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水利水电工程三维图形建模研究
Research on 3D Graphic Modeling of Water Conservancy and Hydropower Engineering

依据。目前，在水利水电工程中，二维图纸的应用依旧十分广泛。因此，三维地
质模型的设计结果往往还需输出为二维图纸。现阶段的应用状况，决定了三维模
型设计和二维平面设计将会共同在项目中发挥作用。合理地使用项目的三个维度

和两个维度的优势是十分必要的。例如地质条件复杂的大中型水利工程问题较多，
更适合三维设计。然而，传统的二维设计更为经济合理。

四、智慧水利水电工程三维建模应用

（一）三维可视化平台结构
该平台自下而上包含了 OpenGL 底层，三维封装层、三维数据访问层、地理
信息服务层、控件与服务层和业务应用层。针对目前三维可视化软件在水利水电
领域存在的问题，该平台设计以 OpenGL 为底层基础。OpenGL 作为一个跨编程

语言、跨平台的专业的图形程序接口，具有功能强大，调用方便的底层图像库，
特别在高端专业的绘图领域优势明显。以 OpenGL 为平台底层，可以较好地兼顾
水利水电行业对三维可视化平台的开放性和专业性的需求。平台设计并实现了三
维封装层，封装了专业图像程序接口 OpenGL、三维引擎库 OSG 等底层支持库，

通过派生、抽象等方式，支持三维渲染和多线程调度。三维数据访问层主要提供
数据操作、空间计算的支撑，以及平面方式和球体方式的三维地理空间支持。地
理信息服务层则集成了各种专业功能和工具模块，包括三维模型、植被、漫游路
径、地形修改、淹没分析等数据管理和分析模块以及空间测量工具集，支持平台

数据展示，交互及分析功能。控件及服务层主要为上层的应用开发提供二次开发
的可视化界面和 SDK 包。业务应用层可根据水利水电业务需求定制化开发。
（二）三维可视化平台的空间模型与数据融合
1. 三维 GIS 和 BIM 模型融合

在智慧水利水电管理中，不同维度管理视角的覆盖面和关注点差异很大，既
包含流域整体信息的宏观管理，也包含工程局部或某一设施的微观精细管理，因
此三维可视化平台应实现地理信息、建筑模型和精细设备模型的融合展现。其中，
三维 GIS 和 BIM 分别侧重大范围的地形地貌河道等相关地理信息和建筑物结构

等精细微观信息的管理。这两种技术初始应用领域和需求不同，技术特点和模型
数据格式差异大且独立。GIS 通常采用城市地理标记语言数据模型而 BIM 通常
采用工业基础类数据模型。在加载到三维可视化平台时，需要对这两类设计软件

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