洪水淹没预报的虚拟仿真表达

为了模拟河道洪水的淹没过程,开发了淹没信息的综合表达式。以哈尔滨城市防洪为例,建立了河道地形三角网的和网格拓扑关系,提出了堤防工程模拟的网格修正方法。运用水动力学模型计算水面线。采用左右三角形算法,实现淹没面搜索。基于三维图形引擎Open Scene Graph,建立了研究区域的三维虚拟环境。实现了将地理环境、洪水淹没区域、淹没程度与水深分布等多种信息的三维虚拟环境的综合表现。因而,该成果可用于洪水预报。     

基于GIS的洪水淹没场景三维可视化研究

通过对研究目标的可视化需求分析,对研究区域开展了包括流域三维地形仿真、洪水演进模拟的三维可视化研究,揭示洪水的运动规律.以GIS技术为基础,基于二维浅水方程,采用有限体积法,建立洪水演进数学模型,并将其制成动态链接库,通过编程调用该库实现洪水淹没分析功能,计算出给定水位下的洪水淹没面积和水量;采用面向对象的编程语言C#,结合ArcEngine组件库,开发了黄河东平湖洪水淹没场景三维可视化系统,并成功应用于东平湖蓄滞洪区的洪水计算中.     

基于delaunay三角网的三维地形可视化仿真

针对在三维地形处理领域中存在的地形数据冗余,可视化处理效率不高,真实感效果不强的问题,提出一种基于delaunay三角网的三维地形生成技术及可视化仿真处理的方法。该方法将DEM数据转化为TIN数据,然后用改进的delaunay算法将TIN数据生成三角网来模拟地形。最后经过纹理映射,光照及渲染,生成具有真实感的三维地形。同时给出了运用VC＋＋和OpenGL实现的三维真实感地形可视化仿真软件。仿真试验表明：该方法能快速的处理地形高程数据,得到了直观的真实感较强的三维地形模型。     

基于混合DEM数据存储结构的三维地形可视化

为了解决三维地形可视化中的海量数据快速高精度渲染问题,基于创建三维地形所使用的两种主要数字高程模型TIN（Triangulated Irregular Network）和GRID,研究了模
型采样点的分布特征、各自优缺点以及存储数据结构,给出了构建混合DEM（Digital Elevation Models）模型的方法,详述了构建混合模型,计算地形复杂度的方法,混合模型的数据结构及三角网生成算法。通过实验说明了混合模型用于三维地形可视化的优势。     

高填方渠道溃堤洪水三维风险图研究

目前的风险图绘制研究中,洪水淹没计算多基于一、二维数值模拟,洪灾风险分析较少考虑地形危险性,未能真实反映复杂下游区域洪水淹没情况及洪灾风险分布.因此,本文提出基于三维数值模拟和数据场耦合的高填方渠道溃堤洪水风险图分析方法.首先,建立耦合VOF法的SST k-ω三维溃堤洪水演进数学模型,该模型结合了k-ω和k-ε模型的优势,增加了交叉扩散项,考虑了剪切应力的输送过程,能更精细地模拟湍流过程;其次,基于三维溃堤洪水淹没计算,引入数据场模型,考虑区域地形与洪水各灾情信息的综合风险,绘制三维洪水风险图,并与二维洪水风险图相结合,实现洪灾风险分布的详细、直观表达.以某高填方渠道为例,阐述了风险图绘制方法,分析了溃堤洪水的风险分布特征.     

基于ArcGIS的建筑群三维可视化研究

建筑群可视化模拟通过三维可视化场景实现建筑群景观及信息的动态交互管理以及浏览查询,从而在时间和空间上延伸现实中的建筑群环境,常规规划管理很难解决的一些问题可以通过GIS提供的空间管理和空间分析功能去解决,从而弥补传统规划管理功能的不足,使规划管理过程的全面信息化最终得以实现,以提高科研、管理以及规划质量。该文运用地理信息系统、可视化等相关理论,以某建筑群CAD图作为基础数据源,运用ArcGIS软件建立空间数据库,并借助ArcGIS的3D Analyst扩展模块创建表面模型(如TIN),通过ArcScene的空间功能、三维编辑及漫游模拟和分析三维景观,构建了某建筑群的三维场景和三维地物模型,实现了某建筑群的三维可视化。     

