土石坝渗流预测的BiTCN-Attention-LSSVM模型研究

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作者 傅蜀燕 杨石勇 +2 位作者 陈德辉 王子轩 欧斌 《水资源与水工程学报》 北大核心 2025年第1期118-128,共11页

为了克服常规机器学习模型在处理时序数据时难以有效捕捉长期依赖关系和局部重要性的局限,提出了一种基于双向时序卷积神经网络(BiTCN)、注意力机制(Attention)和最小二乘支持向量机(LSSVM)的土石坝渗流预测耦合模型。该模型利用BiTCN... 为了克服常规机器学习模型在处理时序数据时难以有效捕捉长期依赖关系和局部重要性的局限,提出了一种基于双向时序卷积神经网络(BiTCN)、注意力机制(Attention)和最小二乘支持向量机(LSSVM)的土石坝渗流预测耦合模型。该模型利用BiTCN从前、后两个方向捕获时序数据中的长期依赖关系,引入Attention机制帮助模型专注于与预测相关的关键局部特征,并将BiTCN-Attention深度处理后的特征输入LSSVM模型中进行预测,最后以2个不同的数据集分析了模型的预测效果。案例分析表明:与LSSVM、CNN-LSSVM和TCN-LSSVM相比,BiTCN-Attention-LSSVM模型预测的各项评价指标均为最优,在土石坝测压管水位预测中展现出更高的模型精度和稳定性;BiTCN与Attention的相互结合能够更好地提取时序数据中的相互依赖关系,将BiTCN-Attention提取的特征输入LSSVM中进行预测可获得良好的预测性能,数据集扩充处理后有效提高了模型的学习能力。 展开更多

关键词 土石坝测压管水位 渗流预测 双向时序卷积神经网络 注意力机制 最小二乘支持向量机

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基于改进EMD-LSTM的混凝土坝变形预测模型

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作者 欧斌 张才溢 +4 位作者 陈德辉 王子轩 杨石勇 杨霖 傅蜀燕 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2024年第6期93-99,共7页

针对混凝土坝变形监测数据的非线性和复杂性等特征,为提高混凝土坝变形预测的精度,提出了一种基于改进经验模态分解(EMD)法和长短期记忆(LSTM)神经网络的混凝土坝变形预测模型。该模型采用小波阈值方法对EMD法分解的高频分量进行优化处... 针对混凝土坝变形监测数据的非线性和复杂性等特征,为提高混凝土坝变形预测的精度,提出了一种基于改进经验模态分解(EMD)法和长短期记忆(LSTM)神经网络的混凝土坝变形预测模型。该模型采用小波阈值方法对EMD法分解的高频分量进行优化处理,在去除数据噪声的同时,尽可能保留原始数据的特征信息,并运用LSTM神经网络对处理后的数据进行时序预测。实例验证结果表明,该模型能够准确模拟坝体变形过程,具有较高的预测精度。 展开更多

关键词 大坝变形 经验模态分解法 长短期记忆神经网络 小波阈值 预测模型

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含水率对高液限细粒土砾与粉质黏土抗剪强度影响比较研究 被引量：2

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作者 傅蜀燕 袁坤 +1 位作者 彭胜利 轩宁 《水利科技与经济》 2014年第2期10-12,16,共4页

近年来,随着极端气候的变化,土石坝安全性问题日益突显。为了研究不同筑坝材料对土石坝安全的影响,利用应变直剪仪对粉质黏土和高液限细粒土砾土样在不同含水率和实施不同正应力下进行不排水不固结快剪试验,研究不同含水量和不同应力情... 近年来,随着极端气候的变化,土石坝安全性问题日益突显。为了研究不同筑坝材料对土石坝安全的影响,利用应变直剪仪对粉质黏土和高液限细粒土砾土样在不同含水率和实施不同正应力下进行不排水不固结快剪试验,研究不同含水量和不同应力情况对土的抗剪强度的影响。试验结果表明,粉质黏土在最大干密度和最优含水率时抗剪强度最大,在最优含水率以前随含水率越大抗剪强度越大,在最优含水率以后随含水率越大抗剪强度越小;而高液限细粒土砾的含水量越大抗剪强度越小。 展开更多

