式相比，虽然在数据的存储和传输中会出现一些损耗，但却不会像纸张那样直接丢失图像，甚至受潮湿的影响存在损坏的情况。

而且因为是大数据流，所以存放在硬盘中也能够更加便捷地在WINDOWS界面实现监控和管理。

2.3蓝图的携带与保存、检测更方便
若以人工的方式制作，往往需要大量的设备、图表等，不仅十分不便，而且要花费大量的时间和精力，不仅会影响工作的效率，而且很容易损坏设备等。

随着计算机技术和触摸屏技术的发展，新的电脑设备甚至可以识别出屏幕上的某些数据存储设备。

因此，与传统的纸张储存方式相比，虽然在数据的存储和传输中会出现一些损耗，但却不会像纸张那样直接丢失图像，甚至受潮湿的影响存在损坏的情况。

而且因为是大数据流，所以存放在硬盘中也能够更加便捷地在WINDOWS 界面实现监控和管理。

2.4保证工程建设质量
工程的直观性，可在设计阶段即进行对建筑功能的预展，但设计过程需要大量的时间加以检查和调整，因此绝不是一次成功的。

通过直观的工程设计，将可能存在的误差以及缺陷尽早暴露出来，从而缩短了工程中的投资风险。

水电站工程设计是个多学科、复杂的工程，面临着多学科、多元沟通的困难，在单一的二维设计条件下，难免因为信息的疏忽而造成设计的重复或者遗漏，在可视化条件下，利用对设计信息的集中管理、数据驱动以及对象的相互关联关系，就能够最大限度地保持各个学科、各种层次信息的一致性与唯一性，从而尽量减少设计遗漏，为整个项目创造效率更高的设计效果，从而减少了因为信息空间关系上的理解缺陷而造成的设计遗漏，让整个水电站在优化工程设计方面既省时又快速地完成施工。

同时，利用 GIS 的快捷保存和绘图功能，使在完成重大工程问题的研发和更改中，能够全面地传达设计师理念，从而更迅速地完成更改，并展现更改结果。

3GIS技术在水利水电工程设计中的实际运用
在形势地质方面，要采用等高速距实现精确快速的数字化表现，利用空间形势地质就能体现出原始的地貌引水洞、水库等形势图的空间表现，而采用 GIS 技术则能够实现仿真实时可视化的结果，并且经过及时的修改，就能使仿真和实际完成的空间地貌进行对比，从而具有很大的仿真性能，所以，对任何极其复杂的地貌部位都可以实现相关运算，而且运算过程非常的简单快捷。

在水利工程设计中，由于工程本身具有复杂性，因此在实际应用中需要各方
的协调，因此，在水利工程的设计中应加强结构的应用，以使得设计缺点更加完善，同时增加了灵活性，以便于整个工程的设计达到高度协调性，以此为依据，
通过对可视化模型进行大量的参数设计，将 GIS 设计分析的软件输入计算机中，可以构建出设计模型，并根据图形来构建一个模型，使得各个图形更加的清楚。

所以对于工程设计技术人员来说，需要进一步提升自身的专业知识水平，水利水
电工程项目的设计，应更好地适应目前的发展趋势。

在材料的测量上，能使建立
的精确的设计计算模型达到精确地测量，确定不同坝段的体积位置和体积数量的
准确范围，针对建筑材料和地质的不同划分进行模拟，利用 GIS 方法来测算建
筑材料数量，对建筑工程的计划和分析提供了正确的依据。

结束语：
我国自新中国成立以来，由于历史原因和社会环境等原因，中国水利水电工
程项目的发展落后于欧美国家。

然而，近几年，随着水利水电工程的发展，水利
水电工程设计也在不断地发展。

而GIS技术是目前工程师按照当前水利水电工程
的实际情况，设计的标准计算、绘图和建模工具，为GIS技术的发展作出了巨大
的贡献。

而应用GIS技术，对水利工程的设计思想和方法发生了根本性的改变，
对水利建设的发展起到了跨越时代的作用。

但不可否认的是，GIS技术是有其局
限性的，作为一个设计者，要对GIS进行充分的了解。

同时，要加强自身的专业
技能，以适应新时期的水利水电工程技术的新发展趋势。

参考文献：
[1]胡莉烨.基于ArcGISEngine的海洋生态环境监测技术研究与应用[D].舟山：浙江海洋大学，2017
[2]GIS在水资源管理中的应用[J].杨雪飞.黑龙江科技信息.2016（02）
[3]分析GIS技术在水文水资源领域的应用现状与展望[J].高永芹，李家法.
信息与电脑（理论版）.2015（13）
[4]隧道施工4D可视化监测系统的开发[J].王国欣，马荣全，肖龙鸽.隧道建设.2012（06）。