面向防汛的三维预警监视平台研究与应用

针对当前防汛信息系统中存在的多源信息难以集成,实时性与表现力不足等特点,基于三维地理信息系统WorldWind组件设计并开发了面向防汛的三维预警监视平台。提出平台数据层、服务层、应用层和客户层的四层体系结构,对平台应用层功能模块与基础组件架构进行设计,采用瓦片金字塔技术及四叉树结构实现组件基础数据的高效组织与管理,建立平台三维可视化环境,通过网络地图服务将防汛空间信息集成到平台上,提出多源防汛基础信息集成方案。将平台应用到陕西省防汛抗旱决策服务平台中,重点开发了防汛信息集成,防汛预警监视与防汛空间分析等功能模块,实践表明,平台具有海量数据的集成应用、实用性、可扩展性、界面友好及较好的三维效果等特点,能够为辅助防汛决策,具有较好的应用前景。     

长江水文基础设施设备管理系统设计与实现

基于WebGIS架构,开发了一套网络环境下界面友好、操作简单、数据表现多样的三维可视化水文基础设施设备管理系统,实现了对长江流域DEM、各种类型影像、水文测站以及其它地理信息数据的分级集成显示和管理。同时,提供网络环境下对水文测站相关设施设备属性数据的浏览、查询和管理,并实现了对数据库的分级管理。实际工作中,该系统能大大提高基础设施设备的预警管理水平,加快水文信息化向前发展。     

基于skyline的渭河下游洪水演进三维可视化系统研究

本文以二维洪水演进模拟研究提供的水文数据和三维场景数据为基础,以skyline为开发平台,进行组件式开发,采用了B／S网络体系结构,将水文栅格数据和场景数据集成到可视化系统中,构建了渭河下游洪水演进三维可视化系统,模拟了渭河下游典型洪水的三维动态演进过程,再现了洪水淹没场景,实现了实时汛期查询分析,为防汛管理提供了决策支持。     

山洪灾害三维监视预警系统研究

针对当前山洪灾害预警系统存在的多源信息集成难、实时性与表现力不足等问题,通过对采用B/S结构基于GIS的山洪灾害三维预警监视系统研究,提出4层体系的系统应用架构,考虑与其他防汛抗旱业务应用系统的功能复用和集成,建立系统三维可视化环境,通过网络地图服务将山洪灾害信息集成到系统中,提出多源山洪基础信息集成方案。实践表明,平台具有海量数据的集成应用,能够辅助山洪灾害防御决策,有较好的应用前景。     

二、三维 GIS 集成技术在水利中的应用

针对二维GIS技术的缺陷,将二维与三维GIS技术进行优势结合,可为水利信息化建设提供更好的服务与应用。阐述二维、三维集成技术在水利行业中的应用,从数据组织、功能集成设计、系统界面集成、系统特点4个方面对二维和三维技术的集成过程进行说明,结合集成技术在水利、河道洪水演进、三维空间分析及防洪抢险等方面给出相应的应用实例,如对抗洪地区进行可视化转换及对所获得的数据进行分析等。     

水库大坝三维可视化信息集成平台技术应用

以泰安市大河水库基于云架构的“智慧水库”改建方案为例,简要介绍了水库大坝三维可视化信息集成平台的总体架构、技术特性、建模过程以及平台的系统架构、主要功能和运行环境。水库大坝三维可视化信息集成平台与大坝安全监测与运行管理系统融为一体,实现了水库三维场景、安全监测与运行管理动态实时展示。     

长江水文泥沙信息分析管理系统研究

阐述了长江水文泥沙信息分析管理系统的总体结构、设计理念和系统功能以及系统应用情况,重点介绍了矢量数据编辑子系统、对象关系数据库管理子系统、水文泥沙专业计算子系统、水沙信息可视化分析子系统、长江河道演变分析子系统、基本信息查询子系统、长江三维可视化子系统、水文泥沙河道信息网络发布子系统等8个子系统的功能实现.该系统采用数据库、GIS、遥感、网络融合技术,实现了对长江流域近110亿条水文泥沙监测数据和5万余幅地形观测资料的统一管理,提高了长江水文信息处理技术水平.     

