水利工程施工總布置動(dòng)態(tài)信息可視化方法分析

1、水利工程施工總布置動(dòng)態(tài)信息可視化方法分析摘要：這篇文章提出水利工程施工總安置動(dòng)態(tài)信息可視化 方法，將施工總安置分為若干個(gè)子系統(tǒng)，別離設(shè)計(jì)施工總安 置動(dòng)態(tài)信息可視化計(jì)劃。以gis為渠道，將時(shí)間作為地物實(shí) 體特點(diǎn)，安排動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在結(jié)構(gòu)三維可視化數(shù)字模型的 基礎(chǔ)上，直觀地表達(dá)施工總安置所觸及的雜亂時(shí)空信息，逼 真再現(xiàn)施工總安置地勢地物和施工進(jìn)程。結(jié)合實(shí)例研究闡述 該方法使用狀況較好。關(guān)鍵詞：水利工程；施工；總布置動(dòng)態(tài)；信息可視化； 方法分析中圖分類號(hào)：tv文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a引言水利工程施工總布置涉及許多信息，將其視為一個(gè)大體 系，可分為若干個(gè)了體系。各個(gè)系統(tǒng)之間關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜，同 時(shí)各個(gè)體系自身也是隨

2、時(shí)間推進(jìn)而不斷改變的，這給許多動(dòng) 態(tài)信息的描述帶來不少艱難?？梢暬寄芡貙捔藗鹘y(tǒng)的二維 圖形文字顯現(xiàn)功用，使設(shè)計(jì)、管理人員對(duì)數(shù)據(jù)的剖析更明白, 并可通過三維圖形直觀地提醒信息的散布狀況，判別信息的 散布區(qū)別，發(fā)現(xiàn)信息與信息之間的聯(lián)絡(luò)，然后更有效地掌握 工程施工發(fā)展?fàn)顩r。當(dāng)前用于圖形處理的軟件許多，且圖形 顯現(xiàn)效果得到廣泛認(rèn)可，但在空間數(shù)據(jù)信息管理上還有許多 不足，如空間數(shù)據(jù)構(gòu)造不清晰，特點(diǎn)信息管理健全等。gis 特有的空間數(shù)據(jù)安排構(gòu)造和空間信息管理功用恰好彌補(bǔ)了 這一缺點(diǎn)，故而，這篇文章以gis為渠道安排動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)構(gòu)造, 研討施工總安置動(dòng)態(tài)信息可視化方法。一、水利工程施工總體布置的特點(diǎn)1、總體布

3、置具有復(fù)雜性事物間存在錯(cuò)綜復(fù)雜的聯(lián)系，存在一定程度的相互影 響，由于水利工程建設(shè)地的特殊性，必須考慮到地形地勢對(duì) 工程滋工的影響，如在高山峽谷中建設(shè)水利工程，必須提前 設(shè)計(jì)布置方案，全面考慮水利樞紐組成部分、總體布局、建 設(shè)地自然環(huán)境條件、交通運(yùn)輸和環(huán)境生態(tài)效益等因素，全面 系統(tǒng)、科學(xué)合理的進(jìn)行施工方法、程序、進(jìn)度的布置安排。2、總體布置存在不確定性通常情況下根據(jù)水利工程的基本數(shù)據(jù)資料選擇布置方 案，按照工程設(shè)計(jì)步驟、設(shè)計(jì)規(guī)程和布置優(yōu)化方法，選擇可 行性強(qiáng)，最優(yōu)的布置方案。但是工程設(shè)計(jì)勘測深度、自然生 態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、政治制度和政府發(fā)展規(guī)劃等不確定 因素均會(huì)對(duì)施工的總體布置造成影響，造成

4、總體布置具有很 大的不確定性。3、總體布置動(dòng)態(tài)性水利工程施工的總體布置不是一成不變，如總體布置方案需要根據(jù)工程所要呈現(xiàn)的總體特點(diǎn)、確切方法和施工工藝 的要求進(jìn)行調(diào)整，并且施工方案要與施工的進(jìn)度同步協(xié)調(diào)。 此外，在進(jìn)行總體布置時(shí)還需要對(duì)各個(gè)輔助企業(yè)之間的關(guān) 系、輔助企業(yè)和建筑物二者之間的關(guān)系進(jìn)行進(jìn)一步的分析， 達(dá)到工程施工工藝的條件，確保工程的順利完成。4、總體布置要求經(jīng)濟(jì)合理由于水利工程建設(shè)的資金投入量很高，而其中一大部分 資金主要用于施工，如臨時(shí)性建筑的搭建，以及相關(guān)輔助企 業(yè)的費(fèi)用，所以總體布置需要根據(jù)工程的造價(jià)總額和當(dāng)?shù)亟?jīng) 濟(jì)條件進(jìn)行設(shè)計(jì)，綜合考量，確保經(jīng)濟(jì)合理。盡量降低施工 臨時(shí)建筑物

