摘要：用水利工程仿真模擬設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)軟件建立真實(shí)三維地形地貌模型（DTM）及三維地質(zhì)模型（DGM）并行三維水工設(shè)計(jì)（大壩模型、強(qiáng)度計(jì)算等） 建立整個(gè)水利水電系統(tǒng)模型（包括壩體、導(dǎo)流洞、泄洪洞、地下廠房等建筑以及與此相關(guān)聯(lián)的設(shè)備、管線的布置）工程概預(yù)算三維工程施工仿真及工程監(jiān)控在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)上完成以上功能，涵蓋從草圖設(shè)計(jì)到工程完工全過程，滿足虛擬設(shè)計(jì)/虛擬制造的要求。

　　關(guān)鍵詞：3S技術(shù) autoCAD DTM DGM 地質(zhì)、地形勘測(cè) 環(huán)境及水庫(kù)分析

　　一、引言

　　水利工程仿真模擬設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)軟件采用多專業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)軟件，在同一數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)下，能解決三維地址地形建模（DTM）與地質(zhì)建模（DGM）、大壩選址、水工設(shè)計(jì)、土建施工、機(jī)電安裝等一系列關(guān)鍵問題，在很大程度上提高仿真精度和時(shí)間的要求，完成覆蓋軟件生命周期的全過程，達(dá)到減少設(shè)計(jì)周期、加深設(shè)計(jì)深度、提高設(shè)計(jì)質(zhì)量、控制成本及提高企業(yè)革新等目的。

　　二、理論分析與設(shè)計(jì)

　　（一）目前水利工程仿真模擬設(shè)計(jì)軟件發(fā)展?fàn)顩r：

　　1. 自20世紀(jì)80年代以來，已經(jīng)出現(xiàn)了圖形級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)，如PHIGS，GKS；圖形交換級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)，CGI，IGES以及近年來正在不斷完善的STEP等。STEP標(biāo)準(zhǔn)覆蓋了整個(gè)軟件生命周期的數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)協(xié)同設(shè)計(jì)，并行施工，集成制造等具有重要意義。

　　2. 智能化是又一特點(diǎn)，它首先體現(xiàn)在把設(shè)計(jì)領(lǐng)域的專家知識(shí)和工程技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)融入到CAD系統(tǒng)中，使之成為可以繼承的知識(shí)庫(kù)；其次是其本身的智能化，如人機(jī)接口，數(shù)據(jù)采集，自動(dòng)精模，方案選優(yōu)，仿真模擬以及多媒體技術(shù)應(yīng)用等等。

　　3. 集成化是一大發(fā)展趨勢(shì)，一方面CAD技術(shù)與CAPP（計(jì)算機(jī)輔助工藝流程規(guī)劃），CAM（計(jì)算機(jī)輔助制造）以及MIS（管理信息系統(tǒng)），PDM（產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理），MRP（制造資源管理）等系統(tǒng)相集成。另一方面隨著當(dāng)前全球化發(fā)展，使得人們?cè)趇nternet上構(gòu)造CAD/CAM集成化成為可能。

　　4. 科學(xué)計(jì)算可視化，虛擬設(shè)計(jì)，虛擬制造技術(shù)是設(shè)計(jì)人員進(jìn)行對(duì)產(chǎn)品的時(shí)間操作，以及進(jìn)行各種模擬實(shí)驗(yàn)分析，可以及早看見產(chǎn)品外型，從而可以幫助設(shè)計(jì)多方位地觀察與平審設(shè)計(jì)成果。

　?。ǘ┧こ谭抡婺M設(shè)計(jì)軟件概念：

　　就是利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)有力的計(jì)算功能與有效的圖形處理能力，來直觀，智能的輔助過程設(shè)計(jì)人員進(jìn)行過程設(shè)計(jì)與分析的一種技術(shù)。它同時(shí)實(shí)現(xiàn)過程的可視化與智能化。它包括工程設(shè)計(jì)條件可視化（地質(zhì)，水文，地形，樞紐布置及施工條件等可視化），設(shè)計(jì)建?？梢暬?jì)算分析過程可視化與成果設(shè)計(jì)可視化（三維真實(shí)感圖形顯示及空間數(shù)據(jù)的圖表，文擋輸出）。

　?。ㄈ┧こ谭抡婺M設(shè)計(jì)軟件目標(biāo)：

　　力求把水利工程的設(shè)計(jì)、管理主要涉及到的水文泥沙、地質(zhì)、地表（含規(guī)劃、環(huán)保）、水工、施工、機(jī)電等專業(yè)的設(shè)計(jì)工作的過程、相互之間的關(guān)系和結(jié)果通過先進(jìn)的計(jì)算機(jī)平臺(tái)及輔助設(shè)備以可視化的形式展現(xiàn)出來，達(dá)到虛擬設(shè)計(jì)/虛擬制造的目的。協(xié)同設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)是建立一個(gè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)，包括地質(zhì)地形的空間數(shù)據(jù)、水工建筑物（大壩、廠房等）的三維實(shí)體數(shù)據(jù)、施工計(jì)劃組織的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)以及真實(shí)條件下的計(jì)算機(jī)仿真和實(shí)時(shí)渲染數(shù)據(jù)等。與以前的技術(shù)不同，由于建立在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)之上，任何修改都將及時(shí)地反饋給整個(gè)工程的相關(guān)部門和人員（權(quán)限許可），并及時(shí)地通過三維圖形的方式展現(xiàn)出來。虛擬設(shè)計(jì)/虛擬制造技術(shù)的應(yīng)用和實(shí)時(shí)仿真完全不同于以前的動(dòng)畫渲染，它是滿足設(shè)計(jì)詳細(xì)要求的具體施工計(jì)劃的真實(shí)三維顯示。

　　（四）水利工程仿真模擬設(shè)計(jì)軟件需要解決的問題：

　　1. 地質(zhì)、地形勘測(cè)

　　2. 環(huán)境及水庫(kù)分析

　　3. 水工建筑物及樞紐設(shè)計(jì)

　　4. 施工組織設(shè)計(jì)

　　5. 機(jī)電設(shè)計(jì)

　　6. 工程概預(yù)算

　　7. 工程監(jiān)測(cè)