水利興，五谷豐,。水利作為國民經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定和諧的重要部分,，不僅有防洪減災(zāi)、農(nóng)業(yè)灌溉,、城市供水調(diào)水,、漁業(yè)外貿(mào)、旅游航運(yùn),、生態(tài)環(huán)境等綜合應(yīng)用,，水電資源也是至關(guān)重要的可持續(xù)能源之一。大壩與水庫,、水電站等水利樞紐相輔相成穩(wěn)定著城市發(fā)展,。而隨著信息化的發(fā)展，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng),、5G,、大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)形式的智慧水電站、智慧大壩應(yīng)用,，也給傳統(tǒng)水利行業(yè)提供更大的價(jià)值體現(xiàn),，提升產(chǎn)業(yè)全面感知、共享整合,、智慧管理,。

　　今天將利用 Hightopo 的 HT 產(chǎn)品搭建出一個(gè)水墨風(fēng)的山水大壩 3D 可視化場景。通過三維建模,，多種角度直觀展示大壩主體,、廠房、船閘,、升船機(jī),、發(fā)電機(jī)組、閘門泄水建筑物等重點(diǎn)管理對象的運(yùn)行態(tài)勢,，實(shí)現(xiàn)水利管理綜合運(yùn)營態(tài)勢一屏掌握,。

　　效果展示

　　不同于以往的科幻風(fēng)格的數(shù)字孿生作品,，本次大壩可視化項(xiàng)目采用水墨畫加古典音樂的詩畫風(fēng)格，將嚴(yán)肅枯燥的工程項(xiàng)目,，通過意境深遠(yuǎn)的傳統(tǒng)水墨畫來呈現(xiàn),，讓用戶過目不忘、印象深刻,。

　　頁面初始化加載伴隨雨聲,，燕鳴，繪畫出一副山水交錯(cuò)的水墨風(fēng)大壩,。

　　系統(tǒng)分析

　　HT 三維可視化技術(shù)采用 B/S 架構(gòu),，經(jīng)過模型輕量化處理后，用戶無需再花費(fèi)高價(jià)錢去采購高性能的圖形工作站來支撐三維可視化系統(tǒng),。用戶通過 PC,、 PAD 或是智能手機(jī)，只要打開瀏覽器可隨時(shí)隨地訪問三維可視化系統(tǒng),，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)查和管控,。支持 VR、手持或固定觸控終端等多種控制設(shè)備,，輕松對顯示內(nèi)容集中控制,，實(shí)現(xiàn)可視化對象瀏覽、點(diǎn)選,、篩選,、圈選、地圖平移放縮等功能,。

　　漫游巡檢

　　通過 HT 三維引擎對大壩 360 度全景瀏覽,，以場景中鶴的飛行視角實(shí)現(xiàn)虛擬巡檢漫游整個(gè)水利設(shè)備。

　　安全監(jiān)測數(shù)據(jù)可視化

　　大壩安全監(jiān)測主要分為滲流,、內(nèi)部,、環(huán)境量以及變形監(jiān)測。監(jiān)測儀器主要包括位移計(jì),、滲壓計(jì),、應(yīng)力計(jì)等。監(jiān)測數(shù)據(jù)分為：不具有方向性的標(biāo)量信息,；包括上下游,、左右岸以及壩體垂直方向的矢量信息,。

　　監(jiān)控指標(biāo)主要包括變形,、應(yīng)力、滲流量等,，其中可以依據(jù)水工建筑物手冊確定大壩安全系數(shù),，擬定應(yīng)力預(yù)警值,；再結(jié)合典型大壩滲流分析結(jié)果擬定滲流量的監(jiān)控預(yù)警值。

　　視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)深度集成

　　HT 是基于 HTML5 標(biāo)準(zhǔn)的組件庫,，可以無縫結(jié)合 HTML5 各項(xiàng)多媒體功能,，支持集成各類視頻資源形成統(tǒng)一的視頻訪問平臺，可在二三維態(tài)勢地圖上標(biāo)注攝像頭對象,，并關(guān)聯(lián)其視頻信號源,，可以通過在場景交互來調(diào)取相應(yīng)監(jiān)控視頻。