5、以及相關(guān)輔助企業(yè)的建設(shè)費(fèi)用，統(tǒng)一實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和 社會(huì)效益。5、總體布置相對(duì)滯后即使總體布置的方案合理，但由于多種原因，一段時(shí)間后都會(huì)暴露出一定的間題,但這些間題不是立刻顯現(xiàn)的,是在施工中凸顯出來，因此，施工的管理者需要堅(jiān)守崗位隨 時(shí)進(jìn)行協(xié)調(diào)、控制和指揮。二、水利工程施工中總體布置原則及規(guī)劃1、布置原則為了使水利工程施工場地更加科學(xué)合理有效的得到利 用，因此在進(jìn)行總體布置時(shí)需要遵循一定的原則。第一，因 地制宜。根據(jù)水利工程建設(shè)的目的，結(jié)合當(dāng)?shù)氐乩憝h(huán)境條件,促進(jìn)資源開發(fā)以及經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的發(fā)展，改善生活水平質(zhì)量， 對(duì)當(dāng)?shù)刈匀毁Y源進(jìn)行保護(hù)。第二，科學(xué)合理。盡量減少臨時(shí) 性建筑的費(fèi)用，合理安排，建設(shè)臨時(shí)性水利

6、工程時(shí)要把水利、 電網(wǎng)樞紐工程以及某些永久性設(shè)施規(guī)劃在內(nèi)。第三，符合國 家政策。水利工程的總體布置要符合國家及地方相應(yīng)的政 策，如少占地，盡量不用耕地等。第四，結(jié)合施工地整體規(guī) 劃，進(jìn)行有效布置。第五，根據(jù)工程場地布置的三個(gè)主要組 成，先后做好鋪墊，提高工程的銜接度。2、總體布置的規(guī)劃首先，確定最主要的原則。如施工場地選擇，確定單一 整體或幾個(gè)施工場地的組合，然后進(jìn)行施工區(qū)域的具體劃分 和布置并實(shí)施。其次，結(jié)合場地的自身特點(diǎn)，如地形、地質(zhì)、 交通條件等選定施工場地，一般原則為由近及遠(yuǎn)，先上游而 后下游，洪水位頻率一般在5%左右的場地，同時(shí)，應(yīng)把施工現(xiàn)場選在地勢較高、平坦開闊的地帶，避開樞紐兩岸

7、險(xiǎn)要地 勢和坡陡谷深。再次，施工場地一般不選擇在上游存在水庫 的區(qū)域，若果必須選擇該類區(qū)域，應(yīng)將在庫區(qū)壩區(qū)就近處進(jìn)行臨時(shí)性施工場地建設(shè)。庫區(qū)范內(nèi)建設(shè)的,最高處必須高于施工期間的最髙設(shè)計(jì)水位。此外，還應(yīng)避開主河道兩岸的溝股洪水沖頂?shù)姆秶?、沖淤范圍以及不良的地質(zhì)地段。三、施工總安置動(dòng)態(tài)信息可視化計(jì)劃1、施工總布置動(dòng)態(tài)信息可視化方案首要，將表達(dá)信息所需數(shù)據(jù)收集整理以后進(jìn)行預(yù)處理， 轉(zhuǎn)化成gis能夠調(diào)用的數(shù)據(jù)方式或文件格式。然后，將這些 數(shù)據(jù)文件導(dǎo)入gis中，經(jīng)gis有關(guān)模塊轉(zhuǎn)換成其內(nèi)部的數(shù)據(jù) 格式，使用該體系特有的數(shù)據(jù)安排構(gòu)造來安排施工總安置動(dòng) 態(tài)信息的數(shù)據(jù)構(gòu)造，聯(lián)系復(fù)雜實(shí)體外型技能，如參數(shù)化建模

8、辦法等，生成施工總安置動(dòng)態(tài)三維數(shù)字模型，此模型融合了 施工總安置有關(guān)的一切動(dòng)態(tài)和靜態(tài)信息，是各種信息可視化 的根底。因?yàn)樗こ淌┕た偘仓玫膹?fù)雜性，為科學(xué)、體系 地剖析與研討，將其視為一個(gè)大體系，依據(jù)系統(tǒng)分解與和諧 形式，施工總安置可分解為施工導(dǎo)截流、大壩施工、渣場堆 存回采、場內(nèi)道路交通、地下建筑物施工等5個(gè)了體系。施 工過程動(dòng)態(tài)信息可視化也相應(yīng)地分成這5個(gè)部分來實(shí)現(xiàn)，如 圖1示。2、施工總安置動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)安排辦法描繪動(dòng)態(tài)信息的關(guān)鍵 所在是怎么表達(dá)信息的動(dòng)態(tài)性，即時(shí)間性。具有物理意義的 信息終究要由必定數(shù)據(jù)表達(dá)，因此，在實(shí)現(xiàn)信息三維可視化 的同時(shí)，信息時(shí)間特性的表達(dá)變成研討過程中重視的地方。 因

