基于AutoCAD大坝模型划分程序设计与实现

在水利水电工程施工可视化仿真中,大坝的三维模型建模工作量非常大。传统的人工建模方式效率低、精度低,不太适应现在建模工作的要求。基于AutoCAD设计的大坝模型划分程序,可以根据浇筑信息动态地划分坝体模型,大大地减少了工作量、提高了工作效率及建模的准确率,最重要的是可重复利用。主要探讨基于AutoCAD大坝模型划分程序的设计思路及实现过程。     

基于OGRE引擎的大坝施工过程仿真可视化研究

提出一种全新的基于仿真数据的大坝施工过程实时可视化模拟机制;通过数据库动态链接使可视化系统与仿真系统紧密衔接,且施工方案改变时可视化系统能够自动更新,并利用引擎中的表层模块实现数据库的显示与查询,极大地提高了可视化系统的动态性和可移植性;粒子系统模拟施工期导流;不同的地物模型采用不同的建模方法。最后,采用高效的图形渲染引擎OGRE开发出逼真的大坝施工过程三维可视化系统。     

基于电网GIS与气象数据融合的共享应用平台及其内嵌系统设计

为提升专业气象数据在电网运行风险预警方面的应用水平,以电网环境专题图的展现及应用为核心,提出一种基于电网GIS与多维气象数据深度融合的共享应用平台,并对其总体功能框架和技术架构进行了详细设计;同时设计了一套可实现电网环境专题图自动绘制及应用的内嵌系统,此系统通过划分气象数据与电网运行数据统一的规则库,利用GIS建模技术模拟绘制流程;最后对该平台如何实现电网运行风险预警进行了详细阐述。结果表明,设计的电网环境专题图自动绘制及应用系统可作为连通气象环境与电网GIS应用的重要工具,可扩展及完善共享应用平台功能并实现电网运行风险预警。     

基于三维地勘数据平台的快速有限元建模方法∗

随着计算机可视化技术和数值分析方法的快速发展,三维地质建模和有限元技术在岩土工程和城市防灾减灾领域应用越来越广泛。但目前对两者间有效衔接的研究还明显不足,导致了许多重复性工作和较低的工作效率。针对这一问题,提出了一种基于三维地勘数据平台的快速有限元建模方法。利用Python语言及其Mayavi库开发了基于有限个钻孔的可视化平台,应用两种互补的空间插值法—反距离加权插值法(IDW)和克里格空间插值法(Kriging)实现地层分界面模拟,并进行层间拓扑关系分析优化。重点引入虚拟钻孔概念,提出将三维地层模型截取地块信息转化为有限元软件内置命令文件的衔接方法。以Plaxis 3D为例,实现同一大型场地不同地块的快速有限元建模和分析,为未来大规模岩土工程建设和城市防灾减灾的相关分析提供借鉴。     

面向突发性水污染事件的三维可视化系统

针对突发性水污染事件的突发性、复杂性与潜在的次生衍生危害等特点,设计并开发了面向突发性水污染事件的三维可视化系统。对建设三维可视化系统的需求进行了分析,提出了系统的四层体系结构,基于三维地理信息系统World Wind组件,采用三维可视化环境建模、海量数据缓存机制以及基础地理信息集成等信息技术,开发了系统的基本应用与高级应用,将系统应用到2005年发生在松花江流域的突发性水污染事件中。实例表明:所设计的三维可视化系统具有集成性、可扩展性和较好三维表现力等特点,支持海量数据与复杂应用的集成与三维展示,为突发性水污染事件的空间模拟和决策支持提供支撑。     

COMGIS在工程场地地震灾害风险预测中的应用

分析了传统的GIS技术在震害预测中的不足,提出了基于组件式GIS技术(COMGIS)的工程场地地震灾害风险评估系统的总体设计思路及设计方案;运用组件式GIS技术、数据库技术和空间分析技术构建信息管理平台,阐述了该系统的功能结构和数据流程;提出了工程场地地质资料的可视化查询和分析、地震影响场的生成、震害空间分析模型化等的实现思路与方法.研究表明:利用组件式GIS技术结合可视化编程语言所设计的工程场地地震灾害风险评估系统,能实现工程场地资料的有效利用,如地质剖面图的自动绘制、三维地质图的生成等;而且,能将震害分析模块化,集成到系统界面菜单上,实现震害分析的智能化,保证了系统开发的可持续性;同时,以场地液化、震陷、滑坡、场地类别作为场地地震灾害风险性预测的四大因子,在Mapx VB支持下进行叠合分析,编制出工程场地地震危险区综合预测图,可为场地规划和利用提供有效的基础资料.     

