淺議崗南水庫電子沙盤系統(tǒng)的功能

□范 琳 尚瑞朝

淺議崗南水庫電子沙盤系統(tǒng)的功能

□范 琳 尚瑞朝

崗南水庫電子沙盤展示系統(tǒng)是崗南水庫工程管理自動化系統(tǒng)的一個分項工程，其基本目的是利用崗南水庫建成的工程管理自動化系統(tǒng)（包括：閘門監(jiān)控系統(tǒng)、大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)、水庫監(jiān)控中心系統(tǒng)、圖像監(jiān)控系統(tǒng)和通信系統(tǒng)），結(jié)合水庫管理工作需要，根據(jù)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)情況（包括衛(wèi)星影像、DEM、設(shè)計圖紙、水工情數(shù)據(jù)庫等）建立一個能為水庫運(yùn)行管理工作提供支持的電子沙盤展示系統(tǒng)，再現(xiàn)水庫所在流域的真實地貌和水利設(shè)施的運(yùn)行情況，瀏覽、查詢流域內(nèi)的自然地理信息及水庫所屬水工設(shè)施工程特性，為水庫工程運(yùn)行、管理和領(lǐng)導(dǎo)決策提供形象直觀的視覺效果支持。崗南水庫電子沙盤系統(tǒng)是全面展示水工、水情綜合數(shù)據(jù)的窗口，要求系統(tǒng)實用、先進(jìn)、可靠、可擴(kuò)展、方便使用、可持續(xù)發(fā)展。

崗南水庫電子沙盤系統(tǒng)的建設(shè)任務(wù)是以真實三維場景形式，提供三維場景顯示控制與飛行漫游、信息查詢、狀態(tài)模擬、過程模擬、實時數(shù)據(jù)查詢、屬性數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)接口和數(shù)據(jù)輸出等功能。

1.三維場景功能

三維場景的系統(tǒng)建設(shè)，根據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)情況（包括ETM、SPOT衛(wèi)星影像、DEM、水工設(shè)計圖紙等），建成整個流域的山脈、河流、主要城鎮(zhèn)、建筑物等地貌真實三維景觀和水利工程的三維模型。包括三個不同分辨率級別的場景：

流域范圍：顯示精度為1:5萬。

庫區(qū)范圍：顯示精度為1:1萬。

水工設(shè)施：顯示精度為1:2000。

三維場景管理為多級場景之間的無縫平滑切換。

三維場景顯示控制與飛行漫游為對三維場景進(jìn)行視角調(diào)整，旋轉(zhuǎn)和移動，在三維環(huán)境下進(jìn)行實時的飛行漫游。

2.信息功能

電子沙盤展示系統(tǒng)可以將建立的三維模型與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行關(guān)聯(lián)，可以在三維系統(tǒng)中查詢?nèi)S模型的屬性信息，也可以查詢有關(guān)的工情、水情等信息，并以動態(tài)的形式表現(xiàn)在三維漫游的場景中。信息查詢的內(nèi)容主要有以下幾個方面。

2.1 流域范圍和庫區(qū)范圍信息查詢

查詢流域相關(guān)簡明信息，以HTML網(wǎng)頁的方式組織，包括自然地理地貌特征信息、人文信息、社會經(jīng)濟(jì)信息的查詢。

自然地理地貌信息：包括流域內(nèi)行政區(qū)劃、交通路線、重要設(shè)施、水利水文設(shè)施分布等信息。

人文信息：包括歷史名人、文物古跡、革命遺址等信息。

社會經(jīng)濟(jì)信息：包括人口、排污、植被等信息。

庫區(qū)范圍信息：包括雨情、水情、工情、災(zāi)情等信息的查詢。

2.2 重點(diǎn)水利設(shè)施和重要建筑物的信息查詢

鼠標(biāo)點(diǎn)擊重要水工上時，以HTML彈出的方式自動顯示重要對象（水庫、溢洪道、出水洞、引水渠、壩后調(diào)節(jié)池等）的關(guān)鍵信息，對重點(diǎn)水利工程設(shè)施和建筑物相關(guān)屬性和河道斷面水位、流量的查詢。