关键词 含水率 高液限 细粒土砾 粉质黏土 抗剪强度

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极端气候环境下水利工程恢复力评价指标体系建立 被引量：3

4

作者 傅蜀燕 黄海燕 欧正蜂 《中国水利》 2017年第6期18-19,21,共3页

水利工程是一个复杂的多层耦合系统,从水利工程恢复力的影响因素出发,考虑到工程区域自然条件、经济和社会因素对水利工程恢复力的影响,选取极端气候环境、灾害状况、水文气象、生态环境等自然因素,农户、政府、企业和社会水平等社会因... 水利工程是一个复杂的多层耦合系统,从水利工程恢复力的影响因素出发,考虑到工程区域自然条件、经济和社会因素对水利工程恢复力的影响,选取极端气候环境、灾害状况、水文气象、生态环境等自然因素,农户、政府、企业和社会水平等社会因素以及经济因素等方面指标,建立极端气候环境下多层次多目标水利工程恢复力评价指标体系,为水利工程恢复力评价提供了理论基础。 展开更多

关键词 水利工程 恢复力 极端气候 指标体系

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水库边坡稳定性安全监测与加固处理 被引量：2

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作者 傅蜀燕 付朝书 +1 位作者 黄海燕 徐兴倩 《水利水电快报》 2017年第5期23-26,共4页

针对某在建水库右岸滑坡情况,根据地勘资料布置了观测点,并进行了安全监测分析。在此基础上,对滑坡体典型断面进行了稳定性分析,结果表明右岸边坡均处于危险状态。因此,因地制宜的采取了必要的工程措施进行加固。加固后的稳定性分析表明... 针对某在建水库右岸滑坡情况,根据地勘资料布置了观测点,并进行了安全监测分析。在此基础上,对滑坡体典型断面进行了稳定性分析,结果表明右岸边坡均处于危险状态。因此,因地制宜的采取了必要的工程措施进行加固。加固后的稳定性分析表明,右岸滑坡体在不同工况下均满足稳定安全要求。 展开更多

关键词 水库 边坡稳定性 滑坡 加固处理 安全监测

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基于逐步回归的BP网络混合模型在大坝变形分析中的应用 被引量：3

6

作者 傅蜀燕 欧正蜂 《人民珠江》 2014年第3期46-48,共3页

大坝变形预测的准确性对大坝的安全评估起着重要作用,而分析预报的方法至关重要。介绍了逐步回归模型和BP神经网络模型,提出将逐步回归模型和BP神经网络模型相结合的SR—BP混合模型,并通过实例证明了模型的可行性和有效性。与逐步回归... 大坝变形预测的准确性对大坝的安全评估起着重要作用,而分析预报的方法至关重要。介绍了逐步回归模型和BP神经网络模型,提出将逐步回归模型和BP神经网络模型相结合的SR—BP混合模型,并通过实例证明了模型的可行性和有效性。与逐步回归模型和BP网络模型法相对比,计算量少、精度高、模拟效果较好。 展开更多

关键词 逐步回归 BP神经网络 大坝变形分析

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基于尖点突变模型的水库工程脆弱性分析 被引量：2

7

作者 傅蜀燕 黄海燕 欧正蜂 《人民珠江》 2017年第5期70-72,共3页

水库工程是一个复杂的多层次系统,各子系统之间具有强耦合关系。为了描述水库工程各子系统之间的相关性,在尖点突变模型的标准势函数形式中增设相关系数α和β,导出水库工程脆弱性势函数,然后对系统势函数临界集进行分析,获得引发脆弱... 水库工程是一个复杂的多层次系统,各子系统之间具有强耦合关系。为了描述水库工程各子系统之间的相关性,在尖点突变模型的标准势函数形式中增设相关系数α和β,导出水库工程脆弱性势函数,然后对系统势函数临界集进行分析,获得引发脆弱性造成大坝系统溃决的破坏活动P与恢复活动Q两者之间的关系,为进一步研究由于内外干扰力而激发大坝系统脆弱性演化提供了理论基础。 展开更多