我国边疆城镇精细化管理技术研究∗

智慧城市的发展对城市安全提出了更高的要求,提升城市管理与应急反应水平是提高城市安全水平的重要保障。城市三维场景快速重建与精细化管理是智慧城市构建的重要支撑技术。针对我国边疆城镇地区社会稳定和公共安全管理的应用需求,提出了航天、航空、地面、室内外一体化的数据采集与处理方法,解决了基于高性能计算的大规模倾斜三维影像数据快速建模关键技术。以我国西部边疆典型城镇新疆库尔勒市为试验区,开发城市精细化管理系统,实现城市人口信息的精细化管理及突发事件应急响应预案的动态模拟等应用功能,验证了研究内容的合理性与实用性。     

基于GIS的矿山塌陷损害评价系统及可视化方法

在各种工程塌陷问题中,矿山开采引起的地表塌陷是最为严重的一类,矿山塌陷是工程防灾减灾的重要内容。本文围绕“基于GIS的矿山塌陷损害评价系统”的构筑问题,对矿山开采塌陷的三维计算方法和塌陷数据的组织及可视化方式进行了探讨,给出了丘陵和低平山地条件下地表塌陷的三维可视化预计方法,实现了DEM和地表塌陷盆地的可视化表达,并对三维地形图与三维塌陷图的可视化叠置进行了探索。     

基于GIS空间信息格网的溃坝损失评估模型

为实现溃坝损失的快速评估,在建立溃坝损失评估方法的基础上,引入GIS空间信息格网来组织和管理空间数据,研究了GIS空间信息格网的实现方法,建立了基于GIS空间信息格网的溃坝生命损失计算方法及经济损失计算方法。构建了溃坝损失评估系统的框架结构,结合数据库技术、GIS技术、溃坝水力学、计算机图形学等方法和理论开发了GIS支持下的溃坝损失快速评估系统。     

复杂边坡三维地质建模技术及稳定性分析方法

针对三维数值分析法应用于边坡工程时遇到的一些问题,总结了一套操作便捷的分析流程。针对计算模型的建立,首先利用MIDAS/GTS的地质生成器TGM从AutoCAD导入地形及地层的等高线图,实现复杂边坡的三维几何可视化;然后提出了一种基于MIDAS/GTS和FLAC3D不同的网格数据识别格式,直接利用Excel电子表格实现数据转换,将前者的三维网格模型导入后者进行大变形计算。针对稳定性分析方法,归纳了位移、主应力、偏应力、剪切应变、塑性区及安全系数6类指标的内涵及其用于边坡稳定性分析的合理性,总结了上述指标在边(滑)坡中的一般规律和评判方法,并提出了一些相关建议。利用所述技术和方法对新疆S316线一处路基边坡进行案例分析,验证了其可行性和可靠性。     

全球海洋环境观测数据(ARGO)及ARGOGIS系统

ARGO海洋环境观测数据对海洋环境保护和海洋气候灾害预防十分重要,但有关ARGO数据分析资料和处理软件严重缺乏.介绍了覆盖全球的卫星海洋环境实时观测和海洋现场测量ARGO数据的格式、记录方法及浮标工作方式,分析了ARGO数据的特征和空间三维、时空变化等特性,提出了一个实用的基于大型网络数据库Oracle的ARGO数据优化存储模型,着重讨论了海量ARGO数据的高效存储访问和多源多维时空数据处理,并利用当前GIS和遥感领域的前沿技术,采用全组件式模块化方式,开发出了我国自主版权的面向海洋环境和气象灾害服务及应用的ARGO数据处理系统--ARGOGIS系统.     

基于广义三棱柱和Kriging插值的三维地层建模

总结分析目前三维地层建模技术存在的问题,针对其不足之处,研究广义三棱柱建模原理和Kriging空间插值方法原理,结合地质构造和地层层序特点,提出了基于广义三棱柱体元为基本单元;融合物探、化探、地调资料以及工程地质人员对研究区域的综合分析结果而产生的经验钻孔;并以地形等高线建立不规则三角网(TIN),利用Kriging空间插值方法,选择合适的变异函数,进行地层属性内插,增加虚拟插值钻孔。最后应用广义三棱柱建模方法,使用以上三类钻孔数据建立相对准确的三维地层模型。     

基于遥感+GIS的山火检测及火势蔓延监控平台实现

基于遥感与Web GIS技术，构建了山火检测及火势蔓延监控平台，主要包括多模型联合的火点检测、基于Rothermel模型的地表火蔓延模拟和基于粒子模拟的三维可视化等功能。系统在多源遥感数据的基础上，联合多项火点检测模型，实现高温异常点的定位，并模拟不同下垫面及气象等因子影响下的火势蔓延过程，进而建立直观的可视化模拟。文章以大同市森林火灾为例，验证系统的可行性，结果表明该系统能够有效检测火点并模拟预测火势蔓延情况，对于提高山区森林防灭火工作水平，减少人员伤亡和财产损失，保护生态环境提供技术支撑。     

基于GIS的电力工程勘察信息系统设计研究

从分析电力行业工程勘察信息管理与利用现状入手,提出了基于地理信息系统GIS(以下简称GIS)的工程勘察设计一体化的设想,设计了工程勘察信息化集成应用系统的逻辑模型,阐述了系统所采用的组件式GIS和数据融合等关键技术,最后结合具体的工程实例,详细介绍了具有系统分析决策功能的任意工程地质剖面图的绘制和三维实体地层模型的构建...     