建立三维数字长江模型的关键技术探讨

在过去的50余年中,已积累了大量的长江全程水道地形、水文、泥沙资料,为了反映长江水文变化过程的时空动态特征,需要开发能实现三维显示的软件用于水文模拟和水资源管理.中国地质大学信息研究所和长江水利委员会水文局联合开发了"长江水文泥沙信息分析管理系统(GeoHydrology)",并利用其中的三维可视化子系统建立了一套三维数字长江模型,实现了长江水文泥沙及河道原型观测和分析信息的三维可视化.就其中涉及的关键技术及其实现方法进行探讨.     

紫坪铺工程三维可视化图形仿真系统研究

针对当前可视化图形仿真技术在水利工程领域应用要求的特点，介绍了紫坪铺水利枢纽三维可视化图形仿真系统的开发，首先，对紫坪铺水利枢纽三维可视化图形仿真系统进行系统分析，然后采集数据并进行仿真计算，再将所得数据以数据库的形式保存并对数据库进行加工处理，将空间数据（矢量数据、形体数据等）和各种属性信息集成在一起，在这些数据库的基础上建立紫坪铺水利枢纽的三维可视化仿真模型，开发了一个能科学、直观、逼真地表现紫坪铺水利枢纽施工总体布置三维可视化图形仿真系统，为工程施工管理决策提供依据。     

防汛会商决策服务研究及应用

针对现行防汛会商决策支持系统数据分散、软件通用与复用性差等问题,研究基于平台、组件、知识图、可视化的综合集成决策服务系统。在SOA,J2EE服务体系和规范的平台技术架构的基础上,利用网格、中间件等技术,构建防汛会商综合集成平台。采用Web Service技术实现各类水文模型与方法的组件化并发布;通过知识图快速关联、组织防汛会商信息,描述防汛应用主题及业务关系,实现防汛会商信息的综合集成及统一管理,为会商者提供全面的数据、信息和决策服务。通过在陕西省防汛会商中的应用,突显了本决策服务系统的通用和灵活性等优点,最大限度地提高了决策服务效率。     

三维可视化技术在山洪灾害洪水演进仿真中的应用

山洪是一种地面径流水文现象,山洪灾害是自然灾害中对人类影响和危害较严重的一种.为了全面、快速、实时地获取山洪的发展趋势及其时空变化特征,本文以海南省山洪灾害三维可视化系统为例,阐述了利用数据三维可视化技术,通过无缝集成水雨情监测数据、气象预报数据、地理信息数据等,通过Cesium引擎实现洪水演进过程的模拟仿真,为山洪灾...     

金沙江下游水文泥沙数据库及信息管理系统研究

金沙江下游水电站工程在规划、设计、施工期间及建成运行后将产生大量的水文泥沙和地形数据。为系统掌握金沙江下游梯级水电站的泥沙淤积规律,加强流域内水文站、水位站、雨量站及其监测数据的长期有序、安全有效的管理和应用,开发了金沙江下游水文泥沙数据库及信息管理系统。系统包含水道地形自动成图与图形编辑、水文泥沙数据库管理子系统、信息查询与输出、水文泥沙分析与预测、三维可视化等5个子系统。着重对整个系统的软件体系结构和子系统功能及模块进行了介绍,可供同类型梯级水库群调度信息管理借鉴与参考。     

漳河水库三维仿真管理信息系统设计与实现

为有效促进漳河水库水资源管理的现代化,基于Skyline平台构建了漳河水库三维场景,建立了交互式展示漳河水库库区地理形态及建筑物的三维可视化平台。以该平台为基础,对漳河工程管理局已有的水雨情监测系统、大坝安全监测系统、闸控监测系统、洪水预报系统、视频监控系统、防洪调度系统业务数据进行集成,实现了三维仿真环境下的工程信息、工程图档、监测数据与运行信息管理,以及防洪调度方案三维动态仿真、水库泄洪三维动态仿真等功能,提高了漳河水库工程运行管理与防洪调度的信息化水平。相关信息化技术可供设计其他水库管理信息系统时参考。     

基于Cesium的WebGIS流域虚拟场景搭建

为了在Web端更直观展示三维数字流域可视化信息,结合广泛运用于实际工程项目的倾斜摄影技术、BIM模型、WebGL可视化等前沿热点技术,介绍了基于地图引擎Cesium搭建流域虚拟可视化场景环境的方法。Cesium是一个基于WebGL的开源三维地图引擎,它解决了传统插件式Web三维虚拟场景兼容性差的问题,实现跨平台三维流域信息Web端流畅加载。采用Java Script与WebGL为开发语言,基于B/S架构,采用缓存下载、切片技术实现地形与影像的集成加载;采用3DMAX、Revit、Super Map iDesktop等工具实现倾斜摄影模型与精细模型的转换与集成加载;采用nginx反向代理,Ajax异步调用技术实现水情信息的集成可视化;最后达到了流域多种信息集成显示的效果,对基于Web的流域仿真具有较好的参考价值。为流域模拟仿真WebGIS平台探索了快速智能的搭建方案。     

