防汛抗旱三維電子沙盤建設涉及到哪些技術？

發布日期：2018-10-30 00:00 浏覽量：8257

自古以來(lái)，沙盤就被廣泛應用(yòng)在諸多(duō)領域，如軍事、教學、旅遊等。傳統的(de)沙盤大(dà)多(duō)是實物(wù)沙盤，占地面積大(dà)，攜帶不方便，表現方式單一，所以，難以适應當前科學管理(lǐ)和(hé)規劃決策的(de)要求。近幾年來(lái)，随著(zhe)我國社會經濟的(de)迅速發展，信息技術在人(rén)們的(de)日常生産及生活中得(de)到了(le)越來(lái)越廣泛的(de)應用(yòng)，于是信息技術在水(shuǐ)利工程中的(de)應用(yòng)逐漸引起了(le)各企業及國家相關部門的(de)重視。

防汛抗旱工作是水(shuǐ)利工程中的(de)重要内容，把圖形技術、網絡技術、地理(lǐ)信息技術等先進的(de)技術手段對(duì)防汛抗旱工作進行管理(lǐ)，可(kě)在很大(dà)程度上對(duì)防洪抗旱的(de)規劃、決策、評價與管理(lǐ)提供有效的(de)參考依據，從而可(kě)大(dà)力促進水(shuǐ)利工程的(de)建設與發展。那麽，三維電子沙盤的(de)建設及其在防汛抗旱中的(de)應用(yòng)技術有哪些？

防汛抗旱三維電子沙盤建設概述

三維電子沙盤是一種先進的(de)技術，在防汛抗旱三維電子沙盤建設中，主要使用(yòng)遙感技術、海量數據管理(lǐ)技術、網絡通(tōng)訊技術、高(gāo)性能計算(suàn)機技術、虛拟現實技術以及三維地理(lǐ)信息系統等先進的(de)現代技術手段，通(tōng)過分(fēn)辨率不同的(de)遙感影(yǐng)像及比例尺不同的(de) DEM 地形數據來(lái)建立全國範圍内的(de)比例尺不同的(de)三維電子沙盤系統及網絡平台，從而對(duì)地面、地形及地貌的(de)實際情況進行直觀而形象的(de)表達。

将防洪抗旱專題信息矢量數據，三維電子沙盤平台場(chǎng)景建設和(hé)基礎地理(lǐ)信息進行有效結合，可(kě)對(duì)國内河(hé)流形态具體的(de)分(fēn)布情況、水(shuǐ)系分(fēn)布、防洪抗旱工程等相關信息進行直觀地展示。此外，對(duì)海量數據的(de)集成及開放系統進行合理(lǐ)利用(yòng)，還(hái)能使防汛抗旱的(de)預報預警信息、基本業務信息、支持決策信息以及減災防災信息進行綜合而系統的(de)管理(lǐ)，從而可(kě)在很大(dà)程度上爲防汛抗旱的(de)管理(lǐ)提供有效的(de)信息服務。

三維電子沙盤建設主要技術

1. 專用(yòng)數據庫技術

對(duì)于防汛抗旱工作而言，海量數據的(de)管理(lǐ)有著(zhe)非常重要的(de)意義，以數據庫方式對(duì)相關數據進行管理(lǐ)，可(kě)使整個(gè)沙盤平台系統從安全性、穩定性及可(kě)靠性方面得(de)到有效改善，而且還(hái)能對(duì)旱情、水(shuǐ)情、險情、工情等相關數據進行科學管理(lǐ)；專用(yòng)數據庫的(de)建設主要包括空間數據、數據庫部署、屬性數據關聯、數據庫訪問等内容，是三維電子沙盤建設的(de)重要基礎。

2. 海量數據處理(lǐ)技術

金字塔引擎技術是紋理(lǐ)動态載入技術、複雜(zá)消隐技術、内存數據組織技術、磁盤數據存儲技術、數據動态裝載與卸載技術、多(duō)分(fēn)辨率數據表現技術等多(duō)種海量數據處理(lǐ)技術的(de)集合，把它應用(yòng)在電子沙盤的(de)建設中，可(kě)對(duì)海量數據進行有效存取與管理(lǐ)，從而可(kě)使系統的(de)性能得(de)到有效提高(gāo)；海量數據處理(lǐ)技術主要包括水(shuǐ)利專題數據、基礎地理(lǐ)矢量數據、DEM數據、遙感影(yǐng)像等内容，是防汛抗旱三維電子沙盤建設的(de)基礎。

3. 影(yǐng)像處理(lǐ)技術

遙感影(yǐng)像中包含著(zhe)極其豐富的(de)信息資源，系統中主要所使用(yòng)的(de)遙感影(yǐng)像包括2.5m分(fēn)辨率的(de)SPOT 衛星數據、15m分(fēn)辨率的(de)ETM影(yǐng)像、30m分(fēn)辨率的(de)TM影(yǐng)像等。

涉及的(de)影(yǐng)像處理(lǐ)技術主要如下(xià)：

（1）影(yǐng)像糾正技術，其主要是對(duì)正射影(yǐng)像或DRG、控制點信息等參考數據對(duì)遙感影(yǐng)像的(de)變形情況進行處理(lǐ)，以使之得(de)到有效糾正；