高陂水利枢纽超蓄淹没动态模拟及实景三维可视化

为研究水库洪水调度情况下的超蓄淹没风险,以韩江高陂水利枢纽为研究对象,基于二维浅水波方程和Villemonte堰流公式构建了库区超蓄淹没模型,模型合理可靠。考虑实际来水和调度方案的不确定性,模型中引入来水、调度方案等动态因子,实现了高陂水利枢纽超蓄淹没风险动态分析模型,并基于三维实景建模技术,实现了任意来水、调度方案下的超蓄淹没三维可视化模拟展示。研究成果可为高陂库区超蓄淹没风险预警预报、水库调度运行、避洪转移、防洪措施制定完善等工作提供决策支撑,也可为其它水库提供借鉴作用。     

GIS中三维可视化的模型构造及算法设计研究

分析实现真三维GIS的技术难点，从2．5维GIS可视化基础出发，选用TIN模型作为地形可视化的数据模型，介绍了程序中所采用的TIN模型的拓扑数据结构，并以凸壳技术和Bowyer—Watson算法的思想为基础，实现一种由任意离散点生成Delaunay三角网格的算法。     

水利水电工程三维数字地形建模与分析

以锦屏一级水电工程为例，分别利用Delaunay算法和多细节层次技术实现了坝区地形TIN模型和施工总布置区域巡航所需的多分辨率地形模型。并根据三维地质建模的特殊需要，引入了NURBS技术对TIN地形模型进行了简化，所获得的NURBS地形模型不仅存储量小，精度损失低，而且易于图形操作运算，便于可视化分析，满足多方面的要求。该模型的实现与成功应用，在很大程度上推动了水利水电工程向着数字化、可视化和智能化的方向发展。     

基于气象水文水动力耦合模型的流域尺度洪水预报方法： 以北江流域为例

针对中小流域目前径流和淹没预报难度较大且精度偏低的问题,本文以北江流域为研究对象,构建降雨径流-洪水淹没模型。在非耦合情况下,基于WRF-Hydro模式构建北江流域水文模型,通过对主要参数率定,优化了WRF-Hydro水文模型,模拟了流域的产流、汇流等水循环关键要素。在耦合情况下,将WRF-Hydro模式模拟的径流过程作为CaMa-Flood模型的边界条件,从而实现对整个流域的洪水淹没模拟。研究结果表明：在经过参数率定的WRF-Hydro水文模型中,针对验证期的5场典型洪水事件,皮尔逊相关系数均高于0.8,纳什效率系数在0.52至0.71之间,在预报期的三个洪水事件中,洪峰的平均误差为22.2％。在水文水动力模型耦合后,能够准确地捕捉洪水淹没与降雨强度、洪水流量变化之间的关系,进而提供洪水发生后洪泛区的淹没深度和范围等关键信息。本文构建的降雨径流-洪水淹没模型能够适用于地形复杂、降雨时空分布不均匀的北江流域,为类似半湿润流域的洪水预报提供了有益参考,同时也为水文水动力模型耦合的研究奠定了基础。     

燕子河流域洪水演进数值模拟

为了对中小河流流域洪水风险进行预测分析，以山东省临沂市燕子河流域为研究对象，利用水动力学模型对洪水演进进行数值模拟；采用MIKE 11软件建立一维水动力学模型，分别模拟洪水重现期为5、 10、 20、 50、 100 a的河道洪水演进过程；利用MIKE 21软件对燕子河防洪保护范围构建二维模型；利用MIKE FLOOD软件侧向耦合一、二维模型，模拟不同洪水重现期洪水从河道漫溢至岸边的演进过程，对模拟结果进行分析，得到洪水的淹没范围、水深、流速等信息。结果表明：洪水重现期为5、 10、 20、 50、 100 a时洪水淹没范围分别为0、 4.09、 7.59、 13.87、 18.44 km²,最大淹没深度分别为0、 4.56、 5.46、 6.20、 6.49 m,洪水最大流速分别为0、 3.04、 3.58、 3.98、 4.70 m/s;罗庄区西陆庄村、为儿桥村以及兰陵县西庄村、松山东村等村落为淹没风险较大区域。     