2.3 實時數(shù)據(jù)查詢

與外部工情、雨水情等數(shù)據(jù)庫進(jìn)行連接，查詢流域內(nèi)河流及屬河北省管轄的水文測站點(diǎn)的雨量、水位、流量等實時水文信息；水庫入、出庫流量和庫水位的實時信息；水庫工程設(shè)施的實時觀測數(shù)據(jù)信息；水庫泄洪輸水設(shè)施的流量和運(yùn)行工況信息；水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)等信息。

2.4 多媒體信息的查詢

與圖像監(jiān)控系統(tǒng)相鏈接，將安置于各處現(xiàn)場的攝像頭一一編號，通過點(diǎn)擊電子沙盤菜單上的熱鏈接，以編號為參數(shù)傳遞給視頻服務(wù)器端，視頻服務(wù)器響應(yīng)后，傳回需要的現(xiàn)場實時圖像，在客戶端即可彈出窗口瀏覽不同現(xiàn)場的實時監(jiān)控圖像。也可向視頻服務(wù)器發(fā)出請求，查詢某一時間段的歷史監(jiān)控錄像。

2.5 剖面分析

在三維場景中給定任意方向上的一條斷裂線，依此線對三維流域場景中的DEM進(jìn)行切割，形成該方向上的剖面圖。對大壩斷面圖及建筑物不同側(cè)面信息的查詢通過調(diào)用已有的設(shè)計圖來展現(xiàn)。

3.實時數(shù)據(jù)的展示功能

3.1 水質(zhì)現(xiàn)狀的展示及預(yù)測水質(zhì)發(fā)展趨勢

在水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)和水庫自動化管理系統(tǒng)相關(guān)數(shù)據(jù)的支持下，用不同顏色的面來展示水質(zhì)現(xiàn)狀。

3.2 水資源調(diào)度方案的展示

在三維場景的窗口內(nèi)根據(jù)預(yù)先設(shè)定的路線和模擬的工情數(shù)據(jù)、水情數(shù)據(jù)，在甲方提供專業(yè)知識的前提下，以直觀的方式演示水庫水系在水資源調(diào)度全過程的運(yùn)行狀態(tài)，并具備配有語音講解的功能。

3.3 防洪調(diào)度方案的展示

在電子沙盤上以三維方式顯示水利工程調(diào)度預(yù)案過程，直觀表現(xiàn)在洪水調(diào)度過程中，各控制點(diǎn)的水位變化情況，水庫、蓄滯洪區(qū)的變化情況，以利于防洪決策人員直觀了解洪水調(diào)度過程和結(jié)果。

4.電子沙盤在崗南水庫日常管理上的實際意義

隨著水利信息化建設(shè)的不斷推進(jìn)及“數(shù)字水利”概念的提出和付諸實施，對水利工作的管理手段和管理水平提出了更高要求。為了對崗南水庫豐富的設(shè)計和規(guī)劃資料進(jìn)行更為直觀的展現(xiàn)和查詢，此系統(tǒng)在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)、軟件的基礎(chǔ)上，將三維地理信息系統(tǒng)及信息網(wǎng)絡(luò)等先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用于崗南水庫電子沙盤展示系統(tǒng)之中，再現(xiàn)崗南水庫流域范圍真實地貌和水利設(shè)施的運(yùn)行情況，實現(xiàn)水庫整體環(huán)境的三維可視瀏覽、分析，水工設(shè)施的查詢及實時數(shù)據(jù)展示等功能，領(lǐng)導(dǎo)決策者可以更為直觀、宏觀地了解崗南水庫的整體情況和運(yùn)行狀況，為水庫運(yùn)行管理和決策提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持?！?/p>

2014-11-16

范琳，女，漢族，河北省崗南水庫管理局，工程師。

尚瑞朝，男，漢族，河北省水利技術(shù)試驗推廣中心，工程師。