洪水演进融合三维动态可视化关键技术与应用

摘要

数字孪生流域是智慧水利建设的核心内容，为流域管理和洪水风险决策提供重要支持．当前中国洪涝灾害频发，直观形象展示洪水发展趋势以及多种水力要素数据信息对于洪水结果分析至关重要．本文对洪水演进的三维动态可视化关键技术进行了研究．首先，现有数字孪生流域缺少现状地形下流域洪水演进模拟的问题亟待解决，因此利用无人航测获取现状区域内地理空间数据，采用MIKE 21数值模拟软件构建洪水演进模型，模拟现状地形下的洪水演进过程．其次，针对现有二维洪水模拟结果难以直观综合地向决策者三维、动态且多角度展示洪水发展趋势、水力坡降、局部风险及多类水力要素的问题，提出了洪水演进三维映射方法，基于Cesium集成现状倾斜摄影高保真场景模型和二维水动力学模型的区域，实现了在Web端综合多要素的洪水演进全过程实时动态三维可视化，其优点在于它能够提供更加精确、直观的数据，从而帮助决策者更好地解洪水发展趋势以及局部风险等重要信息．最后，本文以某长距离调水工程某排水跨渠建筑物所在区域为例，对提出的方法进行验证．结果表明，基于数字孪生流域的洪水模拟预测及三维可视化提供了更加直观显示的方式和综合的数据信息，对长距离调水工程防洪安全有重要的现实意义．

关键词

数字孪生 / 倾斜摄影 / 三维可视化 / Cesium / 洪水演进