基于GIS技术的海绵城市内涝灾害数值可视化研究

研究基于GIS技术的海绵城市内涝灾害数值的可视化技术,为城市内涝灾害预防和控制提供可靠分析依据。通过GIS技术采集海绵城市河道、排水口、管网等建模数据后,采用基于GIS技术的海绵城市内涝灾害分析模型对某场暴雨进行实测,通过同频率放大方法,获取不同重现期暴雨的设计降雨过程线,依据过程线以及SWAT模型获取不同重现期的洪峰过程以及积水淹没情况(深度、区域),并通过GIS可视化显示洪峰过程以及积水淹没情况(深度、区域)。可视化模拟结果显示,以安徽六安市为例,采用GIS技术对单个栅格的高程值与建筑物在地面以上的高度相加值进行DEM修正后,六安市内涝积水深度更清晰、准确度;随着重现期的延长,暴雨强度、淹没水位高度、淹没面积、最大积水深度也逐渐增加;从六安市暴雨内涝不同重现期淹没场景中可以看出,随着重现期的延长,淹没区域在六安市3D图中的范围越来越大;5年和25年一遇的洪水淹没区范围很小,但60年一遇的洪水淹没区在六安市北面范围很广,且在西南临界区域分布也较广。     

三维地质建模及其在地下空间开发的应用研究∗

为了建立精确三维地质模型,了解地下空间情况,提出一种优化的建模方法,以钻孔数据为基础,利用surfer软件对数据进行插值拟合,运用Civil 3D 的曲面功能创建三维地质模型,并引入地质剖面图进行模型修正。以苏州观前街区为例建立三维地质模型,较为真实地反映了该区地质情况;通过剖切模型生成的三维地质模型栅格图、平切图对三维地质模型进行可视化分析,从而了解研究区域地质构造、地层起伏和变化规律;通过Civil 3D 软件的二次开发建立剪切地下构筑物的插件,实现地下空间开挖的功能,直观清晰地获取研究区地下空间的地质情况。工程应用结果表明,该建模方法较为精确,生成的三维地质模型有助于指导地下工程建设,对未来地下空间开发具有实际指导作用。     

基于GIS的火灾安全疏散模拟

为综合描述场景的关键要素,加强模拟的真实性,基于GIS技术,针对火灾场景下的人员疏散提出了模拟模型。借助GIS缓冲区分析与拓扑分析等功能,实现了初始化场景解析、实时空间分析等流程,可以对任意模拟时间步火灾、人员、建筑环境等要素的分布特征信息进行提取。为人员模型制定了基于空间信息的疏散策略,模拟人员的环境感知能力与分析判断能力。设计并实现了GIS模型至FDS模型的转换接口,维护了GIS模型与FDS模型的一致性,提高了建模效率。在模型基础上,研制了人员疏散模拟系统。应用实例说明了模型对环境各要素的描述能力及对疏散场景的模拟能力。     

铜陵市防震减灾计算机信息管理系统的技术实现

介绍了基于GIS的铜陵市防震减灾计算机信息管理系统，着重介绍了在系统研制和开发过程中编程的关键技术及运用实现。     

麒麟观双曲拱坝地震动应力分析

基于三维有限元数值模拟技术,利用ANSYS软件中的模态分析和反应谱分析,对麒麟观双曲拱坝进行了地震响应计算分析,研究了该拱坝的动位移、应力分布规律。并且根据概率极限状态设计原则,对大坝进行了抗震安全复核计算。结果表明大坝满足抗震要求,但局部薄弱部位需采取加固措施。最后还给出了一些建议,可供同类工程设计、施工参考。     

GIS在生态环境领域的应用研究

总结了近几年地理信息系统GIS（Geographic Information System）在生态环境领域的应用研究动态,将GIS技术在这一领域的应用概括为水土保持、生态景观规划、环境影响评价、土地资源利用和区域生态环境综合分析5个方面,并结合国内外实例阐述了GIS在上述5个方面的应用情况。最后讨论了GIS在生态环境领域应用的必要性,并针对应用中存在的问题,提出了GIS技术在webGIS开发及推广、3S技术应用和智能化发展的建议。