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1、基于GIS的水电工程施工动态可视化仿真方法及其应用摘要:提出了基于地理信息系统(GIS)的水电丁稈施工三维动态可视化仿真方法，包括仿宾建 模可视化、仿真计算过程可视化及仿真结果可视化，并以混凝土坝施工仿真为例，进行了实例 研究，为制定合理的大坝施工组织计划提供了科学依据。关键词:可视化仿真；水电工稈;地理信息系统(GTS);三维动态;混凝十-坝施工随着计算机软、驶件技术的发展，计算机仿真技术出现了从数值仿真向可视化仿 真发展的趋势。可视化仿真实现仿真计算输入过程和计算过程的拟人化和形彖化，从而使研 究人员能以更真观和客观的方式发现隐藏在数据中的科学规律，它包括了三个重要环节，即 仿真建模可视化
2、、仿真计算过程可视化及仿真结果可视化。将仿真过程中所涉及的数据及信 息转化为图形或图像的技术是可视化仿真的核心技术之一。但是，目前将三维或多维动态数 据转化为可显示的逼莫图形，并非易事。尤其是对于水电工程施工领域的动态仿真，其仿真中 不仅涉及不规则地表地形及带有时间特征的三维空间数据，而且询需描述工程实体间复杂的 动态时空逻辑关系，因此实现这些信息的直观表达与显示，更为困难。作者将地理信息系统(Geographic Information System, GIS)技术应用于丁.稈系 统可视化仿真，提出了基于GIS的水电工程施T三维动态可视化仿真方法，为简化仿真建模 及实现复杂丁稈施T仿宾过稈的
3、可视化开创了一条新的途径。近年来随着计算机和系统仿真 技术的迅速发展,使得在计算机上进行混凝十-坝施工动态过程的仿真试验及分析成为可能。 但是，目前的研究很大稈度上仅停留在对施丁动态过稈的仿真计算实现上，而很少考虑仿真 建模过程的简化及仿真计算过穆的育观表达。运用作者提出的方法，对混凝十坝施工过程进 行了仿真，不仅实现了不同施T方案下0项定量指标的预测及比较，而且可逼真形象地描述 混凝十坝施工系统内复杂的时空关系，从而为大坝施T组织设计与管理提供了一个交互的可 视化分析手段。1 GIS与可视化仿真环境的集成11以GIS为核心的可视化仿真系统开发模式GIS与系统仿真的结合可发生 在原始数据采集及
4、仿真计算数据的可视化表达这两个阶段。一般两者的结合有两种方式:一 种称为融合式(Melting Pot) 8,这种集成方式尽管两者问数据传递方便高效，操作简便，但 开发费用高,开发周期长;另一种集成方式是通过建立两者的扩展模块来实现彼此间数据相 互交换和信息共享，此方式开发简便、费用低廉，而且由于两者的相对独立性及可扩散性，便 于系统的维护及进一步开发。文中采用后一种方式，图1表示的是以GIS为核心的可视化仿 真系统(VSS)开发模式。其中，图形库及其管理系统(GDBMS)和属性数据库及其管理系统(ADBMS)是由GTS软件系统开发的,模型库及其管理系统(MBMS)由GTS软件系统和其它软件 系统共同开发及管理，方法库系统(MBS)主要由其它软件系统独立开发。不同平台间可通过 Windows的DDE技术和调用动态连接库,或数据文件扩展接口，使应用模型与GTS系统2间实 现彼此数据的交换和共享。12基于GIS的交互式可视化仿真系统框架结构 基于GIS系统仿真可视化表 现在仿真建模过程中利用GIS的信息可视化采集，以及在仿真计算过程中基于GIS的动态信 息可视化表达。同时，在可视化仿真中，用户可以通过系统提供的操作界面随着仿真反馈的直 观图像结果来同步保持对仿真过程的交互控制，肓到对所仿真的对象获得理解与洞察。
