水利水电工程设计中数字地面模型运用分析

水利水电工程设计中数字地面模型运用分析

许 ,聪

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摘要：数字地面模型作为一种对地面多种空间分布情况分析的方式，可以真正意义上地在新时代数字化技术手段的应用背景下，带动我国水利水电工程设计价值以及优势的充分体现，随着水利工程项目施工越来越复杂，工作人员也应该进一步地加强对数字地面模型的精准运用与管控。基于此，本文更是有针对性地从数字地面模型的发展过程与模型组成、水利水电工程设计中数字地面模型的运用方法研究，两个角度展开了论述，以期带动我国水利水电工程设计价值以及优势的充分体现。

关键词：水利水电工程；数字地面模型；运用分析

引言：现如今，我国在科学技术领域也逐渐地迎来了一个全新发展机遇，这也就进一步地带动了数字地面模型应用范围的拓展。尤其是在具体的水利工程项目施工管理活动当中，为了能够真正意义上地保证水利水电工程设计价值以及优势的充分体现，其内部的工作技术人员也应该不断地提升自身的专业素质能力，进而改善以往项目施工管理步骤当中的不合理因素。针对不同区域水利工程项目施工的方案与特点，采取更加有效的治理措施，对数字地面模型进行运用，是各个领域综合素质能力提升的重要引导因素之一。

一、数字地面模型的发展过程与模型组成

（一）发展过程

数字地面模型，在现如今互联网信息技术手段飞速发展的时代背景下，是地理信息系统地理数据库中最为重要的空间信息资料，更是构建国家空间数据基础设施的重要框架数据之一。在测绘、资源与环境、灾害防治、国防等与地形分析有关的活动当中一直都是占据非常重要作用的。这一数字地面模型最早是由美国麻省理工学院为高速公路的自动设计提出来的，现阶段也被广泛地应用到了工程设计的自动化、土地信息系统等多个领域。现阶段所熟知的数字地面模型的研究主要也是经历了四个不同的阶段，从20世纪50年代末的概念阶段，到60-70年代对DTM内插问题的研究，再到70年代中后期对采样方法的研究，然后就是80年代以来对地形、数据信息等多种类型的研究与应用[1]。

在经历以上四个阶段之后，这种数字地面模型更是被广泛地应用到了社会的经济建设层面上。国家相关的地理测绘部门更是在这项技术手段的帮助下，真正意义上地为水利水电工程设计工作的发展，提供了更加便利的工作条件。

（二）模型组成

    数字地面模型主要也是有三个不同的部分组成。第一个就是离散的形式，可以在一定的规则下，将数据信息储存到计算机系统当中，这样也就能够在离散现象的向量序列当中，保证数据信息排列的合理性。然后就是对某种数学方法进行拟合地表形态，这样也就能够对区域范围内任意一位置的高程进行推算。最后，就是在程序块的合理运用下，加强对坐标系转换工作效能与优势的控制，这也就很好地为水利输电工程当中地形图、平面图等的绘制提供了基础支撑。

二、水利水电工程设计中数字地面模型的运用方法研究

（一）等高线的绘制

水利水电工程设计工作当中，等高线的绘制主要就是在数字地面模型的基础上，通过对计算机技术手段的运用，而进行之后各项工作的。通常情况下，专业的技术人员在实际的水利工程项目施工中，都会将三角网法、格网法作为比较常见的应用方式。三角网方法之所以能够得到更加广泛的运用，主要也是因为其本身有着比较强大的应用优势。在具体的等高线绘制过程当中，通过对离散点数据信息的运用，也能够将不同的点控制在一个三角形状的范围内，这样也就能够在这一相对固定的空间范围内，保证点、面的合理相交，进而真正意义上地保证数字地面模型等高线绘制的精准性[2]。

在具体的地面模型绘制工作当中，相关的工作人员也应该严格的按照其基本的要求进行后续的工作。保证数字地面模型的唯一性，并在周围邻近的观测点加强对不同形态三角形的合理性设置，这样也就能够从更为深层次的角度上避免过小锐角或者过大钝角的出现。在具体的等高线绘制工作当中，也应该加强对曲线连续点的精准规划，这样也就能够保证离散点在相对密集的环境下，可以很好地为其中不合理问题的管控，提供更加精准的数据信息内容支撑。