（2）多(duō)源遙感影(yǐng)像配準技術，其主要以配準方式對(duì)分(fēn)辨率和(hé)來(lái)源都不同的(de)的(de)遙感影(yǐng)像進行處理(lǐ)；

（3）圖像處理(lǐ)技術，其主要對(duì)所收集到的(de)影(yǐng)像像進行色彩調整、批處理(lǐ)、多(duō)種圖像的(de)邏輯處理(lǐ)、格式轉換、多(duō)種濾波處理(lǐ)等；

（4）影(yǐng)像融合技術，此技術通(tōng)過多(duō)種信息的(de)互補性來(lái)使多(duō)源空間數據的(de)穩定性及綜合質量得(de)到一定改善與提高(gāo)，從而對(duì)地物(wù)進行有效識别，進而爲防汛抗旱工作的(de)決策提供依據。

4. 三維場(chǎng)景展示技術

（1）自動切換技術。

自動切換技術能夠根據信息内容的(de)不同，視野範圍的(de)不同，展示功能的(de)不同，清晰度與比例尺不同的(de)三維場(chǎng)景以較快(kuài)的(de)速度在系統中進行切換；

（2）自動飛(fēi)行技術。

三維電子沙盤能夠以數字方式實現三維的(de)空間場(chǎng)景，可(kě)通(tōng)過自動飛(fēi)行浏覽方式度水(shuǐ)利工程及空間場(chǎng)景的(de)相關信息進行動态展示，三維場(chǎng)景的(de)自動飛(fēi)行功能主要使用(yòng)動态的(de)控制技術進行有效實現，除此以外，系統的(de)建設還(hái)能根據原先設置的(de)路線以适當的(de)高(gāo)度與角度進行飛(fēi)行浏覽，還(hái)能對(duì)飛(fēi)行高(gāo)度和(hé)俯視角進行實時(shí)調整；

（3）分(fēn)層展示技術。

對(duì)三維電子沙盤進行建設時(shí)，需對(duì)防汛的(de)專題信息和(hé)基礎的(de)地理(lǐ)信息進行清楚的(de)展示，在分(fēn)層的(de)過程中，從局部區(qū)域開始，進行不同級别直接的(de)切換，或者全從景開始層層推進，以使之得(de)以逐層展示。

5. 虛拟現實技術

虛拟現實技術和(hé)傳統的(de)模拟技術的(de)區(qū)别在于，把仿真系統和(hé)模拟環境、視景系統進行有效結合，然後利傳感設備及顯示器把操作人(rén)員(yuán)和(hé)計算(suàn)機所生成的(de)三維虛拟環境進行聯結，從而生成逼真的(de)三維虛拟環境。

在三維電子沙盤建設中的(de)作用(yòng)是：以三維場(chǎng)景的(de)形式對(duì)水(shuǐ)流與河(hé)道形态進行清晰展示；建立防洪工程的(de)三維數字模型，并把之有序地疊放在三維場(chǎng)景中，從而能夠讀防洪工程的(de)地形地貌、整體布局及結構進行逼真而清晰的(de)展示。

6. 洪水(shuǐ)演進展示技術

通(tōng)過水(shuǐ)力學和(hé)水(shuǐ)文模型對(duì)水(shuǐ)情的(de)實際情況進行預警與模拟，可(kě)在很大(dà)程度上爲防汛抗旱工作提供有效依據，從而可(kě)減輕汛情和(hé)旱情對(duì)人(rén)們所帶來(lái)的(de)危害。

就現階段而言，雖然二維 GIS 模型對(duì)水(shuǐ)情與旱情的(de)展示已得(de)到一定發展，但是在空間上，洪水(shuǐ)在傳播的(de)過程中會和(hé)地形地貌有比較緊密的(de)聯系，這(zhè)樣就無法使用(yòng)二維 GIS 模型的(de)結果對(duì)洪水(shuǐ)受到地形地貌的(de)影(yǐng)響後的(de)傳播情況進行比較形象的(de)展示。而三維電子沙盤建設中，則可(kě)在三維場(chǎng)景中把水(shuǐ)動力學模型的(de)計算(suàn)結果進行比較直觀而清晰的(de)展示，從而可(kě)使防汛抗旱的(de)相關工作人(rén)員(yuán)及時(shí)掌握具體的(de)水(shuǐ)情與旱情，這(zhè)樣就能根據水(shuǐ)情、旱情的(de)查詢信息采取相應的(de)抗災減災措施。

綜上所述，就三維電子沙盤技術及其在防汛抗旱工作中的(de)應用(yòng)作了(le)相關分(fēn)析，以在一定程度上促進三維電子沙盤建設的(de)應用(yòng)與發展，并爲防汛抗旱工作的(de)開展提供參考。随著(zhe)信息技術的(de)進一步發展和(hé)電子沙盤信息的(de)不斷豐富和(hé)完善，防汛抗旱三維電子沙盤的(de)作用(yòng)日趨強大(dà)，應用(yòng)領域會越發廣泛。