依蘭航電樞紐區(qū)段洪水數(shù)值模擬與可視化研究.pdf

1、洪水是人類面臨的主要自然災害之一，防洪直接關系到國家和地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展與社會安定。松花江流域是我國洪澇災害較為嚴重的地區(qū)之一，對該流域內(nèi)洪水過程進行數(shù)值模擬，并以相關技術手段實現(xiàn)洪水過程計算成果的可視化，可以為該流域的防洪預警和防洪決策提供技術支撐。
　　本文以交通運輸部西部交通信息化建設項目“依蘭航電樞紐工程動態(tài)監(jiān)測關鍵技術及示范”為依托，面向松花江依蘭航電樞紐區(qū)段洪水演進模擬分析問題，基于Mike軟件與GIS系統(tǒng)，針對Mike軟

2、件建模過程復雜、計算結(jié)果無法與研究區(qū)段建筑物及自然環(huán)境融合、直觀性稍差等不足，將GIS系統(tǒng)的三維可視化技術應用于洪水數(shù)值模擬成果的二次開發(fā)，開展松花江依蘭航電樞紐區(qū)段洪水數(shù)值模擬與可視化方法的研究。
　　具體研究內(nèi)容如下：
　?。?）分析國內(nèi)外洪水數(shù)值模擬與可視化技術的研究現(xiàn)狀及成果，闡述數(shù)字地形及洪水數(shù)值模擬可視化問題的基本原理，研究可視化系統(tǒng)的基礎——組件式三維可視化模塊、可視化系統(tǒng)基本框架。利用現(xiàn)有資料對松花江依蘭航電

3、樞紐區(qū)段進行水文分析，確定設計洪水及水位~流量關系曲線。
　?。?）研究基于GIS和CAD的異比例尺、異坐標系數(shù)據(jù)源模型建立方法與技術流程，解決數(shù)字地形生成過程中數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化、參數(shù)的選取等相關問題。提出系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法，利用此方法處理的數(shù)據(jù)成果，可用于洪水數(shù)值模擬、洪水動態(tài)可視化場景的構(gòu)建。
　?。?）基于數(shù)字地形處理方法的研究成果，在Mike軟件中建立幾何模型、率定糙率、確定邊界條件，展開洪水數(shù)值模擬分析方法研究。模擬松花江

4、干流及牡丹江來洪，確定淹沒范圍、淹沒歷時、淹沒水深、水流速度等要素，進行不同工況的洪水數(shù)值模擬分析，提取洪水過程三維可視化所需數(shù)據(jù)。
　　（4）開展航電樞紐建筑物三維模型構(gòu)建、航電樞紐總平面三維場景融合以及系統(tǒng)平臺開發(fā)關鍵技術的研究。建立基于GIS理論、3Ds Max和CityEngine的三維場景構(gòu)建方法，研究三維場景融合及優(yōu)化方法，解決可視化系統(tǒng)開發(fā)過程中三維場景可視化、二維信息實時同步顯示、場景水流動態(tài)可視化等相關問題。完成