水利工程地理信息化模型和可视化分析

◎ 方铭峰 江门市江新联围管理处

水利工程建设是当前我国水利资源建设的重要组成部分，其对于地区内的水资源使用以及水环境治理都有重要的意义，而在实际的水利工程建设过程中，其工程具有一定的复杂性特点，传统的工程设计技术无法做到高精度，也不符合现代工程的社会要点。而在的工程应用过程中，选择应用信息化技术可以提升水利工程的建设效果。在信息化技术应用的过程中，可以完成工程模型建立，同时完成可视化分析，确保工程设计优化，也能够提升水利工程的建设合理性。

1.案例概述分析

本项目为广东省江门市江新联围加固工程信息化系统建立项目，其信息化系统建设主要是为了完成对江新联围加固工程项目实施信息化管理，通过信息化系统的建立应用，确保江新联围堤段内可以完成防洪管控、水系统调度自动化以及水闸等相关工程信息化管理。

江新联围工程是广东省堤围工程的重要组成部分，其工程建设过程中总计有超过11个中小堤围。以下表1为江新联围工程的具体概况分析。并且在信息化技术以及地理信息技术逐渐发展背景下，为了更好的完成江新联围工程管理，工程相关人员决定建立地理信息化管理系统，完成沿堤水闸、电排站、内河水闸的数据采集、视频信号采集、远程控制等，对工程的管理优化。以下内容是对江新联围水利工程地理信息化管理系统的具体建立和应用分析。

表1 江新联围工程参数分析

2.地理信息化系统的建立

江新联围加固工程对于地区内的农田保护以及水利利用都有重要的意义，而为了实现其工程的合理应用，需要对其进行定期的加固管理以及相关运行管理，而传统的项目管理方法不利于加工工程的优化管理，所以在实际的管理过程中，相关专家提出建立地理信息化管理系统，提升系统管理效果。

2.1 江新联围工程地理信息化系统的建立目标

水利工程信息化系统建立过程中，针对系统的总体使用目标进行建立非常关键；①系统建立过程中完成新技术应用，其中包括GIS技术、智能传感网络技术，整体物联网技术应用等。②系统建立需要完成对江新联围区域内的数据管理，其中包括江新联围管理处、蓬江区、江海区、新会区等重要数据区的数据合理管控，实现对各区域段的集中优化管理。③系统建立需要对工程的全方位信息进行管理以及自动化调度管理，其中包括河道信息采集、水利工程信息采集、水闸、电排站等信息数据采集管理，实现对工程的有效管理。

2.2 江新联围工程地理信息化系统的具体建立

在江新联围工程地理信息化系统具体建立过程中，主要完成系统的总体框架设计、系统功能设计等内容化。

图1 地理信息系统三维测量效果图

图2 现场监控视频的实时接入效果示意图

2.2.1 系统总体架构设计分析

在江新联围工程地理信息化系统应用过程中，完成系统的总体框架应用分析非常重要，直接决定了系统的应用效果。在整个江新联围地理信息化系统建设应用过程中，其总体框架主要包括用户层级、应用层级、数据中心、基础环境层级以及物联网感知层级分析等结构。a.系统的用户层级主要设计系统的主要使用者，其中包括江新联围工程领导人员、业务人员、工程值班人员、巡查人员、公众使用模块等。b.系统的应用层级主要是针对系统的具体应用功能进行设计，其中包括3D三维建模展示功能、调度运行功能、工程视频监控以及移动数据管理等功能。c.系统数据中心模块是系统的重要模块，其主要包括工程基础数据库、实时监测数据库、日常管理数据库、地理空间数据库等组成，完成工程各项数据的采集和储存。d.系统基础环境建设，主要是对系统的运用环境进行建设分析，其中包括有机房应用。会议室应用、值班室应用以及中控室应用等内容。e.系统的物联网感知层级是系统的前端数据感知层级，其具体应用过程中，主要完成水情检测、雨情检测、工情检测以及视频监控等功能。

2.2.2 系统功能设计分析

在整个系统的建立应用过程中，针对系统的使用功能进行建设应用非常重要，直接关系到江新联围地理信息系统的建设使用非常关键，在实际的技术应用过程中，其主要功能设计，包括以下几方面内容；

a.地理信息系统包括水位检测功能，在实际的系统使用过程中，能够利用系统完成水位信息自动检测、其中包括水闸、电排站以及内河水位信息的有效监测。

b.系统使用过程中包括对江新联围工程的监测管理，其中包括电排站监测管理、电排站自动控制、水闸系统监测管理、整体工程的视频动态监控等多方面内容，确保系统建设应用更加合理有效。其中视频监控系统是对可视化管理的重点内容。

c.地理信息系统建设包括模型建立以及数据分析功能，其数据库模块在具体的应用过程中，主要完成各类信息的接收、处理、存储、转发等功能，在其数据库建立过程中，也主要应用有并行分割技术、智能节点分割技术使用以及负载均衡技术具体使用等多方面内容，通过技术的合理使用，确保系统数据功能应用更加合理。

3.水利工程地理信息化和可视化系统应用分析

在江新联围地理信息化系统应用过程中，其三维地理模型建设应用以及可视化技术应用非常关键，一定程度上关系到地理信息系统的整体使用效果，并且在具体的技术应用过程中，地理信息系统能够利用矢量数据、卫星影响完成DEM配置以及三维模型建立，并且在实际的系统应用过程中，也能够完成相关信息的可视化处理。

①江新联围地理信息系统应用完成了水利设施三维测量效果图展示，具体如图1所示。

②应用地理系信息系统可以完成视频可视化信息查询，如图2所示为地理可视化处理效果图。

4.结语

工程管理过程中，建立应用了地理信息化管理系统，实现了工程的信息化管理，对于工程管理以及地区内的水利控制都有重要的意义。