探究MapGIS在水利水电工程设计中的应用

摘要：MapGIS融合了遥感处理与GIS两种技术，其功能齐全，拥有巨大的数据存储空间以及数据管理的能力。近年来，MapGIS被逐渐应用在各个领域之中，结合MapGIS的发展现状，将其合理的运用在水利水电工程设计之中，有助于水利水电工程设计的发展和进步。 
关键词：MapGIS；水利水电；工程设计 
　　水利水电的工程设计不仅要进行十分复杂的数字运算，还要对空间结构进行合理的分析。在各类计算之中，技术人员需要对此付出相当大的工作精力，且容易出现偏差及错误；此外，还要计算厂房以及大坝等建筑物的结构稳定性，在计算的过程之中，计算的内容复杂繁多，极容易出现错误和©洞。然而MapGIS能够准确快捷的计算出各种数据。因此，利用MapGIS能够更快更好的获取大量的信息数据，对水利水电工程设计有着十分重要的作用。 
　　一、我国水利建设 
　　近年来，我国水利水电工程在不断的发展和建设。其影响广泛，投资丰厚，工程的施工时间较长，虽然付出巨大，但是水利水电工程的成功建设也为我国各类水利问题做出了不小的贡献。例如，著名的三峡水利工程，其投资巨大，建设时间极为漫长，但是它解决了许多水利问题，其所具有的抗洪、航运、发电等效益是世界上任何一个水利工程都无法比拟的，不仅如此除了其本身固有的效益之外，三峡建设还带动了各项经济产业的发展。除了三峡工程之外，我国的各类水利工程还有许多，例如，我国的“南水北调”工程，其投资巨大且发展迅速，解决了不少水利问题。 
　　由于近年来水利工程的迅速发展，我国对水利工程的建设也不断的进步和加大，如图1所示： 
　　图1 2006年-2014年中国水利建设投资计划规模 
　　根据图表可知，我国对水利工程的投资在不断的加大和深入，这说明了水利工程在我国各项工程建设中所占据的重要地λ。 
　　二、MapGIS系统简介 
　　（一）基本介绍 
　　MapGIS是由中地数码集团开发研制的产品，其地理信息系统在中国拥有完全自主的知识版权。MapGIS不仅有MAPCAD的全部功能，还具有数据库管理、完备的空间分析工具、实用的网络分析能力等功能。这项产品的主要体系框架分为三部分：工具产品、开发平台以及解决方案。由于其拥有海量的数据存储空间，所以MapGIS的分析能力较强，并且它可以进行三维立体的模型建立，让使用者对相关内容进行更加直观的分析和了解。 
　　1991年中国出现了第一套能够进行彩色地图编辑的系统，那即是MapCAD。这项工具的开发为我国的计算机制图技术打开了新的纪元。随着时代的发展和进步，这项技术也不断深入的发展起来。于2014年，MapGIS10作为首款拥有云特性的GIS软件平台在全球范Χ内面世。我国对MapGIS系统也更加的重视，据报道，2015年7月30日，MapGIS的全国巡演与深圳盛大开幕。 
　　（二）MapGIS空间分析 
　　MapGIS的空间分析功能如表1所示： 
　　表1 MapGIS的空间分析功能 
　　分析内容 分析方式 
　　空间叠加分析 提供去对线对区叠加、点对区及区兑点叠加、点对线叠加、去叠加等分析 
　　属性数据分析 单属性累计频率直方图的分类与统计、立即频率直方图、四则运算等一些列操作 
　　地表模型和地形分析 对分水岭、坡度、坡向等内容进行分析，计算挖土填埋、地表长度等数据，制作出山脊线以及各类等高线等等 
　　网格化功能 对分散且随机采取样本的高程数据进行规则的网格化数据处理 
　　TIN模型分析 对平面中任意一个区域内的离散点构建出三角 
　　三维绘制功能 进行实景的三维绘制，能够多角度全方面的建立三维模型 
　　三、案例分析 
　　（一）GIS拓扑 
　　拓扑的根本目的是将地理空间世界中所存在的一些地理几何关系揭示出来。它集合了规则与关系，并且在此基础上计入了一些列的技术以及工具。在MapGIS技术之中，拓扑可以理解为是为了维护地理空间与实体之间所存在的空间集合关系而使用的机制。 
　　案例中，该地区的水利水电工程设计将拓扑主要应用于对数据质量的保证方面，同时拓扑也可以提供一个虚构的框架，从而模拟地理空间中所出现的某些现象。这个框架之中，地理的实体拥有了有效的规则、属性域、行为以及默认值。利用这些功能及特点，运用计算机所描述出来的空间实体能够对现实地理空间进行更加真实的模拟。 
　　（二）水能的计算 
　　我国对水利水电设计有相关的规定，根据《小型水力发电站设计规范》中所做出的规定，对无调节水电站的水能计算应该按照丰、枯、平三个代表年进行计算。如果当时所出现的水量大于设计中计算的流量，那ô就要按照计算中的流量进行发电；如果当时所出现的水量小于设计计算中的流量，那ô要按照水的流量进行发电。 
　　该地区的水利水电工程中，采用了MapGIS进行水能计算，其计算过程不超过十分钟，在整个计算过程之中，MapGIS的所有计算都十分的直观并且简单易懂。利用这个系统进行计算，不仅减小了出错的概率，还为数据的修改提供了方便。最重要的是，它能够大大减少计算的时间，提高工程的效率。与之相比，传统的计算机计算要缓慢的多，而且误差较多、环节复杂，如果出现错误难以修改。 
　　（三）工程稳定性与质心分析 
　　MapGIS的主要功能就是进行空间分析，这也是MapGIS系统与普通的信息系统或者电子地图之间的重要差别。MapGIS的空间分析功能能够配合根据各项空间数据所得出来的属性信息，以此为基础为工作人员提供丰富、便捷的数据查询功能。 
　　根据该地区水利水电工程设计的空间关系，空间分析功能对数据进行分析与挖掘，从而解决一部分地理空间的问题，它是获取单个或者复数空间数据图层信息的一个过程。空间分析能够通过对地理情况的计算和对空间内容的表达来进行潜在的信息挖掘，其主要目的就是获得更多的空间数据。工作人员对所获得的数据进行数据之间的列联关系研究，并且建立一个空间数据的模型，让空间数据的含义表达更加直观和简洁，使该地区对水利水电工程设计的控制和预测能力有所提高。 
　　使用MapGIS按照1：1000的比例绘制溢流坝设计断面的初步设计图，然后再使用MapGIS的工具条将溢流坝设计断面做成一个完全封闭的面域。在这个过程中，利用MapGIS的分析功能，很快，该地区的水利水电工程的稳定性和质心数据就会被分析出来。 
　　结语： 
　　MapGIS在水利水电工程设计中的应用极大的提高了水利水电工程的效率，加大了水利水电工程中各项计算的准确率，为水利水电工程设计提供了便捷的服务。除了在水利水电工程设计中进行MapGIS的应用，在其它各个工程的建设中，MapGIS也能够提供较大的帮助，所以MapGIS系统应该进行大力的推广和应用，这对我国各项工程建设的发展都有极大的帮助。 
　　参考文献： 
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