堤防工程可視化建設(shè)管理系統(tǒng)應(yīng)用于洞庭湖的研究

陽軍

摘要：堤防工程施工線路長，做好堤防工程的建設(shè)管理不僅是一項復(fù)雜又重要的工作，還是提高管理水平、工程質(zhì)量的關(guān)鍵之所在。GIS作為近年發(fā)展起來的計算機與地學(xué)空間數(shù)據(jù)想結(jié)合起來的技術(shù)，既能夠滿足用戶對空間信息的掌握，又能很好的將位置與屬性關(guān)聯(lián)起來，實現(xiàn)可視化的管理與決策。本文結(jié)合GIS技術(shù)的優(yōu)良性質(zhì)，將其應(yīng)用于堤防工程建設(shè)管理中，結(jié)合地理信息系統(tǒng)和堤防工程的建設(shè)管理過程，基于VB語言，研究設(shè)計了適合于洞庭湖堤防工程的可視化建設(shè)管理系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：GIS；堤防工程；可視化；建設(shè)管理

0.引言

堤防工程作為一個系統(tǒng)工程，包括了進度，質(zhì)量，人員，合同，材料，機械，財務(wù)及文檔等方面內(nèi)容。自1982年云南布革水電站引水系統(tǒng)開建以來，我國多采用的是招標投標以及基于項目業(yè)主責(zé)任制的建設(shè)管理模式，項目法人建設(shè)管理制度經(jīng)過多年實踐與探索，已經(jīng)逐漸走向成熟，積累了多年寶貴管理經(jīng)驗，項目法人對水利工程的管理水平已經(jīng)達到一定的高度，從而有力地保障了公益性水利工程建設(shè)的質(zhì)量和進度。

近年來，水利信息化能夠帶動水利現(xiàn)代化，能促進我國水利行業(yè)的不斷發(fā)展，在這種思想的指導(dǎo)下，結(jié)合地理與計算機的產(chǎn)物GIS技術(shù)運用而生。水利工程的信息化逐漸進入到水利工程建設(shè)管理領(lǐng)域。

堤防工程作為線路較長的水利工程，其建設(shè)管理具有一定的復(fù)雜性，尋求技術(shù)以及計算機的輔助設(shè)計的方法是發(fā)展必然趨勢之所在。GIS作為近年發(fā)展起來的計算機與地學(xué)空間數(shù)據(jù)想結(jié)合起來的技術(shù)，既能夠滿足用戶對空間信息的掌握，又能很好的將位置與屬性關(guān)聯(lián)起來，實現(xiàn)可視化的管理與決策，使得堤防工程的管理更為直觀、嚴謹和系統(tǒng)。目前，GIS技術(shù)也有應(yīng)用于水利工程之中，主要有以下幾方面：（1）防洪減災(zāi)；（2）水資源管理；（3）水環(huán)境及水土保持。在水利工程建設(shè)管理方面的應(yīng)用主要集中在以下三個方面：（1）三維的可視化的動態(tài)模擬與顯示；（2）堤防位置的選擇及優(yōu)化應(yīng)用；（3）地理空間信息的疊加的分析；（4）影響范圍的確定；（5）堤防工程的開挖量及剖面分析；（6）水的淹沒分析；（7）交互式工程布置。

目前，堤防工程在建設(shè)管理過程中還存在問題，主要表現(xiàn)在體制和技術(shù)上。就體制上的問題而言，我國目前的項目法人管理制度上存在體制上的不足，主要表現(xiàn)為責(zé)任不清，規(guī)章制度不完整，權(quán)利與義務(wù)的不對等，部門利益傾向，監(jiān)理作用效果不好，招投標過于形式化。就技術(shù)上而言，首當(dāng)其沖的是項目法人對工程管理缺乏先進的管理方法和技術(shù)，項目法人往往是臨時成立的一個機構(gòu)，人員是由一些機構(gòu)臨時調(diào)入的，他們往往缺乏專業(yè)的素養(yǎng)。管理上自然也存在一些缺陷。工程建設(shè)上，項目的管理往往只是停留在紙面上，有的還包括現(xiàn)場查看，在工程開建之前，沒有對整個工程的實施進度，細節(jié)布置做一個全面的模擬，這就導(dǎo)致在建設(shè)過程中，往往是出現(xiàn)了問題才解決，這樣勢必會導(dǎo)致工程質(zhì)量不能保證，甚至造成工程的返工，延期等問題。為了解決這些問題，必須以先進的科學(xué)技術(shù)來支撐工程建設(shè)與管理。

1.基本概況

我縣地勢東北高，西南低，從東北向西南傾斜，海拔（吳淞）29-36米之間，最高點是黃山頭主峰，高程265.4米，垸內(nèi)最低點為珊珀湖湖底，高程25.3米。共有一線臨洪大堤393.188公里（占全省的八分之一，全市的五分之二），穿堤設(shè)施196處，電力外排機埠95處294臺50915千瓦。縣境內(nèi)8條主支洪道將全縣分割成五個堤垸即安澧垸、安昌垸、文化垸三個蓄洪垸，安造垸、安保垸兩個重點垸。全縣堤防長度情況如下：全縣共有一線臨洪大堤393.188公里（其中安保垸99.983公里，安造垸79.172公里，安澧垸68.599公里，安昌垸84.247公里，文化垸61.197公里）。

