可视化仿真技术及其在水利水电工程中的应用研究

智慧水利水电工程建设中三维可视化技术的优势及应用阐述摘要：随着互联网科技水平的大力发展，三维可视化技术应运而生。

将该技术应用到智慧水利水电工程建设之中，不仅可以保证该工程设计质量得到加强，还可以大幅度提升相应的设计效率。

因此，如何在智慧水利水电工程中运用该技术成为研究的重点。

本文对此展开深入探究。

关键词：智慧水利水电工程；三维可视化技术；优势；应用前言由于三维交互技术的持续发展，三维可视化技术开始从航天军事等领域扩展到智慧水利水电工程之中。

这样可以使该工程的施工成本得到管控，并降低相应的施工时间，保证项目的效率和施工质量得到大幅度提升。

本文从以下方面对该技术的运用进行详细阐述。

1、基本概述1.1三维可视化技术三维可视化技术指的是通过数据模型的辅助，来显示或描述地质现象、地面表象以及地下构造，同时利用大量的数据来解释地下界面的地震反射率。

另外，在立体扫描和追踪的辅助下，让施工人员或技术人员能够对复杂的地质现象进行精准掌握。

各个数据样点都转化成三维像素，并且每个像素对数据母体都存在相应的数值。

在三维可视化技术的作用下，可以对水利水电的真实场景进行还原，并在无人机倾斜摄影的辅助下，使得施工场地可以被有效放大、缩小或旋转，有利于相关人员更好的掌握工地状况。

还可以通过仿真动画来还原施工工艺以及施工过程。

对难度系数以及危险系数都相对较高的工作而言，可以先利用三维可视化技术模拟操作，以此来对施工人员的人身安全提供保障。

除此之外，凭借视频监控能够真实展示事故现场，并可以监测现场施工扬尘，甚至可以调取后端数据，从而使得水利水电建设项目的施工标准化以及管理数据化等得以实现，进而为节本增效目的地实现提供保障。

1.2智慧水利智慧水利指的是将先进的物联网、大数据等技术引入其中，来科学的调配与控制自然界的水资源。

同时在水资源得到保护的前提下，来合理的开发利用水资源，从而来对水旱灾害现象起到有效的防治作用。

换言之，在水坝、水电站以及水库加固等工作中运用人工智能、传感器等技术，将数字智能化当成主线，来实时监控和预报水流流速、泄洪等数据，从而为水利行业的健康发展提供助力。

可视化仿真技术及其在水利水电工程中的应用分析作者：陈新和来源：《科学与财富》2017年第23期摘要：近几年，我国水利水电工程中科技在逐渐完善的同时，产生了一种新型技术即可视化仿真技术。

可视化仿真技术是将计算机可视化技术和系统仿真技术相互融合产生一种新型仿真技术。

全过程动态仿真理论、基于GIS的三维动态数字模型构造、图像辅助仿真建模等方法是构成可视化仿真理论及方法的主要结构和内容，成功实现了仿真建模等工作可视化。

本文将结合实际情况对可视化仿真技术进行分析，从而使可视化仿真技术更好的应用于水利水电工程。

关键词：可视化；水利水电工程；仿真技术水利水电工程具有规模大、投资多、施工难度大等特点，因此在进行工程设计和管理过程中，应科学合理的选择施工方法，同时优化施工机械及配套组合方案，制定符合实际的施工计划，对施工信息进行高效简洁的管理，确保工程可以如期完成。