（二）断面图的绘制

在具体的水利水电工程项目设计与管理工作当中，为了能够更加真切且全面地保证线路设计工作的价值以及优势体现，更为专业的工作技术人员也应该加强对断面形状的详细掌握。断面图的形状总是能够给人以一种更加真实且直观的反映。这样也就能够在之后的断面图绘制工作当中，进一步地保证在不同的长度以及方向下，断面图内部曲线、坐标、桩距等各种因素的精准管控。在之后的数字断面模型应用与管理中，工作技术人员也应该及时地提供两端点的详细位置，这样也就能够在直线方程的建立过程当中，对三角网与直线交点坐标进行更为详细的数据信息内容计算。在直线方程式的合理计算过程当中，也能够更加精准地为三角形高程值坐标的详细计算，进而保证现阶段在水利水电工程设计中数字地面模型断面图绘制工作价值的充分体现。

如果想要保证断面图绘制工作中，各项数据信息真实性的体现，也应该进一步地加强将穿在直线内部的三角形找出来，这样也就能够对高程数值的起点以及终点进行更为详细的数据信息把控。长期在这种对数据信息精准控制的前提条件下，水利水电工程项目管理中，数字地面模型也将会得到更加精准的落实。

（三）计算土石方量

    土石方量主要强调的就是在水利水电工程项目中，坝型、坝轴线、土石方填筑量、土石方开挖量等的计算，这也就很好地为之后水利工程设计方案的优化提供了相对完善的基础支撑。如果想要从更为深层次的角度上保证土石方量计算工作的充分体现，也应该加强对各个横断面面积的分析，这样也就能够在三角网与横断面高程、坐标点的有效帮助下，通过对新普生公式与梯形公式的计算下，保证水利水电工程中数字地面模型运行工作的稳定性体现[3]。

（四）分析库容

    三角形的计算方法，在一定的层面上也能够保证数字地面模型的合理性体现。相关的工作技术人员在这一过程当中，也可以进一步地将库区内部的多个三角形进行更加细微的划分，这样也就能够保证每个三角形内部高程与平面信息的真实性。与此同时，赋予三角形内部各组数据相应的对称，这样也就能够在水利水电工程中相对正常的高水位下平面投影，形成一个相对稳定的三角形，通过对不同点的有效性连接，也能够进一步地保证三棱主体的出现。在对三棱柱体各组数据信息的计算与分析过程当中，也能够进一步地了解到库容计算工作的开展，需要进一步地将三点高差平均值应用到三角形的体积公式当中。在保证这一公式计算工作完成之后，进一步地加强对各组数据信息内容的叠加，这样也就能够更阿基精准地保证库区内部数据信息计算工作的精准性。

结论：综上所述，在现如今经济全球化进程飞速发展与进步的时代背景下，如果想要真正意义上地将水利水电工程建设提升到一个全新的层面上，也应该时刻加强对数字地面模型的有效计算，这样才能够最大限度上地保证我国水利水电行业的长久与稳定发展。本文也是在上述更为详细的论述当中，从等高线的绘制、断面图的绘制、计算土石方量、分析库容，几个角度对数字地面模型展开了更为深入的分析。长期在这种全新的技术手段运用背景下，水利水电工程建设的安全性以及耐久性也将会得到更加充分的体现。

参考文献：

[1]孙国欢,刘文杰. 基于激光雷达数据的精细数字地面模型生成方法[J]. 智能城市,2023,9(04):62-64.

[2]何塞·米格尔·拉米拉斯,保罗·法里尼亚·马克斯,原茵,李傲雪. 数字地面模型新进展:TIN2.0、3D表面塑型线和自由形态建模工具[J]. 中国园林,2020,36(09):36-41.

[3]胡星,刘玲晶. 数字地面模型在特高压输电线路工程中的应用研究[J]. 中华建设,2020,(S1):18-21.