关键词 大坝系统 脆弱性 尖点突变 势函数

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基于APDL建模的大体积混凝土优化浇筑模拟 被引量：1

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作者 傅蜀燕 王良泽南 黄海燕 《山西建筑》 2016年第5期104-106,共3页

基于APDL建立大体积混凝土浇筑有限元模型,分析了实际工程中的水化热问题,并用耦合的方法,对混凝土浇筑周期内的热分析结果与结构分析结果进行了计算,得到混凝土应力—应变变化规律,结果表明:在保证水化热反应满足混凝土强度要求的基础... 基于APDL建立大体积混凝土浇筑有限元模型,分析了实际工程中的水化热问题,并用耦合的方法,对混凝土浇筑周期内的热分析结果与结构分析结果进行了计算,得到混凝土应力—应变变化规律,结果表明:在保证水化热反应满足混凝土强度要求的基础上,通过减少浇筑层数来优化模型,可以达到既节省材料又缩短工期的目的。 展开更多

关键词 大体积混凝土 水化热 模型 热梯度 应力

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面向工程教育的教材建设探索 被引量：1

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作者 傅蜀燕 黄海燕 《山西建筑》 2016年第6期234-235,共2页

分析了现行教材编写中存在的主要问题,从教材内容、教材规划和立项、教材表现形式、教材质量评价等方面,提出了教材建设的思路和策略,以期编写出优秀的教材,提高学生的工程素质和实践能力。

关键词 工程教育 教材建设 多样化教学

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明框式铝合金玻璃幕墙动力响应分析

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作者 傅蜀燕 黄海燕 杨立凡 《山西建筑》 2017年第5期29-30,共2页

采用Davenport风速谱,编制了MATLAB计算程序模拟脉动风速时程,并根据规范转换为脉动风荷载,据此建立了时程分析流程,通过分块Lanczos方法进行了模态分析,同时计算了玻璃幕墙的瞬态响应,计算结果可为实际工程设计提供参考。

关键词 玻璃幕墙 风荷载 模态分析 时程分析

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模糊综合评价在多学科优化设计变量选择中的应用

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作者 傅蜀燕 《交通科技》 2012年第4期130-132,共3页

以灵敏度分析理论为基础,将模糊数学综合评判理论应用于多学科优化设计变量的选择与评价。以某集装箱船为例,在建立了包含静力学、模态分析和动力学的多学科优化时设计变量选择的模糊评判数学模型之后,综合考虑了应力、位移、固有频率... 以灵敏度分析理论为基础,将模糊数学综合评判理论应用于多学科优化设计变量的选择与评价。以某集装箱船为例,在建立了包含静力学、模态分析和动力学的多学科优化时设计变量选择的模糊评判数学模型之后,综合考虑了应力、位移、固有频率、速度和加速度等参数对设计变量的影响。分析表明,该方法简便易行、结果可靠。 展开更多

关键词 灵敏度分析 模糊综合评价 多学科优化设计

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水库大坝安全评价技术现状与发展 被引量：15

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作者 袁坤 傅蜀燕 +1 位作者 欧正峰 王之博 《人民珠江》 2013年第6期63-67,共5页

随着水资源开发与利用的发展,以及极端气候的变化,大坝安全性问题日益突显,大坝安全性评价技术就显得尤为重要。主要从国内外水库大坝安全监测和风险分析的研究现状,分析水库大坝安全评价存在的问题,及对未来水库大坝安全评价发展指定... 随着水资源开发与利用的发展,以及极端气候的变化,大坝安全性问题日益突显,大坝安全性评价技术就显得尤为重要。主要从国内外水库大坝安全监测和风险分析的研究现状,分析水库大坝安全评价存在的问题,及对未来水库大坝安全评价发展指定方向。 展开更多

关键词 大坝 安全评价 安全监测 风险分析

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ANSYS软件在分析地下埋管工程中的应用 被引量：10

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作者 龚爱民 傅蜀燕 黄海燕 《安徽建筑工业学院学报（自然科学版）》 2004年第5期51-55,共5页

