多相流灾害场景的真实感建模与绘制_杨志亮
基于BIM+GIS_的水库下游洪水模拟与可视化方法
文章编号:1006 2610(2023)03 0007 08基于BIM+GIS的水库下游洪水模拟与可视化方法郭敏鹏1,王 剑2,杨少雄1,孙继鑫1,杨 波1,赵 博1(1.西安航天天绘数据技术有限公司,西安 710100;2.航天恒星科技有限公司,北京 100094)摘 要:为有效推进水旱灾害防御高质量发展,国家大力支持智慧水利建设㊂基于此,为实现水库下游洪水演进过程快速模拟及三维立体可视,基于一㊁二维耦合水动力模型及三维倾斜摄影㊁BIM㊁GIS技术构建水库下游洪水模拟与可视化方法,以吉林市碾子沟水库为例,对不同重现期设计洪水条件下水库下游洪水进行快速模拟,并在真实三维场景下对洪水演进过程及淹没区范围㊁淹没历时及淹没水深等洪水要素信息进行全景映射表达和交互查询分析展示㊂结果表明:在各重现期设计洪水条件下,洪水模型计算稳定,各方案模型计算相对误差均低于10-6数量级,可知计算结果合理且满足工程要求,同时可实现洪水演进过程三维全景展示和灾害信息分析与交互查询㊂研究可为水库下游洪水风险决策提供支撑,提升洪水灾害防范能力,为智慧水利建设提供解决方案㊂关键词:设计洪水;BIM+GIS技术;数值模拟;洪水演进;三维可视化中图分类号:TV122.3 文献标志码:A DOI:10.3969/j.issn.1006-2610.2023.03.002A Simulation and Visualization Method for Flood Evolution Downstream of Reservoirs based on BIM+GIS TechnologyGUO Minpeng1,WANG Jian2,YANG Shaoxiong1,SUN Jixin1,YANG Bo1,ZHAO Bo1(1.XI'AN Aerospace Remote Sensing Data Technology Co.,Ltd.,Xi'an 710100,China;2.Space Star Technology Co.,Ltd,Beijing 100094,China)Abstract:In order to effectively promote the high-quality development of flood and drought disaster prevention,smart water conservancy con⁃struction is strongly supported by the state.Based on this,in order to achieve rapid simulation and three-dimensional visualization of the flood e⁃volution process downstream of the reservoir,based on one-and two-dimensional coupled hydrodynamic models and three-dimensional oblique photography,BIM and GIS technologies are used to build a flood simulation and visualization method in the downstream of the reservoir.Taking the Nianzigou Reservoir in Jilin City as an example,the downstream flood of the reservoir is quickly simulated under the design flood conditions of different return periods,and the flood evolution is analyzed in a real three-dimensional scene.The process and flood element information such as the range of the submerged area,the submerged duration,and the submerged water depth are displayed by panoramic mapping and interactive query analysis.The results show that under the design flood conditions of each return period,the calculation result of the flood model is stable, and the relative error of the calculation model of each scheme is less than10-6orders of magnitude.It indicates that the calculation results are rea⁃sonable and can meet the engineering requirements.Meanwhile,the model can realize the three-dimensional panoramic display of the flood evolu⁃tion process and the analysis and interactive query of disaster information.The research can provide support for flood risk decision downstream of the reservoir,improve flood disaster prevention capabilities,and provide solutions for smart water conservancy construction.Key words:design flood;BIM-GIS technology;numerical simulation;flood evolution;3D visualization 收稿日期:2023-03-31 作者简介:郭敏鹏(1996-),男,陕西省宝鸡市人,工程师,主要从事水利算法模型及洪水风险研究. 通讯作者:王剑(1978-),男,河北省秦皇岛市人,研究员,主要从事遥感及洪水风险研究. 基金项目:国家重点研发计划(2018YFC1508206);吉林市水库洪水风险图智能决策系统建设项目(20190917Z1041-1);水利部重大科技项目(SKS-2022129).0 前 言近年来,气候变化引发的极端强降雨频发,导致洪涝灾害的剧烈程度越来越强,造成了巨大的生命和财产损失[1-4]㊂水库作为中国水利建设重要的防洪建筑物,其泄洪流量对下游地区人民生命安全及社会经济和稳定有着重要的影响[5]㊂因此,对水库不同设计洪水条件下下游洪水演进过程精确模拟并7西北水电㊃2023年㊃第3期===============================================进行可视化表达分析,对库区下游地区防洪减灾㊁避险转移预案编制具有重要意义㊂国内外学者对洪水演进过程开展了深入的探索, 19世纪下半叶,圣维南方程组的提出为洪水演进过程的数值模拟提供了理论支撑[6-7];20世纪中后期,随着高性能计算机技术的发展和数值模拟理论的完善,数值模拟计算效率及精度得到进一步的提高,数值模拟成为洪水演进过程研究的主要手段[8-12],如Liang等[13]构建了捕捉地表快速水流的耦合水文过程的水动力模型,模拟了英国Haltwhistle Burn流域大尺度雨洪过程;Hou等[14-15]基于自主研发的二维水动力模型,对法国Malpasset小镇的大坝失事事件进行了高效高精度的模拟分析;王敏等[16]基于自主开发的溃坝模型及MIKE11对堰塞湖溃决洪水过程进行了模拟,模拟结果与实际演进过程基本一致,证明了模型的准确性㊂以上模型均可对洪水演进过程进行有效模拟,对洪水风险管理及防洪决策预案的编制具有重要意义,但其结果的二维展示,对水力要素展示还不够全面,信息交互查询与感知较差㊂鉴于此,王俊珲等[17]基于高分辨率数值模型与Unity3D可视化技术开展了城市及河道洪涝过程模拟及三维可视化研究,实现了洪涝过程三维场景的构建,但其构建的三维场景与真实场景差别较大,不能还原实际的场景;李政鹏等[18]集成了BIM-GIS技术与溃坝洪水模型,并将集成模型应用于前坪水库溃坝分析中,实现了溃坝洪水演进过程的二㊁三维分析与展示,但其在进行三维场景构建时,仅采用GIS技术进行建筑物地基开挖和河道扩挖,未融合倾斜摄影和高精度DOM 等数据,对真实地形和场景展示不足,并未考虑不同洪水条件下洪水演进过程,在洪水风险管理体系中,不同来洪条件下的洪水演进过程对精准施策具有重要的支撑作用;Yang等[19]基于WebGIS技术㊁CTS虚拟显示技术并结合TOPMODEL半分布式水文模型及IFMS洪水分析软件构建了洪水多元虚拟现实平台,实现了洪水演进三维场景的可视化和信息交互查询,并应用于实际工程中㊂以上研究虽均实现了洪水演进三维场景的可视化,但对其不同来洪条件下水库等工程措施对下游洪水演进过程的影响及三维可视化研究尚浅㊂基于此,本文以碾子沟水库工程为例,基于HydroMPM-FloodRisk模型对水库下游淹没区域在不同设计洪水条件下的洪水演进过程进行模拟,利用BIM㊁倾斜摄影㊁GIS等技术,构建真实水库下游三维场景,通过对洪水模拟结果㊁三维模型数据的融合可视化,实现洪水演进过程的分析表达,为洪水风险决策建设提供技术保障㊂1 洪水模拟数值模型与BIM+GIS耦合技术1.1 洪水模拟数值模型本文采用HydroMPM-FloodRisk模型对研究区域进行洪水演进过程模拟,该模型包含一维水动力学模型㊁二维水动力学模型和一㊁二维耦合水动力学模型模块[20-23]㊂其中,一维水动力模型可以很好地模拟分析河道洪水的演进情况,二维模型能够较为精准的计算区域内的洪水演进情况,一㊁二维耦合模型可以通过不同的耦合方式实现明渠㊁水工构筑物及二维地表漫流的模拟[24],模型计算原理如下所示: (1)一维水动力模型控制方程如下:BəZət+əQəs=q(1)əQət+2QA+(gA-BQ2A2)əZəs=B Q2A2(i+1BəAəs)-g Q2AC2R(2)式中:B为断面宽度,m;Z为断面水位,m;t为时间, s;S为沿水流方向的河道距离,m;q为旁侧流量, m3/s;Q为总流量,m3/s;A为过水断面面积,m2;V 为断面平均流速,m/s;i为渠底坡降;C为谢才系数;R为水力半径,m;g为重力加速度取9.8m/s2㊂(2)二维水动力模型控制方程如下:əHət+əMəx+əNəy=q(3) 动量方程:əMət+ə(uM)əx+ə(vM)əy+gHəZəx+g n2u u2+v2H1/3=0(4)əNət+ə(uN)əx+ə(vN)əy+gHəZəy+g n2v u2+v2H1/3=0(5)式中:x㊁y㊁z为笛卡尔坐标系;H为水深,m;Z为水位,m;q为连续方程中的源汇项;M㊁N分别为x㊁y 方面的单宽流量,m3/s;u㊁v为x㊁y方向的垂线平均8郭敏鹏,王剑,杨少雄,孙继鑫,杨波,赵博.