洪水演进三维动态可视化方法研究与应用

范仲丽，江雨田，张 焱，赵思远，朱从飞，王晓晓

（宁波市水利水电规划设计研究院有限公司，浙江宁波315192）

坝体溃坝后洪水将威胁其下游建筑及人民的生命财产安全，并对生态环境造成恶劣影响。对溃坝洪水演进进行数值模拟与可视化研究，能形象、宏观地反映溃坝洪水的淹没过程，为洪水灾害的应急管理提供决策依据，具有非常重要的社会意义和经济意义［1］。

近年来，国内外学者对洪水演进可视化研究取得了一定的进展。美国Memphis 大学通过构建城市模型［2］，对城区内部的洪水演进进行了二维可视化研究，该方法注重场景的精细化建模，洪水淹没范围作为辅助，展示淹没效果。谭青生［3］等采用三维场景的高效压缩及渲染以提升渲染效果，该方法能够缓解网络传输带来的数据可视化问题，但其重点还是在于场景的渲染和传输问题，没有探讨洪水淹没过程及渲染。我国的三维GIS系统GeoBeans［4］通过压缩地形、降低影像数据精度，能够解决较大场景下数据的传输问题，但展示效果略为粗糙，只可作简单的模型展示。王晓航［5］等研发了二维溃坝洪水演进的数值模拟及可视化系统。钟登华［6］等研发了三维溃堤洪水演进场景仿真系统，该系统针对特定三维场景做了精细化渲染，难以进行大规模推广。

以上可以看出，目前对洪水演进可视化的研究注重于对数值模拟成果的平面表达，无法更形象、直观地展示洪水演进情景。而在三维可视化方面诸多研究集中在小型三维场景模型的精细化建模上，可扩展性差且在网络传输及内存消耗上仍存在较大的问题。……