水利工程地理信息化模型和可視化分析

◎ 方銘峰 江門市江新聯圍管理處

水利工程建設是當前我國水利資源建設的重要組成部分，其對于地區內的水資源使用以及水環境治理都有重要的意義，而在實際的水利工程建設過程中，其工程具有一定的復雜性特點，傳統的工程設計技術無法做到高精度，也不符合現代工程的社會要點。而在的工程應用過程中，選擇應用信息化技術可以提升水利工程的建設效果。在信息化技術應用的過程中，可以完成工程模型建立，同時完成可視化分析，確保工程設計優化，也能夠提升水利工程的建設合理性。

1.案例概述分析

本項目為廣東省江門市江新聯圍加固工程信息化系統建立項目，其信息化系統建設主要是為了完成對江新聯圍加固工程項目實施信息化管理，通過信息化系統的建立應用，確保江新聯圍堤段內可以完成防洪管控、水系統調度自動化以及水閘等相關工程信息化管理。

江新聯圍工程是廣東省堤圍工程的重要組成部分，其工程建設過程中總計有超過11個中小堤圍。以下表1為江新聯圍工程的具體概況分析。并且在信息化技術以及地理信息技術逐漸發展背景下，為了更好的完成江新聯圍工程管理，工程相關人員決定建立地理信息化管理系統，完成沿堤水閘、電排站、內河水閘的數據采集、視頻信號采集、遠程控制等，對工程的管理優化。以下內容是對江新聯圍水利工程地理信息化管理系統的具體建立和應用分析。

表1 江新聯圍工程參數分析

2.地理信息化系統的建立

江新聯圍加固工程對于地區內的農田保護以及水利利用都有重要的意義，而為了實現其工程的合理應用，需要對其進行定期的加固管理以及相關運行管理，而傳統的項目管理方法不利于加工工程的優化管理，所以在實際的管理過程中，相關專家提出建立地理信息化管理系統，提升系統管理效果。

2.1 江新聯圍工程地理信息化系統的建立目標

水利工程信息化系統建立過程中，針對系統的總體使用目標進行建立非常關鍵；①系統建立過程中完成新技術應用，其中包括GIS技術、智能傳感網絡技術，整體物聯網技術應用等。②系統建立需要完成對江新聯圍區域內的數據管理，其中包括江新聯圍管理處、蓬江區、江海區、新會區等重要數據區的數據合理管控，實現對各區域段的集中優化管理。③系統建立需要對工程的全方位信息進行管理以及自動化調度管理，其中包括河道信息采集、水利工程信息采集、水閘、電排站等信息數據采集管理，實現對工程的有效管理。

2.2 江新聯圍工程地理信息化系統的具體建立

在江新聯圍工程地理信息化系統具體建立過程中，主要完成系統的總體框架設計、系統功能設計等內容化。

圖1 地理信息系統三維測量效果圖

圖2 現場監控視頻的實時接入效果示意圖

2.2.1 系統總體架構設計分析

在江新聯圍工程地理信息化系統應用過程中，完成系統的總體框架應用分析非常重要，直接決定了系統的應用效果。在整個江新聯圍地理信息化系統建設應用過程中，其總體框架主要包括用戶層級、應用層級、數據中心、基礎環境層級以及物聯網感知層級分析等結構。a.系統的用戶層級主要設計系統的主要使用者，其中包括江新聯圍工程領導人員、業務人員、工程值班人員、巡查人員、公眾使用模塊等。b.系統的應用層級主要是針對系統的具體應用功能進行設計，其中包括3D三維建模展示功能、調度運行功能、工程視頻監控以及移動數據管理等功能。c.系統數據中心模塊是系統的重要模塊，其主要包括工程基礎數據庫、實時監測數據庫、日常管理數據庫、地理空間數據庫等組成，完成工程各項數據的采集和儲存。d.系統基礎環境建設，主要是對系統的運用環境進行建設分析，其中包括有機房應用。會議室應用、值班室應用以及中控室應用等內容。e.系統的物聯網感知層級是系統的前端數據感知層級，其具體應用過程中，主要完成水情檢測、雨情檢測、工情檢測以及視頻監控等功能。

2.2.2 系統功能設計分析

在整個系統的建立應用過程中，針對系統的使用功能進行建設應用非常重要，直接關系到江新聯圍地理信息系統的建設使用非常關鍵，在實際的技術應用過程中，其主要功能設計，包括以下幾方面內容；

a.地理信息系統包括水位檢測功能，在實際的系統使用過程中，能夠利用系統完成水位信息自動檢測、其中包括水閘、電排站以及內河水位信息的有效監測。

b.系統使用過程中包括對江新聯圍工程的監測管理，其中包括電排站監測管理、電排站自動控制、水閘系統監測管理、整體工程的視頻動態監控等多方面內容，確保系統建設應用更加合理有效。其中視頻監控系統是對可視化管理的重點內容。

c.地理信息系統建設包括模型建立以及數據分析功能，其數據庫模塊在具體的應用過程中，主要完成各類信息的接收、處理、存儲、轉發等功能，在其數據庫建立過程中，也主要應用有并行分割技術、智能節點分割技術使用以及負載均衡技術具體使用等多方面內容，通過技術的合理使用，確保系統數據功能應用更加合理。

3.水利工程地理信息化和可視化系統應用分析

在江新聯圍地理信息化系統應用過程中，其三維地理模型建設應用以及可視化技術應用非常關鍵，一定程度上關系到地理信息系統的整體使用效果，并且在具體的技術應用過程中，地理信息系統能夠利用矢量數據、衛星影響完成DEM配置以及三維模型建立，并且在實際的系統應用過程中，也能夠完成相關信息的可視化處理。

①江新聯圍地理信息系統應用完成了水利設施三維測量效果圖展示，具體如圖1所示。

②應用地理系信息系統可以完成視頻可視化信息查詢，如圖2所示為地理可視化處理效果圖。

4.結語

工程管理過程中，建立應用了地理信息化管理系統，實現了工程的信息化管理，對于工程管理以及地區內的水利控制都有重要的意義。