基于BIM+GIS的水库下游洪水模拟与可视化方法===============================================流速,m/s;n为曼宁糙率系数;g为重力加速度取9.8m/s2㊂模型采用单元中心的显式有限体积法离散求解模型方程,保证了水量和动量在计算域内守恒㊂采用非结构三角形网格对研究区域进行离散,更有利于拟合复杂边界线,利用干湿网格判断法处理潮滩移动边界㊂(3)一㊁二维耦合模型本文一㊁二维模型的耦合采用侧向连接方式,实时耦合计算河道洪水漫溢淹没风险㊂侧向连接方式即是通过河道断面标注堤顶等效为堰,堰顶高程及堰宽以该处断面左右堤顶高程及宽度为准;沿一维河道边界线在二维区域设定耦合线,确定耦合的网格单元㊂模型通过比较二维网格与相应里程处一维河道内断面水深,利用堰的流量公式计算通过侧向连接的水流,实现一㊁二维水流之间的水量交换计算㊂1.2 BIM+GIS技术建筑信息模型(Building Information Modeling, BIM)通过建立虚拟三维模型,将实际水利工程的空间几何信息以及在不同时间及不同应用场景下的属性信息实时与孪生模型进行交互查询,是水利工程数字孪生孪生场景搭建的基础,并为智慧化模拟提供全方位的技术支撑[25]㊂三维GIS是在传统二维地理系统基础上发展而来的新一代三维空间信息技术㊂通过该技术所构建的三维空间框架,可作为BIM模型㊁遥感影像㊁DEM数据㊁地面传感器等多源数据的融合载体,可实现库区及下游淹没区域属性数据在实际地理基准下的高度映射,具有高度还原的可视化效果和决策分析基础[26]㊂1.3 耦合方法BIM+GIS技术在土木工程建设㊁城市管理㊁水利监测等方面得到广泛应用,其场景真实㊁易于耦合开发,适用于洪水演进过程的三维可视化㊂本文将一㊁二维洪水推演模拟结果与构建的BIM模型基于GIS平台进行三维可视化耦合,从而在保证模拟精度的前提下,将平面洪水演进过程转化为三维实景可视化展示㊂具体融合步骤如下:(1)洪水模拟模型采用基于地理坐标系的非结构网格㊁淹没面积㊁淹没水深㊁演进时间等模拟结果均存储于网格中;(2)洪水可视化时,基于网格地理坐标㊁编号以及拓扑关系,将洪水计算结果加载到基于BIM+GIS 技术构建好的实景场景中,实现洪水模拟模型与BIM+GIS平台的耦合,达到洪水推演模拟的三维可视化效果㊂2 水库下游洪水演进模拟以碾子沟水库为例,利用一㊁二维耦合水动力模型进行不同设计来洪条件下洪水过程的数值模拟,分析水库下游风险区域洪水演进过程以及淹没情况㊂2.1 研究区域概况碾子沟水库位于吉林省永吉县,水库坝址在一拉溪河上游,坝址以上河道平均比降8.7‰,是一座具有综合功能的中型水库㊂大坝主体为粘土心墙坝,右岸为3孔溢洪道,水库下游主要影响一拉溪镇和桦皮厂镇㊂文中所用参数和原始数据为实地测量或参考当地和相关水利标准㊂2.2 建模范围碾子沟水库下游河段一㊁二维耦合计算模型范围包括碾子沟水库~搜登站镇河崴子村河道两岸洪水影响区域,区域面积94.48km2㊂对研究区域河道和两岸区域建立一维和二维水动力模型,并进行耦合连接,建模范围如图1所示㊂图1 碾子沟水库下游一、二维建模范围示意图2.3 河道断面设置与网格剖分2.3.1 河道断面设置河道断面是一维水动力模型的重要基础数据,根据一拉溪㊁鳌龙河地形地貌特征,一维模型构建的河段(碾子沟水库坝下至搜登站镇河崴子村)全长38.2km,共设置12个断面,断面间距变化范围为9西北水电㊃2023年㊃第3期===============================================100~1500m㊂断面形态和河道断面布置分别如图2㊁3所示㊂图2 河道部分大断面示意图图3 河道断面布置示意图2.3.2 网格剖分研究区域计算总面积94.48km 2,网格数36872个㊂碾子沟水库下游淹没区网格布置如图4所示㊂图4 碾子沟水库下游二维模型范围网格剖分图2.4 模型边界设置2.4.1 一维边界一维非恒定流模型的边界条件包括上边界条件㊁下边界条件以及内部边界条件㊂边界条件的选择取决于模拟对象的物理特性和资料条件㊂一维非恒定流模型的上边界条件一般选用流量过程,下边界条件一般选用水位过程或水位流量关系曲线,内部边界根据模型的实际条件给出㊂01郭敏鹏,王剑,杨少雄,孙继鑫,杨波,赵博.基于BIM+GIS 的水库下游洪水模拟与可视化方法=============================================== 河道洪水方案的边界主要分为4类:①上游边界,碾子沟水库坝址,采用其设计洪水过程;②下游边界,搜登站镇河崴子村附近断面水位,采用由下游桦皮厂水文站设计水位推求值;③区间边界,碾子沟水库坝址至汇流口,鳌龙河区间;④集雨面积较大支流点源边界㊂2.4.2 二维边界在本次洪水分析过程中,二维水流模型的边界条件分为两类:①与一维模型耦合处的边界条件,具体包括与碾子沟水库下游河道的侧向连接处边界,此类边界均为动水位边界,由模型自动耦合计算;②模拟区域周边的外边界,由于在确定建模范围时已考虑了河道洪水边界,模型计算范围内区域与区域外不存在水量交换,因此确定为固边界㊂2.5 模型参数确定2.5.1 一维河道水动力模型参数(1)糙率碾子沟水库下游(碾子沟水库~搜登站镇河崴子村)河道糙率值是影响该河道模拟精度的主要参数,参考相关标准,结合河道现状,设定碾子沟水库下游河段河道综合糙率为0.033㊂(2)计算步长为保证模型稳定及运算效率,设定碾子沟水库下游(碾子沟水库~搜登站镇河崴子村)一维计算迭代步长60s㊂(3)初始水深综合碾子沟水库下游(碾子沟水库~搜登站镇河崴子村)实际情况及现场查勘结果,考虑模型稳定及运算效率等多种因素,设定碾子沟水库下游(碾子沟水库~搜登站镇河崴子村)河道一维水动力模型计算初始水深为0.2m㊂2.5.2 二维淹没区水动力模型参数(1)糙率为保证二维模型计算精度,糙率依据土地利用分类进行分区㊂各分区内采用水力学手册中的建议值,下垫面糙率取值见表1㊂(2)计算步长为保证模型稳定及运算效率,设定二维模型最大迭代步长60s,最小迭代步长0.01s㊂表1 洪水风险区域糙率参照表序号下垫面类型糙率1沥青铺面0.0122混凝土铺面0.0143裸土0.024耕地0.035堤㊁路㊁埝0.0456果林0.0657房屋0.108鱼池㊁水池0.0359水田0.0410条田㊁台田0.06511河床㊁渠床0.03512谷场0.0313一般草地0.0414密集草地0.0615菜地0.03516灌木丛0.082.5.3 一㊁二维耦合模型参数利用一维模型和二维模型最小时间步长作为耦合模型的时间步长,实现一维模型和二维模型固定时间步长内的动态耦合,耦合模型计算时间步长为60s㊂2.6 设计洪水在本研究中,通过桦皮厂站流量资料推算碾子沟水库下游不同频率设计洪水峰值,设计洪水过程的推求采用放大典型洪水过程线的方法,桦皮厂水文站2005年6月30日至7月9日的实际洪水过程呈现峰高量大,对工程防洪运用较为不利,同时能够反映碾子沟水库下游大洪水的的洪水特性,因此,选择此次洪水作为典型洪水进行同频率放大㊂根据洪水量级分析,实现20年一遇和50年一遇的设计洪水过程㊂设计洪水过程线如图5所示㊂图5 碾子沟水库下游设计洪水过程线2.7 不同设计洪水条件下水库下游洪水演进模拟基于构建的一㊁二维耦合洪水演进数值模型对碾子沟水库下游不同重现期条件下洪水演进过程进11西北水电㊃2023年㊃第3期===============================================行模拟,当碾子沟水库下游遭遇20年一遇洪水,计算区最大水深分布如图6(a)所示,最大淹没水深为2.91m,最大淹没面积9.21km2,积水量98.88万m3㊂当设计洪水为50年一遇时,研究区域内最大水深分布如图6(b)所示,最大淹没水深为3.93 m,最大淹没面积26km2,积水量135.06m3㊂图6 碾子沟水库下游遭遇不同设计洪水最大水深2.8 模型验证与合理性分析由于碾子沟下游区域针对强降雨后带来的洪水演进和淹没情况,没有完整详细数据记录,因此无法对二维模型进行严格率定和准确验证㊂为保证模型计算结果可靠,本研究在建模时通过对基础数据㊁模型构建和参数选取3个方面进行精细化处理和校核验证以保障模型的可靠性和参数的准确性㊂为更好地说明模型的合理性,下面针对各洪水计算方案,对水量平衡进行定量化分析,来论证计算模型的合理性㊂根据水利部颁布的SL483-2010‘洪水风险图编制导则“中的4.8.7节论述,计算过程中流入和流出计算范围的水量差等于计算范围的蓄水量,两者相对误差(入流水量-出流水量-蒸发量蓄水量)应小于1×10-6㊂计算碾子沟水库下游淹没区内蓄水量相等以验证水量平衡关系,如表2所示㊂由表2可知,碾子沟水库下游遭遇20年一遇洪水时,误差为60.51万m3;碾子沟水库下游段遭遇50年一遇洪水时,误差为41.39万m3;各方案模型计算相对误差均低于10-6数量级,满足水量平衡要求[27]㊂表2 碾子沟水库洪水计算方案的水量平衡对比表洪水方案初始蓄水量/(×104m3)进洪量/(×106m3)出水量/(×106m3)最终蓄水量/(×104m3)水量平衡误差/(×104m3) 20年一遇44.43380.75380.8198.8860.51 50年一遇59.67981.98981.64135.0641.393 基于BIM+GIS技术的水库下游洪水演进三维展示3.1 碾子沟水库BIM模型构建基于无人机机载倾斜摄影技术,通过Context Capture Center构建其三维模型,再采用Auto3Dmax 进行单体的精细化处理得到水库大坝各建筑物精确的BIM模型,BIM模型如图7所示,建模流程如图8所示㊂21郭敏鹏,王剑,杨少雄,孙继鑫,杨波,赵博.基于BIM+GIS的水库下游洪水模拟与可视化方法===============================================图7 碾子沟水库BIM模型图8 碾子沟水库BIM 模型建模流程3.2 水库下游三维场景构建基于无人机航测技术获取水库库区及下游淹没区精细高精度DEM 数据,通过解译及处理得到研究区域内精细的地形模型,同时基于正射影像及利用多旋翼采集到的五视角影像㊁POS 数据㊁像控点数据,通过空三解算㊁密集点云匹配㊁三角网构建㊁贴图等步骤,构建高精度水库下游三维场景㊂三维场景根据低空无人机倾斜摄影技术建模而成,完整展现真实地物状态,模型纹理基于高精度实景影像经过精细化构建而成,三维模型完整,定位准确㊁场景还原度高,弥补了正射影像的不足,能真实地反映地物和纹理信息,且该模型可实现信息交互查询及360°全方位三维漫游和一体化展示㊂模型构建流程如图9所示,居民区三维模型效果如图10所示㊂图9 三维场景构建流程图10 三维模型效果3.3 水库下游洪水演进三维场景基于GIS 引擎,以BIM 模型及构建的三维场景为基础,结合洪水演进数值模型的计算结果,根据其各时刻水深㊁淹没范围等特性进行叠加渲染与三维可视化展示,直观㊁真实的展现水库下游洪水演进过程㊁淹没情况及洪灾损失信息等信息,在洪水风险分析时,三维实景模型的构建相比传统平面地形图评估更加直观准确㊂在此基础上,实现了场景漫游探索㊁信息查询㊁区域量测等信息交互查询功能,可实现医院㊁学校㊁安置点等重点区域洪水信息的实时提取㊁下载等功能,在进行避灾决策时,动态掌握淹没信息,提升决策的准确性和有效性㊂洪水演进过程三维与淹没信息交互查询展示如图11所示㊂31西北水电㊃2023年㊃第3期===============================================图11 洪水演进过程三维与淹没信息交互查询展示4 结 论本文以吉林市碾子沟水库为例,利用BIM㊁GIS㊁倾斜摄影等技术,构建了洪水演进过程三维场景;基于一㊁二维耦合水动力模型,对不同洪水条件下洪水演进过程进行模拟;通过对BIM数据㊁倾斜摄影建模三维数据以及洪水模拟结果进行融合表达,实现了洪水演进过程的快速模拟及全景交互查询分析可视化,结果表明:(1)本文所用模型模拟结果准确,满足实际工程需求;通过对水库不同洪水条件下下游演进过程的模拟及各水力要素的分析发现,随着设计洪水重现期的增大,淹没范围及淹没水深均增大,因此,在面对不同设计洪水条件下,应针对不同淹没范围进行精准施策,进行淹没区避洪转移,最大限度的降低洪灾风险㊂(2)基于BIM+GIS技术与洪水演进水动力模型的耦合,将洪水淹没演进过程进行直观的三维可视化,同时实现了洪水信息的实时交互查询,对水库下游防洪决策具有重要指导意义,有力推动了相关防汛部门智慧水利建设工作㊂参考文献:[1] 黄国如,罗海婉,卢鑫祥,等.