三维地形支撑的不规则动态水面模拟方法

在传统三维地形中,水面以纹理贴图的方式表示,该方法表示的水面是静态的,不能满足各应用场景对动态水面的需求,文章针对这一问题提出三维地形支撑的不规则动态水面模拟方法。该方法采用动态水面替换原有静态纹理水面,分析深水区与浅水区水面的波动模型,在水面边界的约束下以叠加Gerstner波的方式实现水面的动态效果,获得具有较好视觉效果的动态水面和与地形完美结合的场景。实验结果表明,该方法能够实现各种不规则动态水面,做到形状定制,且与三维地形完美结合,较大幅度地提升了三维地形中水面动态特征的表现力,增强了场景真实感,具有良好的用户体验。     

黄河下游花园口至艾山河段滩区洪水漫滩风险度评估研究

利用Delft3D模型,模拟黄河下游滩区洪水漫滩过程,获取漫滩范围和洪水淹没水深等洪水致灾参数.基于地形和防洪条件,划分洪水漫滩淹没单元,参考联合国灾害风险评价指标体系,结合对各淹没单元的危险度和易损度评估,得到不同洪水量级下各淹没单元的洪水漫滩风险度空间分布.结果表明,占滩区总面积近50％的淹没单元的洪水漫滩风险等级...     

ERDAS的三维地形可视化及其应用

三维地形可视化是三维GIS中的重要内容,本文分析了实现三维地形可视化的主要方法和流程．同时,以岳池县顾县镇为例,将该镇地形图中的高程点文件转换为IMG格式的DEM文件,然后与含有该区域的TM影像图进行叠加,从而实现了三维地形的可视化：并在此基础上对其应用——三维飞行和洪水淹没区的建立及分析进行了研究;最后总结了本次研究中所遇到的问题及所取得的成果．     

利用数字化地形图构建三维地形模型

为了解决在多山地区地形三维建模过程中数据采集难度较大的问题,采用格网地形建模方法,充分利用该地区已有的数字化地形图,结合格网法地形建模的数据结构简单,数据存储量小等优点,研究提出了一种地形三维建模方法．并实现模型的可视化。研究结果表明:利用数字化地形图来替代传统的地形三维建模的数据获取方法,有助于快速、高效地构建多山地区的地形三维模型。     

基于DEM的汇水分析研究

针对基于TIN数据结构的汇水淹没分析存在地形因子计算难以实现、数据处理时间较长等缺点,选择利用规则格网数据结构,能够容易实现地形因子计算,准确得到水流网络图,经与实际研究区域对比,证明了其可行性和正确性.     

Web地形服务初探

分析了数据互操作在GIS发展中的重要意义和地形可视化服务重要作用,阐述了WTS的规范和数据发布流程,并遵照WTS利用.net技术和TIN地形构建原理开发了一个网络地形可视化系统原型,实现WTS空间数据互操作规范.     

矿体三维可视化建模技术

回顾了矿山数字化建设的关键技术之一的矿体三维可视化建模的相关工作,包括主要的矿体三维模型、数据插值技术;给出了矿体三维建模可以考虑的三个维度:模型构成元素、存储的数据类型和构成元素的形状,由这三个维度可以组合出满足需要的模型;提出了适合于基于钻孔数据的矿体三维建模的可裁减的集成的断面-不规则三角网(TIN)-广义三棱柱模型(GTP),它可以方便地利用钻孔数据构造矿体断面,然后利用TIN连接相邻断面形成矿体线框模型,利用GTP表示矿体内部结构;并给出了矿体三维可视化建模技术需要进一步研究的问题.     

基于数值模拟的注浆过程三维动态可视化

数值模拟是研究注浆过程的重要手段之一,但是数值模拟无法动态展示注浆全过程.为解决这一问题,本文对注浆全过程进行三维动态可视化,从而使得"不可见"的注浆过程变得"可见",为注浆工程质量管理提供强有力的技术支持.基于耦合FVM法的混合模型,本文对注浆全过程进行了三维数值模拟,得到了注浆浆液时空分布规律;结合TIN算法、边界表达技术和NURBS简化技术,建立了注浆区域内的工程地质三维统一模型;基于数值模拟成果和工程地质三维统一模型,本文应用网格曲面重建技术、虚实耦合技术、纹理映射技术对注浆全过程进行三维动态可视化.工程实例研究表明三维可视化方法能真实、直观地反映注浆过程中浆液的扩散变化过程.     

基于ArcGIS不规则三角网的三维建模与坡度分析

探讨ArcGIS平台下建立不规则三角网(TIN)的特点和方法,以及在实际工作中的实现步骤。实现三维建模的可视化展示,并利用不规则三角网(TIN)的进行坡度分析,为土地规划利用提供依据。