分布式水文模型与网络GIS技术集成的研究

分布式水文模型是目前流域模型方面的研究热点。为此,将分布式水文模型与网络GIS技术相集成,探讨了分布式水文模型在网络GIS框架下的数据存储、物理实现和消息通信方式,设计了完整的分布式水文模型与网络GIS框架集成方案,并根据集成方案实现了CREST模型的网络计算服务实例。实例结果表明,分布式水文模型与网络GIS技术集成具有良好的应用效果,能够拓展分布式水文模型的应用范围。     

长江泥沙信息系统中的“多S”结合与集成

水文泥沙信息具有多源、多类、多量、多维、多时态和多主题特征,其信息分析管理系统的开发采用了"多S"结合与集成化技术.该"多S"集成的大系统是一种以分布式主题数据库(含属性数据库与空间数据库)为核心的综合技术系统,其功能结构是技术方法与应用模型的层叠式复合结构.系统采用国家与行业标准、规范和数据网格(data grid)技术和数据网格应用工具,是保证多源异构数据转换交流畅通无阻的前提和条件;而采用面向对象分析、面向对象设计和面向对象语言,并建立"多S"数据的一体化管理、语义和非语义信息的自动提取的概念模型与数学模型,解决了数据自动更新、数据实时通讯和数据分析可视化等技术难题,初步实现了操作集成.该系统总体上采用C/S与B/S结合的设计方式,并引进了应用系统层、中间服务层和数据库层的3层映射模式.     

三维可视化大坝安全监控系统研发及应用

先进可靠的三维可视化大坝安全监控系统能准确检查大坝结构,展示仪器埋设位置,提高实时监测信息及大坝安全管理的效率。通过对大坝监测数据的深入分析,并依据规范拟定应力、渗流量等监控指标对三维数值模型进行正反分析,可确定大坝变形预警值。以湖南托口水电站为例,采用BIM技术构建了大坝实体、地形场景以及监测信息的三维可视化模型,并开发出集成了三维可视化模型展示、数据查询、数据展示及安全预警四大模块的大坝安全监控系统。该系统能全方位展示大坝结构、监测数据分析结果、监控指标等信息,并直观展示实时信息,实现了大坝安全监控预警,提高了大坝安全管理效率。相关经验可供类似水利水电工程的安全监控系统开发借鉴。     

菏泽市城市地质信息管理与服务系统分析

对城市地质信息可视化管理系统进行了理论与实践的探索,城市地质信息可视化管理系统涵盖城市的地质结构、地热信息、水文信息等专项,应用现代信息技术方法对各专项信息进行处理,构建具有整体涌现性的城市地下空间三维可视系统,使城市地质信息可测、可视、可控。研究成果对于城市地下空间具有普遍意义,为菏泽市城市建设提供了基础地质信息依据。     

基于BIM的海绵城市规划建设运维管控关键技术研究

针对传统二维措施无法有效应对海绵城市全生命周期跟踪统筹、水文涝情精准决策等管控问题,基于海绵城市规划建设运维管控特点分析,探索提出基于BIM技术的海绵城市规划建设运维管控关键技术,包括技术框架设计、海绵城市BIM创建方法和海绵城市BIM管控平台构建等三方面。首先从BIM创建、数据库、应用管控平台三方面提出基于BIM技术的海绵城市规划建设运维管控技术框架,形成顶层设计;其次,提出海绵城市三维可视化模型的创建、分类、集成方法,并以此模型成果为载体构建海绵城市BIM管控平台,通过提取、关联、集成海绵城市全生命周期数据,实现从源头-过程-末端全过程三维立体可视化统筹管理海绵城市建设与运维。     

古运河扬州段数字孪生数据底板建设关键技术研究

从多源数据集成融合、三维模型轻量化处理、三维精细化模型的数字场景搭建等关键技术，探讨数据底板建设的思路和目标。基于Cesium框架及WebGL技术研发了古运河扬州段数据底板应用平台，实现了水陆一体三维实景数字场景构建、可视化展示查询及相关数据分析服务。