城市洪涝灾害风险分析与区划方法综述[J].水资源保护,2020,36(06):1-6,17. 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(上接第14页)参考文献:[15] Hou Jingming,Liang Qiuhua,Simons Franz,et al.A 2D well-bal⁃anced shallow flow model for unstructured grids with novel slope sourceterm treatment[J].Advances in Water Resources,2013,52:107-131.[16] 王敏,卢金友,姚仕明,等.金沙江白格堰塞湖溃决洪水预报误差与改进[J].人民长江,2019,50(03):34-39.[17] 王俊珲,侯精明,王峰,等.洪涝过程模拟及三维实景展示方法研究[J].自然灾害学报,2020,29(04):149-160.[18] 李政鹏,皇甫英杰,李宜伦,等.基于BIM+GIS 技术的前坪水库溃坝洪水数值模拟[J].人民黄河,2021,43(04):160-164.[19] Yang B,Ma J,Huang G,et al.Development and Application of3D Visualization Platform for Flood Evolution in Le'an River Ba⁃sin of Wuyuan[C]//IOP Conference Series:Earth and Environ⁃mental Science.IOP Publishing,2021,638(1):012053.[20] 宋利祥.基于高稳㊁高速计算的洪水实时分析技术[J].中国防汛抗旱,2019,29(05):6-7.[21] 杨莉玲,宋利祥,邓军涛,等.一㊁二维耦合数学模型在感潮河网洪水风险图编制中的应用[J].长江科学院院报,2017,34(09):36-40.[22] 陈文龙,宋利祥,邢领航,等.一维-二维耦合的防洪保护区洪水演进数学模型[J].水科学进展,2014,25(06):848-855.[23] 宋利祥.HydroMPM 模型及其在地表水环境影响评价中的应用[C]//环境保护部环境工程评估中心.2014年中国环境影响评价研讨会大会报告集.武汉:环境保护部环境工程评估中心,2014:704-743.[24] 孙继鑫,王剑,杨少雄,等.黄河水库下游河段洪水影响规律数值模拟研究[J].西北水电,2022(02):18-26.[25] 刘志明.以BIM 技术促数字赋能推进智慧水利工程建设[J].中国水利,2021(20):6-7.[26] 胡乃勋,吴巨峰,赵训刚,等.基于BIM+GIS 技术的桥梁数字孪生平台研究[J /OL ].土木建筑工程信息技术:1-8.https:// /kcms /detail /detail.aspx?FileName =HJPG201406001029&DbName =CPFD2014.[27] 中华人民共和国水利部.洪水风险图编制导则:SL 483-2010[S].北京:中国水利水电出版社,2017.02王鹏,张利娜,沈延青,祁善胜.22019年黄河干流唐乃亥站两次编号洪水的降水成因分析===============================================。
城市内涝洪水数值模拟及三维场景构建研究
城市内涝洪水数值模拟及三维场景构建研究目录一、内容综述 (2)1.1 研究背景 (2)1.2 研究目的与意义 (3)1.3 研究内容与方法 (4)二、理论基础与文献综述 (5)2.1 城市内涝洪水形成机理 (8)2.2 数值模拟技术及其应用 (9)2.3 三维场景构建技术及其在防洪中的应用 (10)2.4 国内外研究现状及发展趋势 (11)三、城市内涝洪水数值模拟 (12)3.1 模拟方法选择 (13)3.2 模拟算子与离散化方法 (14)3.3 模拟过程与参数设置 (16)3.4 模拟结果分析与验证 (17)四、城市内涝洪水三维场景构建 (18)4.1 三维场景建模方法 (20)4.2 地形地貌建模 (20)4.3 水文气象要素建模 (22)4.4 模拟场景生成与可视化 (23)五、城市内涝洪水风险评估与管理 (24)5.1 风险评估指标体系构建 (25)5.2 风险评估模型建立与求解 (26)5.3 防洪措施与应急预案制定 (27)六、案例分析 (28)6.1 实际城市案例选择 (29)6.2 模拟结果分析与对比 (30)6.3 防洪措施实施效果评估 (32)七、结论与展望 (33)7.1 主要研究成果总结 (34)7.2 存在问题与改进方向 (35)7.3 未来研究与发展趋势 (36)一、内容综述随着城市化进程的加快，城市内涝问题日益严重，对城市基础设施和人民生活造成了极大的影响。
为了更好地了解城市内涝洪水的特点及其对城市的影响，本文对城市内涝洪水数值模拟及三维场景构建进行了研究。
本文对城市内涝的概念进行了界定，分析了城市内涝的形成机制和发展过程。
本文介绍了城市内涝洪水数值模拟的方法和技术，包括水文模型、降水模型、径流模型等，并结合实际案例对这些方法和技术进行了详细的阐述。
本文探讨了基于三维场景构建的城市内涝洪水仿真系统的设计和实现，包括数据采集、模型建立、可视化展示等方面的内容。
通过对城市内涝洪水数值模拟及三维场景构建的研究，本文旨在为城市规划和管理提供科学依据，以期减轻城市内涝带来的负面影响，提高城市的可持续发展能力。
小浪底水利枢纽工程三维可视化系统的设计与实现
个 交 互 友 好 的 可 视 化 系 统 环 境 以 提 高 水 利 工 程 的
数 字 武 夷 山等 。
结 合 小 浪 底 水 利 枢 纽 工 程 的 需 求 及 综 合 比较 国 内外 三 维 ＧＩ Ｓ软 件 的 优 缺 点 ，决 定 采 用 Ｓ ｙｉｅ作 为 ｋｌ ｎ 小浪 底 水利 枢 纽 工 程 大坝 三 维 可 视化 与 大 坝 安全 监 测 系 统 的 最 终 平 台 。 在 技 术 支 持 上 ．主 要 考 虑 到 以
（ 拥 有 当 今 世 界 上 最 先 进 的 三 维 及 网 络 海 量 ４） 数 据 传 输 技 术 专 利 ， 动 画 漫 游 速 度 流 畅 。 显 示 效 果
良好 。
图 ２
三维 司 视 化 买 现 流 程
３１ 多 源 数 据 的 采 集 与 准 备 ．
（ ） ＤＥ 数 据 。 小 浪 底 水 利 枢 纽 工 程 大 坝 核 心 １ Ｍ 区 域 约 ４ ｍ。 开 凿 人 工 地 形 居 多 ． 地 形 复 杂 ． 起 ０ｋ ．
管 理 效 率 和 决 策 水 平 ．一 直 是 广 大 工 程 技 术 人 员 所
面 临 的课 题 。 三 维 可 视 化 技 术 是 近 年 来 发 展 起 来 的 一 项 新 技
术 ，广 泛 应 用 于 矿 产 、地 质 、数 字 城 市 等 诸 多 领 域 ，
但 在 水 利 工 程 上 应 用 还 不 是 很 多 。 因 此 ，本 文 将 把
ＧＩ Ｓ技 术 与 三 维 可 视 化 相 结 合 ，建 立 起 一 个 能 科 学 、
直 观 、逼 真 地 再 现 小 浪 底 水 利 大 坝 工 程 虚 拟 可 视 化
收 稿 日期 ：２ １ — ４ ２ ０ １０ — ７
基于CiteSpace知识图谱的水文大数据研究进展
第４５卷第２期人民珠江 ２０２４年２月 ＰＥＡＲＬＲＩＶＥＲｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｒｅｎｍｉｎｚｈｕｊｉａｎｇ．ｃｎＤＯＩ：１０ ３９６９／ｊ ｉｓｓｎ １００１ ９２３５ ２０２４ ０２ ００５基金项目：国家重点研发项目（２０２１ＹＦＣ３２００２００）收稿日期：２０２３－０４－０９作者简介：孟露（２００２—），女，本科，主要从事水利水电方向的研究。
Ｅ－ｍａｉｌ：１６６３２８６８２８７＠１６３．ｃｏｍ通信作者：杨海波（１９７６—），男，教授，研究方向为水利遥感。
Ｅ－ｍａｉｌ：ｙａｎｇｈｂ＠ｚｚｕ．ｅｄｕ．ｃｎ孟露，杨海波．基于ＣｉｔｅＳｐａｃｅ知识图谱的水文大数据研究进展［Ｊ］．人民珠江，２０２４，４５（２）：３８－４４．基于ＣｉｔｅＳｐａｃｅ知识图谱的水文大数据研究进展孟 露，杨海波（郑州大学水利与土木工程学院，河南 郑州 ４５０００１）摘要：水文大数据相关研究是近些年水文领域的研究重点和核心问题，同时也是提高水文事务处理效率和增强水文规律真实性及可信性的重要内容。
现将从中国知网（ＣＮＫＩ）收录的２６４篇文献和ＷｅｂｏｆＳｃｉｅｎｃｅ（ＷＯＳ）收录的２１９篇文献作为样本数据，利用ＣｉｔｅＳｐａｃｅ软件对其进行研究人员、研究机构及热点分析，深入探索该领域研究的发展趋势。
研究表明：从发文量总体来看，国内和国际发文量均呈现上升趋势。
从研究人员和研究机构来看，国内学者和机构间呈现“大分散，小聚集”的现象。
从研究热点来看，以“智慧水文”“预警系统”“Ｂｉｇｄａｔａｔｅｓｔｉｎｇ”等为突现关键词意味着该领域的研究重点逐渐向技术化、数字化方向演进，无论在国内还是国际，现代的水文监测技术与水文学方法相对于传统的技术和方法，均具有更高的准确性和稳定性，可以更充分地满足实际应用需求，将水文和大数据相结合逐渐成为了该领域的研究趋势。
关键词：ＣｉｔｅＳｐａｃｅ；知识图谱；水文大数据；可视化分析中图分类号：Ｐ３３３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１ ９２３５（２０２４）０２ ００３８ ０７ＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒｅｓｓｏｆＨｙｄｒｏｌｏｇｉｃａｌＢｉｇＤａｔａＢａｓｅｄｏｎＣｉｔｅＳｐａｃｅＫｎｏｗｌｅｄｇｅＧｒａｐｈＭＥＮＧＬｕ牞ＹＡＮＧＨａｉｂｏ牗ＳｃｈｏｏｌｏｆＷａｔｅｒＣｏｎｓｅｒｖａｎｃｙａｎｄＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ牞ＺｈｅｎｇｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ牞Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ４５０００１牞Ｃｈｉｎａ牘Ａｂｓｔｒａｃｔ牶Ｒｅｓｅａｒｃｈｒｅｌａｔｅｄｔｏｈｙｄｒｏｌｏｇｉｃａｌｂｉｇｄａｔａｈａｓｂｅｅｎａｆｏｃａｌｐｏｉｎｔａｎｄｃｏｒｅｉｓｓｕｅｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｏｆｈｙｄｒｏｌｏｇｙｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ．Ｉｔｉｓａｌｓｏａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｃｏｍｐｏｎｅｎｔｆｏｒｉｍｐｒｏｖｉｎｇｔｈｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｈｙｄｒｏｌｏｇｉｃａｌａｆｆａｉｒｓｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｎｄｅｎｈａｎｃｉｎｇｔｈｅａｕｔｈｅｎｔｉｃｉｔｙａｎｄｃｒｅｄｉｂｉｌｉｔｙｏｆｈｙｄｒｏｌｏｇｉｃａｌｐａｔｔｅｒｎｓ．