可视化仿真技术的完善符合水利水电工程的客观需要，为解决水利水电工程施工难度大的问题开辟了新道路。

一、可视化仿真技术概述（一）研究背景上世纪70年代外国科学家开始提出循环网络仿真技术，并发展出了一系列工程仿真应用软件。

这些应用软件仅在土木工程施工过程中才会使用。

直到上个世纪80年代初，才有人提出在水利水电工程中应用仿真技术。

天津大学率先展开对水利水电施工过程中的可视化技术进行研究，并在随后20年的研究中取得优秀成果并提高了社会效益。

近些年，天津大学继续开展推动水电水利工程设计可视化、数字化的研究活动。

依靠电子计算机科学、工程科技和系统科学的迅猛发展，对三维动态可视化仿真理论进行大量研究，并获得了一系列创新性成果。

（二）可视化仿真技术1 可视化仿真技术的含义可视化仿真技术的本质是利用图像形式对仿真技术进行跟踪，驾驭并对处理结果的一种技术[1]。

可视化仿真技术的发展实现了可视软件界面的可视化，可以更直观、迅速、高效、形象的进行建模工作。

在引进可视化仿真技术后系统的子模块可以通过图形表示，利用鼠标在屏幕上直接进行操作就可顺利完成仿真任务，使得工作人员的工作质量显著提高，同时降低了施工难度。

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BIM技术的水利水电工程施工可视化仿真研究共3篇基于BIM技术的水利水电工程施工可视化仿真研究1基于BIM技术的水利水电工程施工可视化仿真研究随着信息技术的不断发展，建筑信息模型（BIM）作为一种数字化建筑信息管理技术，被广泛应用于建筑和工程领域。

然而，尽管BIM已经被广泛应用于建筑领域，但是它在水利水电工程领域的应用却相对较少。

本文研究了基于BIM技术的水利水电工程施工可视化仿真，并分析了其在水利水电工程项目管理中的作用。

BIM技术的特点在于其能够将一个建筑物或结构的所有信息整合在一起，实现了对建筑物的全面管理。

在水利水电工程领域，BIM技术可以帮助工程师更好地管理和分析各种工程数据，提高工程质量和效率。

同时，BIM技术还可以用来进行施工可视化仿真，增强对工程施工的理解和控制。

在水利水电工程项目管理中，BIM技术可以用来管理工程图纸、数据、材料和设备，提高项目管理的准确性和效率。

BIM技术的应用可以提高水利水电工程的施工可视化仿真效果。

将BIM技术应用到施工可视化仿真中，可以帮助工程师了解工程的细节和复杂性，从而更好地规划和管理工程。

BIM技术不仅可以提供平面图、立面图和剖面图等静态信息，还可以提供动态的施工仿真，以便更准确地预测建筑物或结构的施工过程，并实时调整施工计划。

在水利水电工程的施工阶段，BIM技术可以帮助工程师提高施工效率和控制质量。

在工程施工过程中，BIM技术可以提供详细的施工信息和实时的施工监控，以便更好地控制施工质量和时间进度。

同时，BIM技术还可以提供施工过程中可能遇到的风险和机遇，并进行预警和管理，以最大限度地降低风险并优化施工效率。

在水利水电工程项目管理中，BIM技术的应用可以提高项目管理效率和准确性。

BIM技术可以用来管理工程图纸、资料和相关设备，有效降低项目管理的错误率和漏洞率，并简化管理流程。

同时，BIM技术的应用还可以提供准确的数据分析和决策支持，帮助工程师更好地规划和管理项目，提高项目管理的水平和效率。

水利水电工程中的BIM技术应用摘要：随着我国经济的发展和科学技术水平的提高，水利工程也处在一个快速发展的阶段，而BIM技术在水利水电工程中的应用是十分重要的一部分。

BIM技术在水利水电中的应用主要是在可视化仿真方面和工程的安全管理方面。

大型水利水电工程可视化仿真是通过动画的形式来创造一个生动、形象、动态把整个施工过程进行演示，将形成以信息和数据的模拟出的图形显示出来，而不是传统的文字和文本表达方式。

水利水电工程可视化仿真技术能准确地使施工人员了解设计意图，掌握工程建设的信息，对工程建设有很大的帮助。

近年来，随着在中国水利水电工程的可持续发展，许多高难度的大型工程项目的日益增多，以及视景仿真技术的应用越来越广泛。

，在我国水电水利的仿可真视快速发展的同时，还存在一些的问题，如施工安全，这不单纯是水电工程的问题，也会对周围的人民大众产生非常大的影响， BIM 技术能够弥补现阶段水电工程安全管理方面中所出现的问题。

关键词：水利水电，BIM技术，应用引言BIM建筑信息模型技术是以Autodesk Navisworks软件为核心，通过对水利水电工程施工的相关特征，为水利水电工程可视化仿真系统的建立，并在水电施工中的应用，从而实现对水电站示范工程施工全过程三维动态，查询和管理信息的可视化仿真，直观的设计成果项目展示。

