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心墙堆石坝施工过程中产生海量多源施工信息,这些施工信息反映着施工过程特征及其变化,因此能否充分认知并合理利用施工信息事关工程建设成败。然而目前缺乏对施工信息多源性的深入分析及多源施工信息动态可视化集成的研究,未能实现多源施工信息的有效集成与共享,难以满足对施工全过程直观动态分析的需要。针对以上问题,本文首先分析了心墙堆石坝施工信息多源特性,在此基础上提出了堆石坝4D施工信息模型及构架,并研究了堆石坝4D施工信息模型实现方法,包含心墙堆石坝三维可视化建模方法、多源施工信息集成技术、堆石坝施工过程4D可视化分析技术等,最后基于3DGIS平台实现了堆石坝多源施工信息集成与交互式查询分析及施工过程4D可视化分析,为堆石坝施工管理提供了先进的手段,本文主要取得如下研究成果: (1)系统分析了心墙堆石坝施工信息的多源特性,提出了心墙堆石坝4D施工信息模型并建立数学模型,研究了堆石坝4D施工信息模型构架,从理论层面上为实现心墙堆石坝多源施工信息动态可视化集成奠定基础。 (2)研究了堆石坝4D施工信息模型建立方法:(a)将CATIA技术引入到堆石坝三维施工场景模型建模中,研究了CATIA建模关键技术,建立的堆石坝三维模型构成4D施工信息模型几何模型基础;(b)研究了基于3DGIS的模型数据组织与可视化,实现堆石坝模型在3DGIS平台的重构;(c)多源施工信息集成方法,包括多源施工信息集成框架及关键技术,多源施工信息同三维模型动态映射方法,实现了多源施工信息同三维几何模型的动态整合;(d)研究了基于3DGIS平台的堆石坝施工过程4D可视化分析方法,引入VTK外部组件解决堆石坝施工面貌动态显示的问题。 (3)以国内某在建心墙堆石坝为例,在对堆石坝施工信息集成与可视化管理需求分析的基础上,采用C/S架构,开发了心墙堆石坝施工信息4D可视化分析系统,不仅实现了堆石坝多源施工信息的集成与可视化分析,还实现了堆石坝施工过程4D可视化分析,为堆石坝施工管理提供了先进的技术手段。