9、為gis頂用圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)一起描繪空間實(shí)體目標(biāo)， 故施工總安置實(shí)體目標(biāo)信息分為空間特性描繪和特點(diǎn)特性 描繪，即用圖形數(shù)據(jù)庫和特點(diǎn)數(shù)據(jù)庫來一起寄存動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。 考慮到時(shí)刻特性獨(dú)立于空間維，將時(shí)刻數(shù)據(jù)作為非空間數(shù)據(jù) 處理，作為實(shí)體的一個(gè)特點(diǎn)值存放在特點(diǎn)數(shù)據(jù)庫中，如圖2示, 圖形數(shù)據(jù)則用來描繪施工總安置實(shí)體目標(biāo)空間特征，如幾許 形狀等。圖形數(shù)據(jù)和特點(diǎn)數(shù)據(jù)經(jīng)過內(nèi)部標(biāo)識(shí)碼銜接，描繪圖 素的特點(diǎn)數(shù)據(jù)與其圖素樹立僅有對(duì)應(yīng)的聯(lián)系。3、施工總安置動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)可視化辦法(1) 地勢動(dòng)態(tài)填挖可視化辦法通過地質(zhì)勘探作業(yè)或航 拍取得施工場所的地勢等高線數(shù)據(jù)，然后轉(zhuǎn)化為gis體系所 能識(shí)別的文件格局，如autocad中“.

10、dwg”文件，保證每條等 高線有高程特點(diǎn)elevation值。將此文件導(dǎo)入gis中，用體 系模塊功用生成不規(guī)則三角網(wǎng)格(tin) o對(duì)生成的初始tin, 消除因?yàn)榈润{線數(shù)據(jù)過于密布或收集信息缺少所形成的細(xì) 小或細(xì)長的三角形，再通過內(nèi)插生成高精度的數(shù)字地勢模型 (dtm),經(jīng)烘托、紋理及光照等操作，樹立形象傳神的施工場 所初始地表dtm。初始地表dtm是全部施工活動(dòng)的基礎(chǔ)，自身 不具有時(shí)間特點(diǎn)，但關(guān)于地勢的開挖和回填，如大壩基坑開 挖、各種洞室進(jìn)出口開挖、路面開挖及回填等施工活動(dòng)有時(shí) 間性。用由開挖邊坡和底面組成的開挖初始形面子和地勢 tin生成相交鴻溝，從初始地勢tin上沿相交線切去開挖初始

11、形面子所包含的地勢區(qū)域tin(具體完成辦法己另文說明，此 處不再贅述)，如圖3(a),所切去的地勢tin即為不斷開挖掉 的地勢。tin文件不便于修改特點(diǎn)信息，故將此地勢tin轉(zhuǎn)化 成shape文件，并將開挖時(shí)間作為特點(diǎn)值存儲(chǔ)在該shape的 特點(diǎn)數(shù)據(jù)庫中，如圖3(b)o(2) 動(dòng)態(tài)地物實(shí)體可視化辦法施工總安置中動(dòng)態(tài)地物 實(shí)體可視化的基礎(chǔ)是樹立可視化數(shù)字模型，該模型不只要滿 意可視化的需求，還需反映實(shí)體的動(dòng)態(tài)信息?？紤]到對(duì)全部 施工總安置動(dòng)態(tài)進(jìn)程的描述，特點(diǎn)數(shù)據(jù)中既要包含幾何特征 及空間方位的描繪，又要思考時(shí)刻特性的表現(xiàn)。幾何圖形與 其特點(diǎn)的聯(lián)系可利用gis的數(shù)據(jù)安排構(gòu)造來建立，每一圖素 與特點(diǎn)

12、表中記載為一對(duì)一聯(lián)系，因?yàn)槊恳挥涊d有多個(gè)特點(diǎn)字 段，故圖素與特點(diǎn)值為一對(duì)多的聯(lián)系。以混凝土拱壩為例闡 明動(dòng)態(tài)實(shí)體的圖形數(shù)據(jù)和特點(diǎn)數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)聯(lián)系及可視化表 達(dá)，如圖4示。施工總安置中動(dòng)態(tài)地物實(shí)體圖形數(shù)據(jù)可分為 點(diǎn)、線、面、體四種類型。這四種類型在5個(gè)子體系中均有 觸及。在數(shù)字建模辦法上，關(guān)于難以用規(guī)矩模型表達(dá)的雜亂 實(shí)體，如渣場、路途等，可用多個(gè)面圍成的曲面表達(dá)其形體 面。關(guān)于施工總安置中的規(guī)矩實(shí)體，可采納參數(shù)化建模方法, 此建模方法能簡化實(shí)體的建模進(jìn)程，很多削減重復(fù)性的建模 工作，提高工作功率。結(jié)束語這篇文章提出水利工程施工總安置動(dòng)態(tài)信息可視化辦 法，將施工總安置分為若干個(gè)子系統(tǒng)，在構(gòu)造三維可視化數(shù) 字模型的基礎(chǔ)上，直觀地表達(dá)