本文主要分析了BIM技术的基本概念和独特优势，总结了BIM技术在水利水电工程建设中的具体应用，希望以此促进行业发展。

1、BIM主要的基本概念和技术优点BIM三维施工模拟技术，通过对整个建设项目信息的采集、然后对所采集到的信息进行相应的数字化的处理。

例如：建筑材料、设备、价格和施工进度等，这些建筑工程数据可以通过BIM三维建筑信息模型转化为相关的数字信息。

一般来说，BIM技术的应用是建筑工程中的数字技术。

主要解决建筑工程软件运行中遇到的问题，通过与之相关的技术人员，对施工过程中的相应的信息处理，配合其他环节维护软件运行。

三维可视化技术在水利水电建设中的应用发布时间：2022-08-10T03:28:31.178Z 来源：《中国建设信息化》2022年第4月第7期作者：高祥华[导读] 将三维可视化技术应用在水利水电建设中，能有效的提高水利水电建设的质量和效率，高祥华浙江华锐建设有限公司浙江嘉兴摘要：将三维可视化技术应用在水利水电建设中，能有效的提高水利水电建设的质量和效率，同时能够对水利水电设施的应用起到良好的促进效果。

本文主要从智能技术应用、地理模型构建、实时风险防控、工程建设以及质量监督和检测几个角度对三维可视化技术的应用现状进行探究，旨在带动水利水电工程项目的现代化发展，为我国的经济建设以及现代化建设奠定坚实基础。

关键词：三维可视化；水利水电建设；风险防控随着我国经济发展水平的提高以及科学技术的进步，越来越多的新型可靠技术应用在我国的水利水电工程建设中，进而提高工程建设的质量和效率。

三维可视化技术能应用在水利水电建设中的勘测阶段、设计阶段和施工管理阶段，对于在建设过程中出现的极大信息数据量进行较好的处理，提高水利水电建设工作精准度和有效性，最终提高水利水电工程的具体建设效果。

一、水利水电工程建设中的具体应用（一）智能技术应用现阶段在水利水电工程中应用的三维可视化智能技术主要有两种，第一种就是借助可视化技术对水利水电工程建设中的设计数据进行处理，进而模拟出设计好的水利水电工程建设模型。

设计人员能够使用三维可视化软件来实现良好的数据整理和表达。

这样既能够简化设计人员的工作流程，同时对提高设计人员设计工作的质量和效率能起到积极的促进作用。

比如，设计人员能够使用照片和视频资料构建三维模型，并且在三维模型中标注相关施工参数，进行精细化处理，进而使用三维模型来对设计工作进行检查。

第二种就是智能培训技术，智能培训技术主要就是在实际建设过程中使用控制中心的形式对设备以及建设工作进行控制。

但部分工作人员由于专业能力素质较差，所以不能够在发现问题时及时解决问题。

3科技资讯科技资讯S I N &T NOLOGY I NFO RM TI ON 2008NO .15SC I EN CE &TECH NO LOG Y I N FOR M A TI O N 信息技术当前,随着我国水利水电事业的迅速发展,一批大型水利水电工程相继开工建设,这对水利水电工程设计、施工、管理等各方面都提出了更高的要求,传统的水利水电工程设计方法和手段已无法满足大型水利水电工程所提出的高效、直观的设计要求,特别是在日益重视环境保护、倡导生态水利水电工程的今天更是如此。

因此,用现代先进的计算机技术来改造传统的水利水电行业,实现水利水电工程建设的数字化、可视化、智能化转变,是工程设计者和决策者的共同愿望。

计算机辅助设计(CAD)技术[1]在水利水电工程设计领域中的成功应用,使传统的水电工程设计摆脱了图板,实现了二维CAD 设计,但是并没改变设计成果不直观的状况。

计算机三维建模技术的发展和应用,使水利水电工程计算机三维模型应运而生,为人们提供了具有真实感的三维视觉模型,以便在工程设计阶段即可在计算机上看到工程的未来景象,结束了过去只能通过沙盘模型来预览工程完建形象的历史。

借助计算机三维模型可以对设计方案进行可视化分析和评价,来检验设计方案是否得当,枢纽布置是否合理等。

另外,依据施工设计成果,可以利用三维动画技术和虚拟现实技术来模拟施工进度、施工工艺,从而评价施工方案的合理性,为设计者和决策者提供指导和决策依据。

三维可视化仿真(T hr ee D i m ensi onal V i sua l Si m ul at i on,3DV S)是可视化技术和系统建模技术相结合所形成的一种新型仿真技术,其实质是采用图形或图像的方式对仿真计算过程的跟踪、驾驭和结果的后处理,同时实现仿真软件界面的三维可视化,具有高效、直观的特点,因此,在水利工程中应用可视化仿真技术,将有助于推动水利工程向数字化、可视化和智能化方向的发展。