　　水情監(jiān)測可視化

　　支持集成各類監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù),，基于地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System,，GIS），直觀展示自建,、報(bào)汛和共享水雨情測報(bào)站點(diǎn)等要素的分布,、覆蓋面積、類型和監(jiān)測信息,，結(jié)合專業(yè)分析預(yù)測模型,，對流量、流速,、降雨（雪）,、蒸發(fā)、泥沙,、冰凌,、墑情、水質(zhì)等水情參數(shù)進(jìn)行多維度分析,，對異常水情進(jìn)行可視化預(yù)警告警,，輔助用戶及時(shí)掌握水情動(dòng)態(tài)，提升對水害事故應(yīng)急相應(yīng)效率,。

　　場景交互切換

　　通過拖拉場景左側(cè)的截洪控制面板,，可控制閘門開度，實(shí)現(xiàn)改變場景中閘口水流流速效果,。

　　通過點(diǎn)擊水工建筑物,，可切換視角至大壩不同設(shè)備，更加直觀,、具體的展示大壩場景,。

　　通過點(diǎn)擊燕子可控制背景音樂，默認(rèn)播放狀態(tài)下,，燕子在面板上方跳舞,，點(diǎn)擊暫停背景音樂，燕子也將暫停,。

　　價(jià)值體現(xiàn)

　　大壩安全監(jiān)測至關(guān)重要,，通過 HT 可視化,，運(yùn)維管理人員可直觀具體的獲取一手資料，分析大壩及基巖的運(yùn)行狀態(tài),，掌握大壩的工作形態(tài),，評價(jià)大壩安全狀況，發(fā)現(xiàn)大壩異常提供依據(jù),。圖撲軟件的 HT 可視化可幫助用戶清晰,、快速的定位監(jiān)測儀器設(shè)施，及時(shí)獲取相關(guān)測點(diǎn)的監(jiān)測基礎(chǔ)信息,。

　　BIM 建模和模型輕量化

　　三維大壩實(shí)體建模的主要依據(jù)是大壩設(shè)計(jì)圖紙,。由于大壩監(jiān)測信息三維可視化展示應(yīng)用對大壩結(jié)構(gòu)建模的要求不高，并且考慮 BIM 模型文件一般較大,，不利于直接在瀏覽器中運(yùn)行,，Hightopo 的三維可視化都是經(jīng)過設(shè)計(jì)師采用輕量化建模的方式所搭建的場景，模型效果主要以貼圖進(jìn)行呈現(xiàn),，結(jié)合 HT 引擎強(qiáng)大的渲染能力,，保證場景在 Web 中高效流暢地加載運(yùn)行并保證場景優(yōu)秀的可視化效果。

　　除此之外,，可采用基于點(diǎn)云數(shù)據(jù)來獲取大壩及周邊詳細(xì)地理環(huán)境信息,，完善有缺失的部分模型，以提高模型的精確度,。

　　若有 BIM 模型的需求,，HT 提供了 BIM 模型轉(zhuǎn) HT 圖元的功能，可對 BIM 文件做輕量化處理,，確保其加載的流暢度,。

　　HT 與 GIS 的結(jié)合

　　GIS 通過疊加融合傾斜攝影數(shù)據(jù)、矢量數(shù)據(jù),、三維模型數(shù)據(jù),、BIM 數(shù)據(jù)等多源數(shù)據(jù)，提供了更多的地形,、建筑,、設(shè)施等信息。GIS 可將現(xiàn)實(shí)世界中對象的空間位置與相關(guān)屬性有機(jī)結(jié)合起來,，從而為空間決策提供技術(shù)支持,，實(shí)現(xiàn)可視化表達(dá)。HT 提供 GIS 整合等相關(guān)服務(wù),，實(shí)現(xiàn)對大壩地形場景數(shù)據(jù)的三維展示,，進(jìn)一步助力水利大壩工程的可視化進(jìn)程。

　　總結(jié)

　　通過 HT 三維可視化和信息技術(shù)在水利,、電力,、能源等領(lǐng)域的推廣和應(yīng)用,，將為行業(yè)運(yùn)維管理帶來極大的便利,，數(shù)字孿生技術(shù)將幫助優(yōu)化管理流程,、提升管理質(zhì)量、并形象生動(dòng)的展示數(shù)據(jù),。