数字孪生技术在水利水电工程地质的应用

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摘要：对于水利水电工程地质而言，在实际勘察的过程中，涉及的内容非常多，而且整体的作业流程也相对较复杂，而以往的一些手段和技术，已经无法满足如今时代的发展需求。有鉴于此，文章详细论述了水利水电工程地质中对数字孪生技术的有效应用，旨在可以为行业人士提供有价值的参考和借鉴，进而更好的为水利事业的稳健发展贡献一份应有之力。

关键词：数字孪生技术；水利水电工程地质；应用

前言：水利水电工程地质勘察生产阶段，需要涉及比较复杂的流程，对工程质量要求较高，承载着采集、整理、存储以及分析和总结等内容。现如今，在勘察工程阶段，还采用传统的工作方法，通常采用二维图纸进行生产，采用此种生产模模式，不仅会消耗大量的人力物力，同时还会使工作流程更为混乱，不利于管理，信息化流程较低。数字孪生是一种数字化表示，可以将虚实与现实融为一体，有利于实现物理空间与虚拟空间的相互连接。数字孪生技术最早出现在美国，应用于健康维护和保障。现如今，针对地质勘查所面临的问题，逐步应用在水利水电工程项目中。使工程朝向信息化与智能化发展，对水利水电行业的更新和变革具有重要意义。

1数字孪生技术 1.1地理信息系统

地理信息系统对于现实世界而言，属于一种抽象的表达方式。在勘测工程地质过程中，能够为工作人员，提供精准的地质信息。尤其地理信息系统技术，具有多元化异构数据。不仅可以实现宏观上的可能性，同时也实现了微观上的可能性。为采集地质数据奠定基础，提供新的思路和方法。在水利水电工程勘测阶段，地理信息系统主要表现在采集工程数据与处理数据等方面。主要包含以下几点，

首先是构建工程地质数字化底图。通过建立坐标系，促使多源数据实现相互融合、相互匹配，采用地理信息地址信息系统，可以实现空间可视化，可以为相关工作人员提供全面的空间以及的数据，能够使其形象的观察到地质界面，以及水系和道路的等信息。第三，可以提起地质矢量数据，是由点面线组成的整体。通过线可以将一条河流表达出来，通过使用面可以将某地区的覆盖面积表达出来。通过利用点，可以将地质岩暴露出来。地理信息系统中能够提取出点、线、面等相关数据。第四，可以利用地理信息系统分析地质图。

1.2三维实景建模

在水利水电工程中，三维建模得到了广泛应用。尤其在工程地质方面的应用最为显现，主要体现在以下几点。首先可以在测量工程地质中得到广泛应用，通过利用三维实景数据，能够反映出地物的位置、外观以及高度等内容。第二，可以进行外业地质的编录。在施工过程中，可以识别和提取出地质结构，以及对地质结构进行分析。第三，分析不良地质，例如，通过使利用三维实景可以发现泥石流、危岩体等地质灾害的分布情况，对产生灾害影响的部分进行测量，分析体积方量，观察灾害动向等内容。第四使用三维激光等技术可以对洞室断面进行扫描，对于展部特征等具有重要意义。

1.3大数据的应用

使用大数据具有实时性、多样性和高速性等特点。部分研究人员分析大数据具有因果性和多态性、多元化等特征，通过对大数据进行利用分析。通过利用大数据进行分析，可以建立出地质知识库，有利于减少复杂地质现象研究的不确定性。由于水利水电工程地质涉及的内容较多，类型较广，因此通过使用大数据进行存储、采集、分析。对水利工程的地质勘探具有重要意义。

2孪生数字技术在水利水电工程中的应用 2.1三维数字化采集工程地质

现如今，在分析水利水电工程地质阶段，分析方法多种多样，逐渐应用信息化技术。其中包含平板电脑、GPS等软件儿和硬件儿与新技术相互结合，应用在

地质勘测的行业中。通过建立地质三维数字化采集系统，有利于对数据更加精准的采集，对于勘探工作具有重要意义。通过对大数据资源的综合利用，结合地质专家的预判能力，使地质数据价值得以挖掘，有利于提升工作效率，同时也可以使工程地质内外一体化得以实现。工程地质内外业一体化，包含先内业后外业的方式。先内业是指通过利用相关软件，以及参考资料分析三维实景模型。通过采集基本地图，提取出野外地质的一些内容。后内业是指通过利用移动软件，对野外现场进行分析，对调查的内容进行完善和补充。再内业是指完成外业工作之后，将收集到的数据传送到软件中，通过软件对相应数据进行归纳整理，最终得到精准数据表格，以及内容。采用上述工作流程，有利于避免内外业信息重复性工作，同时也可以使工作时间极大缩短，通过对内业数据进行整合与分析，促使输出的内容更加标准化，提升工作效率。通过采用云端一体化管理存储分析体系。将互联网与地址云平台相互连接。采用相关技术、核心技术对数据集内容进行整理和访问。提升工作效率

2.2管理与服务工程地质信息

水利水电工程地址信息具有广泛来源，同时种类多种多样。数据多样化。吉增内容增长较快，因此具有多样化与种类繁多的特点。地质勘察数据包含勘探地形，平洞等内容。通过采用表格、图表、图片以及图纸等方式进行存储，由于地质大数据平台，可以使用信息对其内容进行信息化处理实现。可以集中管理地址信息，为工程建设提供有力支持。水利水电地质信息管理包含多种层面，其中包含对数据进行管理，数据服务等内容。上述数据形成了以大数据为背景的服务链，为客户提供优质服务。通过采用地质云平台分析地质知识以及探访，使地质勘察工作能够实现全空间，全领域的发展，为地质人员提供方位奠定基础。

2.3地质三维建模与分析

水利水电工程地质三维模型属于一种复杂的三维可视化模型，对于水利工程具有重要作用，是一种是工程的承载者。构成了勘察工程地址的数字孪生体，能够在比较直观的环境下进行分析与勘测。不仅可以构建抽象模型，同时也能够重构实体，使过程呈现在人们眼前，同时也可以做科学计算等内容，对工程整体设

计也可以做出评价。因此采用此种方式，有利于水工BIM模型与模型地址三维模型相互结合，最终形成数字孪生体，实现空间交互。

结束语：

概而言之，数字孪生技术应用在水利水电工程中，主要着重于提出理念，搭建数字孪生体系结构，同时详细分析数字孪生技术在水利水电工程中的应用，为下一步的工作进程奠定基础。通过利用数字孪生技术，解决了工程勘测问题，使工程勘测实现数字化与信息化，提升勘测质量，对水利水电工程整体有重要意义。

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