Ｔｈｉｓｓｔｕｄｙｕｔｉｌｉｚｅｄａｓａｍｐｌｅｄａｔａｓｅｔｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ２６４ｐａｐｅｒｓｃｏｌｌｅｃｔｅｄｆｒｏｍＣｈｉｎａＫｎｏｗｌｅｄｇｅＩｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ牗ＣＮＫＩ牘ａｎｄ２１９ｐａｐｅｒｓｃｏｌｌｅｃｔｅｄｆｒｏｍＷｅｂｏｆＳｃｉｅｎｃｅ牗ＷＯＳ牘．ＵｓｉｎｇＣｉｔｅＳｐａｃｅｓｏｆｔｗａｒｅ牞ｔｈｉｓｐａｐｅｒａｎａｌｙｚｅｄｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｅｒｓ牞ｉｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎｓ牞ａｎｄｒｅｓｅａｒｃｈｈｏｔｓｐｏｔｓａｎｄｅｘｐｌｏｒｅｄｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｒｅｎｄｏｆｒｅｓｅａｒｃｈｉｎｔｈｉｓｆｉｅｌｄｉｎｄｅｐｔｈ．Ｔｈｅｆｉｎｄｉｎｇｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔ牞ｏｖｅｒａｌｌ牞ｂｏｔｈＣｈｉｎｅｓｅａｎｄｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓｓｈｏｗａｎｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｔｒｅｎｄ．Ｒｅｇａｒｄｉｎｇｒｅｓｅａｒｃｈｅｒｓａｎｄｒｅｓｅａｒｃｈｉｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎｓ牞ｔｈｅｒｅｉｓａｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎｏｆ ｌａｒｇｅｓｃａｔｔｅｒｉｎｇａｎｄｓｍａｌｌｇａｔｈｅｒｉｎｇ ａｍｏｎｇＣｈｉｎｅｓｅｓｃｈｏｌａｒｓａｎｄｉｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎｓ．Ｅｘａｍｉｎｉｎｇｒｅｓｅａｒｃｈｈｏｔｓｐｏｔｓｒｅｖｅａｌｓｔｈａｔｋｅｙｗｏｒｄｓｓｕｃｈａｓ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｈｙｄｒｏｌｏｇｙ牞 ｅａｒｌｙｗａｒｎｉｎｇｓｙｓｔｅｍ牞 ｂｉｇｄａｔａｔｅｓｔｉｎｇ ｓｉｇｎｉｆｙｔｈａｔｔｈｅｆｏｃｕｓｏｆｒｅｓｅａｒｃｈｉｎｔｈｉｓｆｉｅｌｄｉｓｇｒａｄｕａｌｌｙｓｈｉｆｔｉｎｇｔｏｗａｒｄｓｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌａｎｄｄｉｇｉｔａｌｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓ．Ｗｈｅｔｈｅｒｄｏｍｅｓｔｉｃａｌｌｙｏｒｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｌｙ牞ｍｏｄｅｒｎｈｙｄｒｏｌｏｇｉｃａｌｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓａｎｄｈｙｄｒｏｌｏｇｉｃａｌｍｅｔｈｏｄｓ牞ｉｎｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｔｏｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓａｎｄｍｅｔｈｏｄｓ牞ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｈｉｇｈｅｒａｃｃｕｒａｃｙａｎｄｓｔａｂｉｌｉｔｙ．Ｔｈｅｙｃａｎｍｏｒｅｆｕｌｌｙｍｅｅｔｔｈｅｐｒａｃｔｉｃａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ牞ａｎｄｔｈｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆｈｙｄｒｏｌｏｇｙａｎｄｂｉｇｄａｔａｈａｓｇｒａｄｕａｌｌｙｂｅｃｏｍｅａｒｅｓｅａｒｃｈｔｒｅｎｄｉｎｔｈｉｓｆｉｅｌｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ牶ＣｉｔｅＳｐａｃｅ牷ｋｎｏｗｌｅｄｇｅｇｒａｐｈ牷ｈｙｄｒｏｌｏｇｉｃａｌｂｉｇｄａｔａ牷ｖｉｓｕａｌａｎａｌｙｓｉｓ第２期孟露，等：基于ＣｉｔｅＳｐａｃｅ知识图谱的水文大数据研究进展随着物联网技术的普及，大数据、云计算和人工智能技术的逐步成熟，中国水利信息化发展进入智慧水利的新阶段［１］。
洪水演进模拟的三维可视化研究浅析_吕爱民
89河南科技2010.4下一、引言随着“数字地球”、“数字城市”、“数字流域”等概念的相继提出，虚拟现实技术越来越多的受到人们的关注，应用的领域也由原来投资较高的军事、航空业逐渐扩展到普通行业，如地学、医学、制造业、艺术与娱乐等。
当前，虚拟现实技术在地学相关行业的应用主要集中在地域三维漫游、工程规划仿真、三维信息获取等几个方面，以其独特的表现手段为三维场景的模拟提供了全新的人机交互接口，也为这些行业的信息化和仿真提供了新的手段和发展方向。
二、 洪水演进的研究背景在遍及全球的各种自然灾害中，洪水灾害是最常见和危害最大的一种。
人类与洪水灾害斗争了几千年，时至今日，洪水灾害仍然居各种自然灾害之首位。
据统计，在世界范围内每年的洪涝灾害损失占各种自然灾害总损失的40%，洪涝灾害是人类面临的主要自然灾害，而中国更是一个饱尝水患之苦的国家。
因此，要实施有效的防洪减灾策略以及洪水资源利用计划，就必须深入科学她认识流域的洪水演进规律和行洪过程，对流域洪水淹没过程进行模拟仿真。
由于地理信息系统（GIS）具有独特的空间信息处理和分析功能，具有空间性和动态性，它可以为洪水预测及演进仿真模拟的研究提供对多源地表空间信息的综合分析和解释;可视化技术使人能够在三维虚拟世界中对洪水演进的现象和规律进行观察、操作和分析，更好的了解洪水发生的过程，因此它们是开展洪水演进研究工作的自然选择。
三、 洪水演进模拟实现技术分析洪水演进模拟仿真模块的开发是一项复杂的专题，它涉及的领域非常广泛，包括水利学、水文学、地理学、三维可视化、遥感等诸多领域。
1. 地理信息系统概述三维地理信息系统是目前国内外学术界研究的热点，它的提出一定程度上是为了克服二维系统的缺陷，从而满足实际应用的需要。
当前研究和开发三维GIS的思路可归纳为两种:（1）由于三维GIS首先要将地理数据变为可见的地理信息，而通用的GIS已经不能满足大量的对可视化技术的需求，因此人们从三维可视化领域向三维GIS系统扩展，这一点同早期的二维GIS来源于计算机制图管理是一样的，它是从可视化的角度出发的。
基于双时相遥感影像差异信息的深度学习滑坡检测
第44卷第2期航天返回与遥感2023年4月SPACECRAFT RECOVERY & REMOTE SENSING153基于双时相遥感影像差异信息的深度学习滑坡检测瞿渝王志辉于会泳*石娴（山东科技大学测绘与空间信息学院，青岛266590）摘要目前利用高分辨率卫星影像进行滑坡等地质灾害识别逐渐成为研究热点，滑坡目视解译依赖于解译人员的经验，耗时费力且提取精度低，而传统的滑坡自动识别方法易将滑坡和道路、裸地、建筑等多种具有相似光谱信息的地物混淆。
针对以上问题，文章使用一种双时相高分辨率卫星影像差异信息的深度学习滑坡检测算法，获取时序影像各个波段和归一化植被指数（Normalized Difference Vegetation Index，NDVI）的差异影像作为深度学习的输入特征。
为充分挖掘滑坡前后影像多种信息差异特征，采用了U-net 网络模型耦合空洞空间金字塔池化和嵌入注意力机制模块相结合进行滑坡特征提取的方法，该方法增强了滑坡边界信息的保存，能够有效地提取滑坡边界信息和发生剧烈变化的区域。
利用上述方法对恩施市和九寨沟进行了滑坡检测，实验结果显示，所取得的综合评价指标值（F1-Score）分别为88.4%和90.53%，误差较小、精度较高。
表明该方法能够准确检测出高分卫星数据的滑坡边界，且能保持滑坡的完整性。
关键词滑坡检测差异影像空洞空间金字塔池化注意力机制模块中图分类号: TP79；P642.22文献标志码: A 文章编号: 1009-8518(2023)02-0153-10 DOI: 10.3969/j.issn.1009-8518.2023.02.016Deep Learning Landslide Extraction Based on Difference Information of Dual-phase Remote Sensing ImagesQU Yu WANG Zhihui YU Huiyong*SHI Xian(College of Surveying and Spatial Information, Shandong University of Science and Technology, Qingdao 266590, China)Abstract Current using of high-resolution satellite images to identify geological hazards such as landslides has gradually become a research hotspot. The visual interpretation of landslides relies on the experience of the interpreter, and is time-consuming and labor-intensive, and the extraction accuracy is low. However, the traditional landslide automatic identification method is easy to confuse the landslide with various ground objects with similar spectral information, such as roads, bare ground and buildings. In response to the above problems, this paper uses a deep learning technology landslide detection algorithm based on dual-phase high-resolution satellite image difference information, obtain each band of time series images and the normalized difference vegetation index (NDVI) difference image as the input feature of deep learning. To fully excavate the characteristics of various information differences in the images before and after the landslide, a收稿日期：2022-05-24基金项目：山东省自然科学基金（ZR2020MD051）引用格式：瞿渝, 王志辉, 于会泳, 等. 