2.GIS與堤防工程建設(shè)管理結(jié)合研究

2.1 GIS技術(shù)特點

GIS作為一項較為新興的技術(shù)，具有以下特點：

（1）能夠采集，管理，分析和輸出地理信息，具有空間性和動態(tài)性；（2）基于計算機系統(tǒng)支持，能夠進行空間地理數(shù)據(jù)的管理，計算機程序模擬出常規(guī)或者專門地理分析方法，將模擬出來的方法應(yīng)用于空間數(shù)據(jù)上，利用產(chǎn)生出來的有用信息完成各項任務(wù)；（3）由于計算機系統(tǒng)的支持，使得地理信息系統(tǒng)能夠快速，精確，綜合的對復(fù)雜地理系統(tǒng)分析定位。

地理信息系統(tǒng)實為計算機軟硬件系統(tǒng)，是計算機程序與地理數(shù)據(jù)組織形成地理空間信息模型。具有一定地理知識的用戶通過利用模型觀測各方面內(nèi)容，對數(shù)據(jù)加以分析和預(yù)測，可以用于解決管理決策問題，這就是利用GIS來分析的意義之所在。

2.2 GIS與堤防工程建設(shè)管理的結(jié)合

傳統(tǒng)管理方法主要以數(shù)據(jù)流和命令流為形式，堤防工程建設(shè)管理過程以數(shù)據(jù)作為表現(xiàn)形式，對于非專業(yè)人士的工作帶來較大困難，導(dǎo)致工作效率不高，并且需更多的財力以及物力投入到管理。GIS引入工程管理，可提高管理軟件的直觀性，簡潔性，如此以來，工程建設(shè)管理全過程可以以地圖、模擬實物、各專題圖表、影像圖片表達，給使用者帶來極大的便利。

2.2.1 GIS 與堤防工程建設(shè)管理結(jié)合的可行性

GIS系統(tǒng)用于采集，模擬，處理，檢索，分析以及用于表達地理空間數(shù)據(jù)的一種計算機信息系統(tǒng)。堤防工程屬于地理信息系統(tǒng)表達的范圍之內(nèi)的。但是堤防工程的建設(shè)并不是一個單一的活動，其與河流的流態(tài)，地形等地理因素息息相關(guān)，這些地理因素可以在 GIS 的構(gòu)架中加以模擬和表達。堤防工程作為一個三維實體，利用GIS可完整描述堤防工程建設(shè)的全過程。

2.2.2 GIS在堤防工程總布置中的應(yīng)用

基于GIS軟件，建立數(shù)字化的地形，堤防工程在施工場地布置各系統(tǒng)部件的三維數(shù)字化模型。各系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息和其他信息形成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，支持著系統(tǒng)的底層。通過這種方式即能實現(xiàn)各個系統(tǒng)部件之間的聯(lián)系與獨立性。依據(jù)工程的不同施工周期，選擇合適的基本時間步長，可以使施工生產(chǎn)的整個過程詳細的被管理者所直觀全面的了解。在GIS系統(tǒng)中，信息的可視化組織可以表現(xiàn)為系統(tǒng)數(shù)據(jù)的操作和管理。數(shù)據(jù)貯存可分為兩個部分，一個事圖形數(shù)據(jù)庫，可存放各系統(tǒng)的專題圖，根據(jù)實際情況，將不同的圖形放在各個不同的圖層上，可以用以分析。二就是屬性數(shù)據(jù)庫，用以描述圖片的屬性數(shù)據(jù)。兩層次的數(shù)據(jù)可以通過內(nèi)部代碼以及用戶標識碼公共連接起來，這樣就會將屬性數(shù)據(jù)和圖建立一一對應(yīng)的關(guān)系。從而可以實現(xiàn)堤防工程的三維的管理與評估，直接聯(lián)系堤防工程在時間上與空間上的關(guān)系。

2.2.3 GIS 在洞庭湖堤防工程施工進度可視化中的應(yīng)用

水利工程的特點，是由主體工程，附屬工程以及臨建工程所組成，各個工程的安裝項目由單位工程，分項工程，分部工程以及單元工程逐級形成的。而單元工程最為最為基本的管理單元，利用GIS的設(shè)計模式將堤防實體工程進行劃分，分為成千上百個單位工程，每個單元載有空間坐標信息，工程設(shè)計數(shù)據(jù)，工程計量數(shù)據(jù)以及專業(yè)檢測數(shù)據(jù)等等。每個單元又可以集合成為一個數(shù)據(jù)集合。這種模式的優(yōu)點在于可將復(fù)雜的堤防工程實行微觀化的管理，通過統(tǒng)計，組合分析最后擴展到整個工程，實現(xiàn)信息共享和可視化管理。

3.結(jié)論

實現(xiàn)GIS系統(tǒng)在堤防工程建設(shè)管理的應(yīng)用，結(jié)合GIS軟件與堤防工程建設(shè)的結(jié)合，可實現(xiàn)洞庭湖地區(qū)堤防工程的可視化管理，不僅提高了管理水平，而且加大了生產(chǎn)效率。

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