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三维可视化水利综合态势
易百纳技术社区 可视化鲸鱼 2021-11-22 17:37:10

水利兴,五谷丰。水利作为国民经济稳定和谐的重要部分,不仅有防洪减灾、农业灌溉、城市供水调水、渔业外贸、旅游航运、生态环境等综合应用,水电资源也是至关重要的可持续能源之一。大坝与水库、水电站等水利枢纽相辅相成稳定着城市发展。而随着信息化的发展,结合物联网、5G、大数据等新兴技术形式的智慧水电站、智慧大坝应用,也给传统水利行业提供更大的价值体现,提升产业全面感知、共享整合、智慧管理。

今天将利用 Hightopo 的 HT 搭建出一个水墨风的山水大坝 3D 可视化场景。通过三维建模,多种角度直观展示大坝主体、厂房、船闸、升船机、发电机组、闸门泄水建筑物等重点管理对象的运行态势,实现水利管理综合运营态势一屏掌握。

不同于以往的科幻风格的数字孪生作品,本次大坝可视化项目采用水墨画加古典音乐的诗画风格,将严肃枯燥的工程项目,通过意境深远的传统水墨画来呈现,让用户过目不忘、印象深刻。

页面初始化加载伴随雨声,燕鸣,绘画出一副山水交错的水墨风大坝。

漫游巡检

通过三维引擎对大坝 360 度全景浏览,以场景中鹤的飞行视角实现虚拟巡检漫游整个水利设备。

安全监测数据可视化

大坝安全监测主要分为渗流、内部、环境量以及变形监测。监测仪器主要包括位移计、渗压计、应力计等。监测数据分为:不具有方向性的标量信息;包括上下游、左右岸以及坝体垂直方向的矢量信息。

监控指标主要包括变形、应力、渗流量等,其中可以依据水工建筑物手册确定大坝安全系数,拟定应力预警值;再结合典型大坝渗流分析结果拟定渗流量的监控预警值。

视频监控数据深度集成

HT 是基于 HTML5 标准的组件库,可以无缝结合 HTML5 各项多媒体功能,支持集成各类视频资源形成统一的视频访问平台,可在二三维态势地图上标注摄像头对象,并关联其视频信号源,可以通过在场景交互来调取相应监控视频。

水情监测可视化

支持集成各类监测系统数据,基于地理信息系统(Geographic Information System,GIS),直观展示自建、报汛和共享水雨情测报站点等要素的分布、覆盖面积、类型和监测信息,结合专业分析预测模型,对流量、流速、降雨(雪)、蒸发、泥沙、冰凌、墒情、水质等水情参数进行多维度分析,对异常水情进行可视化预警告警,辅助用户及时掌握水情动态,提升对水害事故应急相应效率。

场景交互切换

通过拖拉场景左侧的截洪控制面板,可控制闸门开度,实现改变场景中闸口水流流速效果。

通过点击水工建筑物,可切换视角至大坝不同设备,更加直观、具体的展示大坝场景。

通过点击燕子可控制背景音乐,默认播放状态下,燕子在面板上方跳舞,点击暂停背景音乐,燕子也将暂停。

价值体现
大坝安全监测至关重要,通过 HT 可视化,运维管理人员可直观具体的获取一手资料,分析大坝及基岩的运行状态,掌握大坝的工作形态,评价大坝安全状况,发现大坝异常提供依据。图扑软件的 HT 可视化可帮助用户清晰、快速的定位监测仪器设施,及时获取相关测点的监测基础信息。

BIM 建模和模型轻量化

三维大坝实体建模的主要依据是大坝设计图纸。由于大坝监测信息三维可视化展示应用对大坝结构建模的要求不高,并且考虑 BIM 模型文件一般较大,不利于直接在浏览器中运行,Hightopo 的三维可视化都是经过设计师采用轻量化建模的方式所搭建的场景,模型效果主要以贴图进行呈现,结合 HT 引擎强大的渲染能力,保证场景在 Web 中高效流畅地加载运行并保证场景优秀的可视化效果。

除此之外,可采用基于点云数据来获取大坝及周边详细地理环境信息,完善有缺失的部分模型,以提高模型的精确度。若有 BIM 模型的需求,HT 提供了 BIM 模型转 HT 图元的功能,可对 BIM 文件做轻量化处理,确保其加载的流畅度。

HT 与 GIS 的结合

GIS 通过叠加融合倾斜摄影数据、三维模型数据、BIM 数据等多源数据,提供了更多的地形、建筑、设施等信息。GIS 可将现实世界中对象的空间位置与相关属性有机结合起来,从而为空间决策提供技术支持,实现可视化表达。HT 提供 GIS 整合等相关服务,实现对大坝地形场景数据的三维展示,进一步助力水利大坝工程的可视化进程。

通过 HT 三维可视化和信息技术在水利、电力、能源等领域的推广和应用,将为行业运维管理带来极大的便利,数字孪生技术将帮助优化管理流程、提升管理质量、并形象生动的展示数据。

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