基于双时相遥感影像差异信息的深度学习滑坡检测[J]. 航天返回与遥感, 2023, 44(2): 153-162.QU Yu, WANG Zhihui, YU Huiyong, et al. Deep Learning Landslide Extraction Based on Difference Information of154航天返回与遥感2023年第44卷method for landslide feature detection with U-net network model coupled with atrous spatial pyramid pooling and embedded attention mechanism module, this method enhances the preservation of landslide boundary information, and can effectively extract landslide boundary information and areas with drastic changes. Landslide detection in Enshi and Jiuzhaigou by the method in this paper, the experimental results show that the obtained F1-Scores are 88.4% and 90.53%, respectively, with small errors and high precision. The method in this paper can accurately detect the landslide boundary of high-resolution satellite data, and can maintain the integrity of the landslide.Keywords landslide detection; difference image; atrous spatial pyramid pooling; attention mechanism module 0 引言滑坡作为自然灾害之一，对人们的生命和财产构成了严重威胁，频繁发生的滑坡引起了极大的社会关注。
三维景观图制作.pptx
02 三维景观生成
三维景观图制作
图像几何校正
•几何校正具体步骤
输入控制点，在DEM 图像中选择 一个输入控制点，然后在多光谱图像中 选择一个对应的参考控制点，GCP 工具 将根据对应的坐标值自动生成转换模型， 图像重采样。
地形特征点、线
三角剖分
高程内插
TIN表面模型
高程内插
GRID表面模型
三维景观图制作
01 DEM 生成
DEM数据生成方法
数字像片
像对定向
•摄影测量法
航空摄影测量获取的立体相对为数 据源，在数字摄影测量系统上进行相对 定向，绝对定向等，以自动或半自动的 方式采集DEM数据。
数字立体模型
规则格网采样
混合采样
TIN 模型 DEM 模型
01 DEM 生成
02
三维景观生成
基于ERDAS 的三维地形可视化
三维景观图制作
DEM数据预处理
•图像投影变换
在ERDAS IMAGINE 中进行，打开面板工具 条中的DataPrep 下Reproject Images，然 后设置相关的参数，包括投影类型、输出像 元大小、重采样方法、定义转换方法等，OK 后即执行图像投影变换。
《遥感原理与制图》
三维景观图制作
主讲人：杨传宽 黄河水利职业技术学院
目录
CONTENTS
01 DEM 生成 DEM 是数字高程模型生产方式介绍 02 三维景观生成 基于ERDAS 的三维地形可视化
01
DEM 生成
DEM 是数字高程模型（Digital Elevation Model）的简称，是在某一投 影平面（如高斯投影平面）上规则格网点的平面坐标及高程的数据集，通 过等高线、或建立航空航天影像来表达地面高程起伏形态的数字模型。
2011国家自然科学基金项目清单
项目批准号/申请代码171171107/G01120271171092/G01120171101039/G01120371101138/G01120371171131/G011271130001/G011271171068/G01120371101133/G01120371110307015/G01120171101110/G01120371131002/G011271171129/G01120371171067/G01120371171122/G011271171209/G01120371101100/G01120371171153/G01120171171007/G01120371110307021/G01120371171029/G01120271101065/G01120171110307029/G011271101042/G01120371171157/G01120171171028/G01120171110107026/最优化数据挖掘的商业智能方法以及在金融与银行管理中的应用石勇信息系统协会中国分会第四届学术年会王洪伟 基于集成学习的商务智能中非均衡数据分类方法研究王刚 政府应急管理能力成熟度评估研究 田军 安全系统开发(SSD)创新的消化吸收模式研究宋明秋 价值模式挖掘及应用研究吴俊杰 “符号数据分析方法及其应用”国际研讨会 吴俊杰 基于行为运筹的城市物流协同配送及其干扰管理研究 王旭坪 情境视角下企业信息技术能力的商业价值实现机理王念新 云计算环境下个性化旅游服务供应链构建方法研究 徐如志 面向小样本多属性决策的软集合理论及其应用研究 肖智 类别不平衡环境下的客户价值区分迁移集成模型研究 肖进 24小时知识工厂的知识共享活动模型与服务支持系统研究夏火松 多源扰动情境下网络舆情的演化机理与净化模型研究杨洋 云计算环境下的多源信息服务系统研究杨善林 能耗约束下港口物流网络的空间协同模式与调整策略 杨斌 突发事件网络信息传播规律及舆情分析方法研究 闫相斌项目名称项目负责人基于智能技术的国际碳市场价格驱动因素研究易兰 第5届国际信息管理中国夏季研讨会叶强 基于社会网络的移动优惠券兑现影响因素分析及同伴推荐系统研究 赵学锋 面向网络化创新外包的任务-人才在线匹配研究张朋柱 中国调查数据库建设袁卫 群体性突发事件的动态模糊粗糙集预警模型研究 于光 基于“人即服务”理念的决策支持系统设计理论和方法研究 周献中 网络口碑与商家绩效相互影响的动态机制研究:理论模型构建与实证分析张紫琼 基于网络潜在群体的开源软件缺陷解决研究 张文G011203 71171145/G0112 71171186/G0112 91124008/G011203 71171101/G011201 71101038/G011201 71171097/G011201 71101126/G011203 71171062/G011201 71171172/G011202 71171197/G011201 71171196/G0112 71101136/G011201 71101061/G0112 71171121/G011201 71101074/G011203 71110107009/ G011203 71171132/G011201 71110307038/G0112 71101037/G011201 71171030/G011203 71101010/G0112 71161015/G011201 71110107042/G011271101018/ G011201 91124007/ G011203 91124001/ G0112基于社会媒体的网络调查适用性与参与意愿形成机制研究 方佳明 非常规突发事件网络舆情作用机制与相关决策风险研究 方滨兴 面向非常规突发事件主动感知与应急指挥的物联网技术与系统 丁治明 动态数据挖掘中的演化聚类模型与算法研究 郭崇慧基于本体与异质复杂网络的推荐系统研究 甘明鑫随机QoS感知的服务计算风险管理研究 付晓东 NIS安全风险管理中业务流程连续性问题研究 冯楠 集成概念漂移的商业数据流组织管理机制与个性化挖掘算法研究 琚春华 诊疗本体自动构建方法与过程驱动的本体进化机制研究 姜丽红 2011年度国际信息系统学术会议 黄丽华 基于数据流视角的商业流程整合研究 郭熙铜 IT能力价值创造的实证研究：基于供应链整合和领导风格视角 刘和福 面向移动商务环境的自动信任协商效率提升方法研究 刘百灵 面向服务过程的异常事件分析、管理及服务流程优化技术研究 李秀 基于用户知识情境的Web信息语义获取方法研究 李敏 网格环境下用户QoS需求驱动的移动服务资源选择优化研究 莫赞 科研创新社区网络中基于用户特征的推荐方法研究 马建 复杂信息系统体系结构演化分析方法 罗爱民 基于资源约束Petri网的过程建模与集成方法 刘俊先 复杂产品项目集成工作分解结构(IWBS）方法研究 任南 基于赞助搜索的关键词广告优化策略研究 祁巍 分布式元数据一致性与XBRL财务报告质量控制 潘定 基于自组织聚类半参数系统的金融时间序列预测模型研究 倪禾 最优化数据挖掘的商业智能方法以及在金融与银行管理中的应用 石勇 基于生态位和协同演化理论的制造企业信息化演进机制研究 邵宏宇 基于多主体系统仿真的经济周期涌现问题研究 尚维 大规模信息传播和情感倾向的实证与分析 尚明生71101029/G011201 71101023/G011203 71171106/G011201 71111140394/ G011201 71101103/G011271171080/G011203 71150110170/G0112 71102010/G021102 71128003/G021102 71102138/G021102 71102117/G021102 71162005/G021102 71172046/G021102 71102018/G021102 71172199/G021102 71172135/G021102 71172188/G021102 71102065/G021102 71102111/G021102 71110107027/ G021102 71103136/G031401 71173197/G031401 71173187/G031401 71103138/G031401 71173249/G031401 71173164/G031401 71163033/基于数据挖掘的大型燃煤发电机组节能诊断理论与方法研究 陈德刚 An Investigation into a Patterns Approach forCollaborative User Requirements Elicitation in ChinaAida Azadegan 态度-行为关系视角下可解释客户流失预测模型研究 陈震宇SOA中基于agent的企业电子服务协同流程动态自适应方法研究 陈曦组织间关系对供应链跨组织信息系统应用和协作影响的中韩对比研究陈文波 复杂管理环境下Web服务应用中的服务组合与进化 陈富赞互联网环境下国际团队中的个人信任发展规律实证研究：基于建导式协作背景程絮森中国文化视角下商务智能（BI）在电子商务企业中应用方法及其实证研究——以云南电子商务企业为例叶琼伟Web2.0环境下小众文化网络群体交互影响与价值产生机理研究 张楠基于在线产品评论信息的消费者决策支持和虚假电子商务网站自动识别研究张东松基于理性行为理论的开放式在线外包市场中信任形成机制研究 曾庆丰基于网络搜索数据的电子商务交易量预测研究- - 以3C产品为例 彭赓 开放式服务交付平台（OSDP）的运营模式分析与研究 