PRACTICE实 践区域治理搭建三维可视化仿真系统 提高大型水利项目建设水平中山市水利水电勘测设计咨询有限公司 邢宝革，耿大伟一、引言大型水利工程建设涵盖环境勘察、规划设计、施工建设、生态治理环节，其中环境勘察与规划设计在很大程度上决定了水利工程建设质量及其综合效益的实现。

勘察设计工作涉及地质、测绘、力学分析等多个专业，传统设计工作在二维图纸上开展，数据精度有限，很多矛盾、碰撞问题无法被提前预知。

而三维可视化仿真技术的融入使得以上问题均可被有效解决，需要对三维可视化仿真技术在水利工程中的应用做重点分析。

二、大型水利工程三维可视化仿真系统搭建方案（一）理论基础1.三维可视化仿真技术三维可视化技术以计算机图形技术和图像处理技术为基础，可将数据转换为图形或图像的方式进行呈现，并提供图形处理、分析功能。

可视化仿真技术具备极强的综合性，与计算机仿真技术、可视化技术、虚拟现实技术、3S技术等均有一定关联性。

简单来说，三维可视化仿真技术原理即将水利工程在前期勘探、资料收集过程中获得的水文地质信息、测绘数据及其他有效信息转换为可被直观观察的图形或图像，再利用编程技术，完成三维模型的构建，以辅助水利工程设计、施工等工作的顺利开展。

2.基于GIS的三维可视化仿真系统优势GIS即地理信息系统，其形成、发展于地理、信息等学科之上，能够将全球或区域内的地理信息微缩至计算机系统当中，直观呈现既定范围内资源分布情况及环境特点。

GIS极强的空间数据处理能力使之能够被作为大型水利工程三维可视化仿真系统的基础。

利用GIS技术，可对各目标对象在不同位置的分布情况及空间关系进行模拟，并将多个子系统坐标统一至地理空间坐标当中，使各个子系统、模型相互整合，实现水利工程建设的宏观可视。

图形与模型属性间存在既定的内部联系，在访问图形信息时，可直接提取其空间坐标、拓扑结构等信息。

例如，在系统内点击模型中堤坝与地形的交界处，系统即可自动给出与该位置相对应的大坝模型及地形模型数据信息。

水利水电工程施工截流中可视仿真技术应用究发表时间：2020-07-08T11:35:01.637Z 来源：《建筑实践》2020年第39卷2月第5期作者：宁佳[导读] 水利水电工程的施工难度大，投资多，选用合理的施工方案摘要：水利水电工程的施工难度大，投资多，选用合理的施工方案，对于提升工程质量的意义重大。

施工过程必须对工程特点与具体条件进行充分考虑，施工方案包括工程的布置、工程进度、蓄水等多个方面。

水流控制作为一个动态的过程，很难通过简单的模型来分析，而可视动态技术恰好可与水流控制的动态性相匹配，这种技术的出现也为水利水电施工中的此类问题提供新的解决思路，并已在我国多个重点水利工程中取得了良好的应用成果。

关键词：水利；水电工程；施工；技术；引言可视化是近年来新发展起来的一个研究和开发十分活跃的技术领域,它将计算机图形、图像处理和计算机视觉等技术应用于科学计算领域,目前已在各个学科中得到广泛的应用。

1可视化仿真技术简介可视化仿真技术结合了可视化技术与系统建模技术，利用可视化仿真技术可快速处理大规模的数据，然后通过建立数字模型并将其以图形或动态图像的方式反映在人机交互界面，因此具有直观、高效的优点。

其主要功用反映在以下方面：可将数据场内的各个建筑物直观地以图形或图像的方式反映出来；便于操作人员深入分析，操作人员可通过人机交互界面随意改变仿真图像的角度，也可将局部无限放大，有利于发现细节；可将数据场内的情况进行动态显示，以便使管理人员或技术人员直观地了解数据场内构筑物的演变过程。

2 GIS技术的发展趋势 GIS系统是本世纪60年代提出并初步发展起来的一门集计算机、地理学、信息科学、环境科学和管理科学为一体的技术系统。

经历了从GIS模块、集成式GIS、核心式GIS到组件式GIS、开发式GIS、网络GIS和VR-GIS的发展,今天的GIS技术已经从单纯描述地理信息的简单工具,发展成为面向整个地球空间的高新信息技术。