吕廷杰 Online-to-Offline商务环境下"切客"一族生活模式挖掘研究 杨峰 移动社会网络的用户交互特质与价值需求满足机制研究 彭志伟 基于社会网络的协作模型及推荐技术研究 陈翔 新兴电子商务平台上中小企业成长模式与关键因素研究 陈国青泛在环境下基于情境感知的信息多维推荐服务模型与实现研究 曾子明基于商务智能技术分析能力与集体警觉对多渠道零售商服务创新的影响研究胡立斌 基于用户可信度的抗托攻击协同过滤推荐机理研究 高旻基于语言模型的通用实体检索建模及框架实现研究 陆伟基于EA的灾害应急管理信息资源目录体系构建研究：以江西省为例 刘春年 基于知识地图的对等网语义社区及其知识共享研究 秦春秀 知识网络的形成机制及演化规律研究 马费成关键字竞价广告的投标价通胀机理、演化规律与决策支持研究 袁勇数字保存经济要素与经济评价研究 臧国全专利h指数与专利信息网络测度研究 叶鹰G031401 71103081/G031401 71103085/G031401 71173163/G031401 71163029/G031401 71101142/G0107 71101141/G0107 71110307020/G0107 71171116/G0107 71110107035/G0107 71161011/G0107 71171113/G0107 71171148/G0107 71101132/G0107 71171102/G0107 71171179/G0107 71171151/G0107 71101025/G0107 71171051/G010901 71171059/G0109 71171072/G0109 71171050/G0109 71171183/G0109 71125004/G0109 71171126/G0109 71161019/G010901 71101152/ 基于EA的灾害应急管理信息资源目录体系构建研究：以江西省为例 刘春年云计算环境下图书馆的信息服务等级协议研究 邓仲华基于领域本体的蒙古文数字资源整合机制研究 鲍玉来基于通用加权XML模型的个性化用户兴趣本体研究 李树青 基于文本语义挖掘的商品评论信息可信度分析研究 丁晟春第四届商务智能与金融工程国际学术研讨会 张大斌 基于灰拓扑空间的多周期区间灰数预测模型及其应用研究 姚天祥 基于景气分析框架的原油价格周期波动分析及拐点预测 张珣 组合预测新方法及其应用研究 张新雨 具有灰色不确定信息特征的煤炭地下气化系统预测建模技术研究 谢乃明 基于语义计算的高维复杂数据降维理论与实证研究 向阳 公交网络优化与交通需求管理合作研究 徐猛经济变量因果性的多时间尺度效应及因果推断 徐海云MTO-MTS管理模式下混合流程制造业多级库存匹配与合同计划协同管理方法研究张涛 高速公路运营状态的不确定性建模和预测 郭建华 基于复杂动力网络的突发事件信息同步传播行为及其模型研究 庄亚明 基于多源多维随机融合核案例推理的信用违约互换风险预测 李辉 有一定物理基础的神经网络及其泛化技术研究 胡铁松棉花产业链内部竞争博弈与棉花价格波动研究 张立杰 基于本体的应急物流Multi-Agent建模与应急任务协作求解 张立交通系统优化与管理 张小宁 基于灰色理论的小样本振荡序列预测方法及其应用研究 王正新 电网安全预警管理中的负荷预测研究及应用 王建州多渠道传媒广告时段定价与最优分配研究 周蓉 考虑竖直和水平协作的动态经济批量问题研究 钟金宏基于生物细胞弹性理论的供应链弹性测度模型研究：以食品安全事件冲击下的食品供应链为例赵林度 基于消费行为的碳足迹测定及演化机理研究 赵定涛G0109 71171135/ G0109 71101067/ G0109 71101059/ G010902 71101008/ G01090271171199/ G0109 71171040/ G0109 71171155/ G0109 71101022/ G0109 91124005/ G0109 71125001/ G0109 71171049/ G0109 71101036/ G0109 71161017/ G010901 71101007/ G0109 71171085/ G010902 71101047/ G010902 71171208/ G010901 71101102/ G0109 71171015/ G010901 71171066/ G0109 71171133/ G0109 71171099/ G0109 71161003/ G010902 71171070/ G0109 71132005/ G0208 71172229/基于结构本质安全的复杂系统组元作用机理研究 王瑛 离散制造系统生产计划的弹复性分析及优化排程方法的研究 王庆 基于本体的应急物流Multi-Agent建模与应急任务协作求解 张立 基于供需网(SDN)基本特征理念的企业合作优化模型方法研究 徐福缘 江西农村规模养种与场户双结合的反馈系统仿真分析 刘静华 基于随机优化理论的列车节能操纵问题研究 李想 交易型开放式指数证券投资基金组合套利投资中的动态市场风险测度及其最优动态资产配置策略王良 复杂耦合网络上相继故障建模及保护策略研究 王建伟非常规突发水灾害事件应急合作机制与建模仿真 王慧敏金融市场投资者情绪演化的动力学机制研究 方勇 基于计算实验方法的企业环境行为分析与引导策略研究 杜建国 基于计算实验的计算机软件扩散模式及知识产权管理策略研究 陈若航 基于多智能体建模与仿真的多渠道供应链协调问题研究 李锋 基于计算实验的电子商务协同服务与消费转移的交互演化机制 蒋国银 规模养种生物质能供应链系统动态仿真与反馈协调机制研究 贾晓菁 顾客网络舆情对供应链系统的影响及其危机应对研究 徐峰 基于贝叶斯网络和演化博弈的社会化媒体信息传播建模和模拟 吴江 面向资源约束和公交导向的信号交叉口多方式交通流协同运行的仿真建模方法研究魏丽英管理系统工程（研究领域） 王红卫 突变型顾客需求下供应链库存管理策略研究 王海燕 气候灾害风险下区域关键基础设施系统弹复管理机制研究 苗鑫城市道路上的自发秩序—不规范驾驶行为的形成、影响与治理 贾宁 综合客运枢纽集散服务网络优化 季常煦 支持价值觉察的服务供应链运作模型及分析方法 何霆面向制造企业的协同物流系统优化机制及多Agent仿真研究 陈畴镛 网络环境下基于新一代交互技术的客户关系与营销渠道管理 庄贵军 关系营销的动态组合模型相关命题的实证检验 周筱莲G020801 71172130/ G020802 71102089/ G0208 71172129/ G020802 71172156/ G020801 71102078/ G0208 71172031/ G020871172209/G0208 71102046/G0208 71172097/G020801 71172163/G0208 71102144/G0208 71102143/G0208 71102166/G020802 71172215/G0208 71128002/G020803 71102009/G020802 71162020/G020802 71102079/G020801 71102161/G020802 71172038/G020803 71172208/G0208 71102038/G020802 71102081/G020802 71172069/G0208 71111140395/ G020802 71172002/垂直渠道系统中的冲突解决机制研究：多边竞争视角 张广玲 “社会关系- - 市场资产”的转化机制及二者的整合效应研究 张峰 基于社交网企业启动泛关系链传播品牌研究 - - -特点、机理与管理周洁如 基于虚拟品牌社群的企业负面网络口碑治理研究 张杨 节俭的日常消费与奢侈的大件消费：面子观角度的解读与实证 张新安在线口碑与消费者行为的动态机制研究：基于消费者学习的视角 杨沙 体验分享对品牌至爱的影响机制：基于分享现实理论的研究 杨德锋 顾客忠诚对赢利性的影响机理研究：基于行为视角 张德鹏 基于共创价值的互动导向、顾客行为与企业绩效关系的实证研究 于洪彦 面向经销商主导的在线大规模定制顾客需求交互和满足模型及实证研究伊辉勇三类公司品牌联想对产品评价的影响机制研究：品牌关系的视角 谢毅 以迁移性和交互性分离为特征的现代服务业全球营销战略研究-兼及在中国的管理实践吴晓云 甘宁青回族老字号品牌进化路径与政策研究 杨保军 基于服务主导逻辑的供应链导向：维度构建、驱动因素和对绩效的作用机制薛佳奇社群互动仪式对三梯度消费行为的影响：情感能量中介和关系网络调节机制研究薛海波中韩消费差异对跨文化认知消费心理的启示 吴沙莉 多渠道整合对零售商权益的作用机理研究：基于线上与线下的视角 吴锦峰 关系营销的动态组合模型相关命题的实证检验 周筱莲 平台企业双边客户关系价值测度方法研究 张瑞金 渠道竞合行为、控制机制和关系结果：基于松散耦合理论的实证研究张磊楠 消费者对融合产品的评价与选择的心理机制研究 张红霞顾客参与对新产品开发的影响：基于调节聚焦理论的实验研究 姚山季 动态品牌体验对消费者-品牌关系的影响及作用机制研究-社会网络视角姚琦 嵌入关系作为营销渠道中企业间治理机制：对其成因及后果的双边动态研究杨志林从流量到销售：网商在电子市场上建立竞争优势的资源要素 徐云杰 顾客社会化研究：理论建构与实证检验 徐岚 消费者信任受损及修复机理研究 徐彪G020802 71172012/ G020803 71102128/ G020802 71172145/ G020802 71172164/ G02080271172065/G020801 71172212/G020802 71172162/G0208 71172032/G020801 71172036/G020801 71172210/G020801 71110307026/ G020802 71172155/G020801 71102177/G020802 71102064/G0208 71102104/G020802 71172196/G0208 71172037/G020803 71172085/G020801 71172128/G0208 71102007/G020801 71102008/G020802 71162017/G020802 71102099/G020802 71172211/G020802 71172122/G020802 71102127/ 关系专用性投资、品牌内化对边界人员关系及企业间合作绩效的影响研究王国才 中国人的面子、象征消费及消费者对品牌意义的反应研究 王长征 多渠道整合对零售商权益的作用机理研究：基于线上与线下的视角 吴锦峰 互联网广告对产品市场竞争格局和社会福利的影响规律研究 闻中消费者产品涉入对品牌转换行为的影响：中介效应模型与调节效应模型的实证检验桑辉 渠道关系中专项投资不对称的形成机制及作用效果研究 钱丽萍 渠道边界人员“关系”对企业绩效的影响机制研究 田宇 获取和预测多维属性产品的消费者偏好：基于稀疏和完整自我明示数据的混合方法苏萌 非马尔可夫过程中的消费者决策机制：实证研究及动态蒙特卡罗模拟宋亦平面对面互动对消费者决策的影响研究：理论机制与营销应用 刘文静 网络消费者的仿冒品品牌选择行为研究 刘枚莲 情绪性权衡困难对消费者情绪及决策行为的影响机制研究 庞隽 关于USP的测量、伦理、路径与策略研究 牛永革 搜索引擎广告的关键词筛选与竞价策略：考虑多重约束的理论模型与实证研究卢向华"教育一个学生，影响一个家庭，辐射整个社会" - “向上”的代际影响对创新产品扩散理论的延伸和修正梁剑平 基于双重自我搏弈的消费者延迟偏好的反转研究: 心理模拟视角 李晓 自有品牌（PB）开发对零供关系的影响研究 李健生基于社会动机的消费者多样化寻求行为研究 王毅 消费者创造价值及其对品牌忠诚的作用研究- - 基于社会互动的视角王新新 品牌原产国刻板印象反转机制研究——基于刻板表征理论中的亚分组和去个性化模式王海忠基于网络的组织间信任研究：社会资本对信任构建的影响及信任的治理效果寿志钢 中国市场营销知识创新国际研讨会 施卓敏 社会网络环境下顾客资产形成、驱动与测量研究 邵景波促销决策的情绪-认知交互作用机制：基于后悔、时间压力和认知闭合需要的实证研究卢长宝 离岸KPO客户服务质量治理机制研究 刘益 中国区域市场品牌竞争与企业绩效之空间数据模型分析与实证研究 刘霞谁来推荐更有效？顾客的社会网络对口碑推荐效果的影响机制研究 李季G0208 71172121/ G0208 71172133/ G02080171172218/G020801 71172001/G020802 71102098/G020802 71102113/G0208 71172030/G0208 71162001/G020802 71102037/G020802 71172207/G0208 71172015/G020802 71102080/G020802 71172033/G020802 71172114/G020803 71172217/G020801 71172070/G020801 71172042/G020801 71172087/G020801 71172011/G020801 71102032/G0208 71162011/G0208 71102139/G020801 71173004/G0306 71130002/G030602 71173236/G030602 71110107025/农村市场渠道管理效率研究－基于三方博弈的角度 李宝库 服务共享中的顾客兼容性研究：成因、影响与管理策略 黎建新基于心理账户补偿机制的消费者旧产品处置行为研究：理论体系与管理策略黄劲松海尔、联想等来自发展中国家的全球品牌如何被发达国家消费者接受？消费者全球-当地认同的影响作用研究郭晓凌 食品安全事件对公众食品消费决策的影响研究：基于恐怖管理的视角柯学 网络广告界面特性对消费者注意的影响研究：认知神经视角 蒋玉石 体育赞助对品牌资产的提升及其作用机制研究 江明华服务行业售后服务中的员工满意、顾客满意及管理层支持关系研究 陈荣 CGM环境中顾客参与内容创造的个体心理机制及群体创造规律研究 曹花蕊 “家”的观念如何影响家庭购买决策 符国群 网络购物信息环境对消费者购买决策行为的影响研究- - 基于有限理性的视角范晓屏 零售商导入多层次自有品牌的定位策略与渠道控制 范小军农产品营销中心理契约治理机制对渠道绩效影响机理研究——基于江西省龙头企业与农户合作的追踪调研蔡文著 非盈利顾客的评估、激励与放弃：理论模型与实证研究 白寅 整体政府视角下的中国政府跨部门协同机制研究 周志忍 谁来推荐更有效？顾客的社会网络对口碑推荐效果的影响机制研究 李季 共主体国家形象话语及其全球文化嵌入效应和机理研究 李怀斌 基于共赢视角的积分联盟对交叉购买及客户资产的增强效应研究 李纯青 消费行为视角的农民工身份认同困境实证研究 黄侦 "小我"和"大我"对国货偏好影响的动态观点：基于双态度系统的研究黄韫慧 企业领导者前台化行为与企业品牌绩效：关系、作用机制和管理逻辑黄静混合动态情绪及记忆对消费者购买决策的影响机制研究 杜建刚 零部件企业切入国际产业链的能力与路径动态耦合：组织营销视角 程斌武 基于复杂社会网络的中国企业新产品扩散风险理论与实践 陈涛中国健康与养老追踪调查 赵耀辉 利用非线性定价促进能源节约的基础理论和实证研究 张昕竹 健康老龄发展趋势和影响因素研究 曾毅G030671103140/G030603 71173171/G030601 71103204/G0306 71173167/G0306 71103101/G030604 71110107031/ G030602 71103032/G0306 71173137/G0306 71103105/G030601 71103006/G0306 71173126/G0306 91124010/G030603 71103190/G0306 71103090/G0306 71103191/G030603 71103106/G030604 71103029/G030602 71173099/G030601 71163016/G0306 71103014/G030602 71163035/G0306 71103127/G0306 71173143/G0306 71163020/G0306 71173184/G0306 71173015/ 问责制度何以影响地方政府绩效——目标责任制情境下的“问责悖论”研究阎波 情绪驱动的群体性突发事件的行为选择机制和博弈模型研究 熊国强政策学习、政策试验与政策创新：基于二维多源流演化模型的理论与实证王程韡 村民自治背景下农村社区信仰异质性对公共物品供给影响及政策研究阮荣平 区域治理主体网络及其博弈策略研究 谢宝剑 效能建设、创新扩散与绩效改进：面向中国地方政府的实证研究 吴建南 公共服务合同外包的风险管理研究：基于典型个案的分析 王雁红中国益贫式增长的绩效评价与路径优化研究 刘畅 地方政府生态管理与绿色社区志愿者组织成长的互动关系研究——构建长三角地区绿色生态城市的关系模式探析梁莹 无酬劳动的经济价值、测算方法及相关政策研究 齐良书 非常规突发事件应急管理的法制保障系统 马怀德国际公共决策机制研究 刘伟基于工具架构的公共政策文本结构化理论研究与计量实证 黄萃 反倾销反补贴政策选择理论体系与方法研究 何海燕 城市社区卫生服务发展的对策生成与实施效果仿真研究——以中部地区江西省为例李丽清 城市交通需求管理的政策模拟分析 李静 移民搬迁对西北贫困地区农户可持续生计的影响及生计策略选择 李金香 健康老龄发展趋势和影响因素研究 曾毅 公共投资对私人投资、国内需求的作用机制研究和效果评价——基于国际视野的研究王玺 创新公共政策中政府技术采购的决策与评价模型研究 王宏 基于群决策和序数理论的政府采购专家评价意见集结模式研究 王海滋基于利益相关者的土地利用规划与城市规划冲突治理研究 刘琼 快速工业化过程中国家食品安全影响因素及监管制度研究 刘鹏 社会建设视阈下中国企业社会不责任行为的非市场化治理研究 刘海龙基于网络生态的网络文化产业演化机理与公共治理机制研究 解学芳 我国自主创新政策的供给演进、绩效测量与优化方案研究 江蕾失地农民关键生计要素间的关系研究及其结构方程模型的构建——基于江西的抽样调查黄建伟G030602 71163023/G0306 71173226/G0306 71103021/G030603 71161130176/ G030604 71103133/G0306 71103104/G0306 71173161/G030603 71173100/G030604 71173045/G030602 71173183/G0306反倾销反补贴政策选择理论体系与方法研究 何海燕 基于大样本历史数据的制度演变与长期经济增长问题研究：以传统中国选官制度为例代谦 中国性别失衡与社会风险控制研究 陈友华 云南山区不同地域环境下农户生计与土地利用互动研究 甘淑转型时期土地对宏观经济的影响及作用机制研究：理论框架、制度和资源约束及政策体系丰雷 我国电子政务标准的产生机制及采纳扩散研究 范静杜海峰 以投资者为中心的中国投资环境科学评价与有效改善研究：基于关键事件技术（CIT）杜长征基于不确定性技术选择中的决策者认知研究——以低碳发电技术选择决策为例戴亦欣快速城市化进程与住房公共政策：交互性与协调性发展研究 陈杰 非营利组织与企业跨部门合作的风险及其控制研究 蔡宁 社会资本与社会流动——中英两国的比较研究批准金额 同济大学5 2011-08至2011-12 合肥工业大学20 2012-01至2014-12 西安交通大学45 2012-01至2015-12 大连理工大学42 2012-01至2015-12 北京航空航天大学 43 2012-01至2015-12 北京航空航天大学 3 2011-06至2011-11 大连理工大学45 2012-01至2015-12 江苏科技大学20 2012-01至2014-12 山东财政学院42 2012-01至2015-12 重庆大学42 2012-01至2015-12 四川大学20 2012-01至2014-12 武汉纺织大学45 2012-01至2015-12 同济大学20 2012-01至2014-12 合肥工业大学240 2012-01至2016-12 上海海事大学42 2012-01至2015-12 哈尔滨工业大学42 2012-01至2015-12依托单位项目起止年月 哈尔滨工业大学44 2012-01至2015-12 中国地质大学（武汉） 20 2012-01至2014-12 哈尔滨工业大学4 2011-05至2011-10 华中科技大学42 2012-01至2015-12 上海交通大学45 2012-01至2015-12 中国人民大学150 2012-01至2016-12 南京大学42 2012-01至2015-12 哈尔滨工业大学20 2012-01至2014-12 中国科学院软件研究所20 2012-01至2014-12电子科技大学20 2012-01至2014-12 北京邮电大学15 2011-03至2011-12 大连理工大学45 2012-01至2015-12 北京科技大学20 2012-01至2014-12 昆明理工大学35 2012-01至2015-12 天津大学3.5 2012-01至2012-12 浙江工商大学2 2011-10至2011-11 上海交通大学40 2012-01至2015-12 复旦大学10 2011-12至2011-12 哈尔滨工业大学20 2012-01至2014-12 中国科学技术大学20 2012-01至2014-12 华中师范大学20 2012-01至2014-12 清华大学40 2012-01至2015-12 南京信息工程大学20 2012-01至2014-12 广东工业大学42 2012-01至2015-12 香港城市大学深圳研究院 42 2012-01至2015-12 中国人民解放军国防科学技术大学42 2012-01至2015-12 中国人民解放军国防科学技术大学42 2012-01至2015-12 江苏科技大学42 2012-01至2015-12 哈尔滨工业大学20.5 2012-01至2014-12 暨南大学45 2012-01至2015-12 浙江工商大学20 2012-01至2014-12 中国科学院大学240 2012-01至2016-12 天津大学42 2012-01至2015-12 中国科学院数学与系统科学研究院42 2012-01至2015-12 电子科技大学15 2011-03至2011-12。
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本文提出了一种新的基于物理的多相流统一模 型 , 来模拟泥石流 、山体滑坡和洪水这些自然灾害景 象的动态过程 .通过分析每种灾害现象发生的地质 及气象成因 , 建立流体在不同阶段的动态行进模型 , 并 对 传 统 的 平 滑 粒 子 流 体 动 力 学 (sm oot hed particle hydrody namics , SP H)方法进行了 扩展 , 使 之不仅适用于液相流体 , 也能应用于固相流体 , 而且 还基于粒子实现了固液两相之间的相互作用 , 从而 建立起一个新的统一的多相流模型 .通过调节固相体 积比及其他特征参数 , 本文模型可以实现对泥石流 、 洪水及山体滑坡等不同灾害动态场景的绘制 , 并能生 动地展示灾害性多相流体摧毁建筑物的过程 .另外 , 我们采用 GPU 技术实现了其加速计算和绘制 .
第 20 卷 第 8 期 2008 年 8 月
计算机辅助设计与图形学学报
JO U RN A L O F COM PU T ER-AID ED D ESIG N & COM P U T ER G RA PH ICS
Vo l.20 , N o .8 Aug ., 2008
多相流灾害场景的真实感建模与绘制
在计算机图形学领域 , 基于物理的流体模拟目 前正成为一个研究热点 .总体来说 , 基于物理的流体 模拟方法大致可以分为 2 类 :基于网格的欧拉方法 和基于粒子的拉格朗日方法 .
对于欧拉方法 , 1996 年 Fo st er 等首次提出通过 有限 差分 的方 法在规 则网 格上 求解 三维 N avierSt okes 方程(N-S 方程), 但其需要设置较短的时间 步长[ 8] .1999 年 , Stam 提出 了 N-S 方程 的稳 定解 法 , 允许采用较长的时间步长[ 9] .F oster 等则采用粒 子水平集(particle level set)的方法实现了液体的运 动[ 1 0] .Zhu 等基于 Lat tice Bo ltzmann 模型实现了不 同类型液体之间的混合效果[ 11] .L osasso 等则注重 于复杂流固耦合现象的模拟[ 12] .
关键词 自然灾害模拟 ;多相流模型 ;泥石流 ;洪水 ;山体滑坡 ;平滑粒子流体动力学 中图法分类号 T P391
Realistic Modeling and Rendering of Multi-phase Flow Catastrophic Scenes
Yang Z hi liang Wang Zhang ye ＊ Ke Xiao di P eng Qunsheng
自然灾害常常会给人类造成重大的苦难 , 其中 流体类的灾害现象 , 如山体滑坡 、泥石流 、洪水等 , 在 历史上曾给人类带来非常惨重的灾难 .2001 年 5 月
1 日晚 , 由于山体风化及雨水浸泡 , 重庆市武隆县山 体一侧发生滑坡 , 造成县城一幢 9 层居民楼被突然 垮塌倾泻而下的山体摧毁 , 79 人死亡 ;2003 年 7 月
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计算机辅助设计与图形学学报
2008 年
11 日深夜 , 泥石流突如其来 , 瞬间 , 上百万方土石使 四川省丹巴县巴底乡邛山沟一山村荡然无存 , 灾害 造成 50 人被埋失踪 、1 人死亡 ;1970 年 5 月 , 秘鲁发 生 7 .8 级大地震 , 引发迄今世界上罕见的瓦斯卡兰 山特大泥石流 , 致使秘鲁容加依城全部被毁 , 近 7 万 人丧生 ;2008 年 5 月 12 日 , 四川汶川大地震所引发 的泥石流及山体滑坡更是引起了惨重的人员伤亡 , 并几乎将北川县的新 老县城全部摧毁 ;1998 年 , 长 江 、松花江等流域的大洪水致使我国死亡4150人 , 倒 塌房屋 685 万间 , 直接经济损失2551亿元 ;1931 年的 长江洪水灾害更是造成了 14 .54 万人死亡的惨剧 .
杨志亮 王章野 ＊ 柯晓棣 彭群生
(浙江大学 CA D & CG 国家重点实验室 杭州 310058) (yangzhi liang @cad .zju .edu .cn)
摘 要 自然灾害场景的真实感建模与绘制在防灾救灾 、影视特技制作及 数字娱乐等 方面有着 广泛的应用 .提出 一 种新的基于物理的多相流模型来模拟洪水 、泥石流 、山体 滑坡等 一系列 自然灾 害景象 .基于 各种灾 害现象 的成因 建 立不同阶段的流体行进模型 , 并通 过改 进传统 的平 滑粒 子流体 动力 学方法 , 成 功地 实现了 固液 两相 之间的 相互 作 用 , 建立了新的多相流运动模型 ;通过调节模型中的固相体积比及其 他特征参数 , 可绘 制出洪水 、泥石流 和山体滑 坡 等不同灾害场景的动态过程 , 并生动地展 示灾害性多相流摧毁建筑物的过程 .
Key words simulati on of natural cat ast rophic phenomena ;mult i-phase f low m odel ;debris flo w ; flo od ;landslide ;smoo thed part icle hydrody nami cs
收稿日期 :2008 -06 -25 .基 金 项目 :国家“ 九七 三” 重点 基础 研 究发 展规 划项 目(2002C B312101);国 家“ 八 六 三” 高技 术研 究 发展 计 划 (2007A A01Z316 , 2006A A 01Z314);国家自然科学基金(60603076);浙江省自然科学 基金杰出青年 团队(R407042);上海 市科委自 然科学基 金 (07ZR14035).杨志亮 , 男 , 1983 年生 , 硕士研究生 , 主要研究方向为自然场景模拟 、虚拟现实 .王章野 , 男 , 1965 年生 , 博士 , 副教授 , 论文通讯 作 者 , 主要研究方向为真实感图形 、虚拟现实 、红外成像仿真 、图像融合等(zyw ang @cad .zju .edu .cn).柯晓棣 , 男 , 1986 年生 , 硕士研究生 , 主要 研 究方向为自然场景模拟 、虚拟现实(kexiaodi @cad .zju .edu .cn).彭群生 , 男 , 1947 年生 , 博士 , 教授 , 博士 生导师 , CCF 高 级会员 , 主 要研究方 向 为真实感图形 、虚拟现实 、科学计算可视化等(peng @cad .zj u .edu .cn).
(S t ate K ey Labor ator y o f C AD & CG , Zh ej i ang Uni versi t y , Hang z hou 310058)
Abstract Realistic modeling and rende ring of nat ural cat ast rophic scenes has been f ound g reat applicatio ns in the areas such as disaste r prev ent ion & rescue , special ef fects in movie and T V pro duct ion , digit al entert ainment , et c .T hi s paper descri bes a new phy sically based multi-phase f low model t o simulate nat ural cat ast rophic phenomena , such as f lood , debri s flo w and landslide .We fi rst est ablish a dy namic model of multi-phase f low wi th dif fe rent st ages accordi ng t o t he cause of f orm ation of all those nat ural catastrophi c phenomena , and t hen ex tend the t radit ional sm oo thed parti cle hy dro dynamics (SP H )met ho d t o realize the interact ion bet ween so lid phase and liquid phase .By adjusti ng the ratio of solid volume f ract ion and ot her characteristic paramet ers , we successf ully simulate t he dynamic flo w of f lood , landslide and debri s f low w it h dif ferent mix tures and demo nst rate the process of m ul ti-phase f low dest roying buildings vividly .
从本质上说 , 山体滑坡 、泥石流 、洪水这些流体 类地质气象灾害 , 主要是由大雨引发的 , 其主体都是 由多种成分的多相流(主要是固相和液相这两相流 体)组成的 .泥石流中固液两相流比例大体相当 ;山 体滑坡以固相流为主 ;而洪水则以液相流为主(当然 也包含一些泥浆及冲刷下来的石头等).其他流体类 灾害现象如沙尘暴和龙卷风等 , 则以气固两相为主 . 前面 3 种灾害现象都有无征兆突然暴发及流动速度 快等特点 , 因而其危害性就更为巨大 .这些流体类灾 害发生时会堵塞及破坏公路和河道 , 严重时甚至摧 毁吞没村庄和城镇 .我国幅员辽阔 , 南北跨越 50 个 纬度 , 又处于大陆性气候与海洋性气候的交互地带 , 是世界上自然灾害种类最多的国家之一 .洪水 、泥石 流和山体滑坡等都是我国常见的自然灾害 , 其破坏 力远远大于其他灾害 , 因而对社会所造成的危害往 往都是触目惊心的 .
在地质及物理学界 , 已有不少对洪水 、泥石流和 山体滑坡等自然灾害现象的研究工作 , 但它们关注 的重点往往是这些灾难现象的成因 、运动机制及数 值模拟等 .这些计算模型由于太过复杂并不适合于 真实感模拟 .本文的目标是通过总结这些流体类灾 害现象的共同特点并结合每个 灾害现象各自 的特 点 , 提出一个统一的多相流模型 , 来真实感地模拟这 类自然灾害的动态景象 .要达到这个目标 , 我们必须 建立起基于物理原理的多相流动态模型 , 并充分考虑 流体各成分之间及流体与周围环境之间的相互作用 .