以带有刚性基础的沟埋式管道为例 ,介绍了利用ANSYS软件进行管道结构有限元分析的基本过程 ,包括模型的建立、边界条件与荷载的施加、问题的求解和结果的分析。本文分析了管壁环向应力分布规律 ,指出管顶、管底和管侧为管壁的三个控制... 以带有刚性基础的沟埋式管道为例 ,介绍了利用ANSYS软件进行管道结构有限元分析的基本过程 ,包括模型的建立、边界条件与荷载的施加、问题的求解和结果的分析。本文分析了管壁环向应力分布规律 ,指出管顶、管底和管侧为管壁的三个控制性截面 ,并与结构力学方法、边界单元法的计算结果进行了比较 ;同时 ,对管周回填土的沉陷进行了分析 ,并与马斯顿的“等沉陷层” 展开更多

关键词 埋管 有限元法 边界元法 结构分析 ANSYS软件

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低纬高寒地区混凝土面板坝安全监测与数值仿真分析

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作者 杨岱庚 傅蜀燕 林志祥 《水利科技与经济》 2013年第12期118-120,124,共4页

混凝土面板堆石坝是目前坝工建设中最富竞争力和最具发展前景的坝型之一,其大多数是参照己建工程的经验并按类比法来进行的。低纬高寒地区的面板堆石坝在理论研究与工程经验上相对匮乏,借助这一方法,已不能满足设计与施工要求。针对在... 混凝土面板堆石坝是目前坝工建设中最富竞争力和最具发展前景的坝型之一,其大多数是参照己建工程的经验并按类比法来进行的。低纬高寒地区的面板堆石坝在理论研究与工程经验上相对匮乏,借助这一方法,已不能满足设计与施工要求。针对在这一地区已建成的犁地坪混凝土面板堆石坝原型监测资料进行计算分析,通过分析现有面板堆石坝数值计算模型,采用邓肯E-B模型,并使用AutoBANK软件对大坝进行模拟计算。分析结果表明,模拟值与实测值基本吻合,E-B模型及AutoBANK软件可用于该特殊环境下此类坝型应力应变计算。这将为类似工程的设计与施工提供参考。 展开更多

关键词 混凝土面板堆石坝 安全监测 数值仿真

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基于CNN-BiLSTM的特高拱坝变形预测模型 被引量：2

15

作者 欧斌 张才溢 +3 位作者 傅蜀燕 杨霖 陈德辉 杨石勇 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第10期1031-1035,1043,共6页

为提高特高拱坝的变形预测精度,提出了一种基于卷积神经网络(CNN)和双向长短期记忆网络(BiLSTM)的大坝变形预测模型.该模型利用CNN捕捉数据之间的空间关系,进行特征提取,再将其输入到BiLSTM中进行时间维度上的演变规律考虑.通过特征融... 为提高特高拱坝的变形预测精度,提出了一种基于卷积神经网络(CNN)和双向长短期记忆网络(BiLSTM)的大坝变形预测模型.该模型利用CNN捕捉数据之间的空间关系,进行特征提取,再将其输入到BiLSTM中进行时间维度上的演变规律考虑.通过特征融合和全连接层的拼接,得到更丰富和综合的特征表示,最终映射到预测输出层进行拱坝变形预测.以某拱坝为例,验证了CNN-BiLSTM模型在RMSE等评价指标上具有高精度和稳定性,为混凝土拱坝结构的安全监测提供了新的思路. 展开更多

关键词 混凝土拱坝 卷积神经网络 双向长短期记忆网络 预测模型

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基于KPCA降维分析的特高拱坝监测模型 被引量：1

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作者 王子轩 陈德辉 +2 位作者 欧斌 杨石勇 傅蜀燕 《人民长江》 北大核心 2024年第10期246-254,共9页

为提高大坝变形预测精度,针对变形数据影响因子间的多重共线性问题,构建了基于核主成分分析(KPCA)、全局搜索策略的鲸鱼优化算法(GSWOA)和门控循环单元(GRU)的组合预测模型。首先利用KPCA对高维变形序列进行降维处理,同时使用GSWOA对GR... 为提高大坝变形预测精度,针对变形数据影响因子间的多重共线性问题,构建了基于核主成分分析(KPCA)、全局搜索策略的鲸鱼优化算法(GSWOA)和门控循环单元(GRU)的组合预测模型。首先利用KPCA对高维变形序列进行降维处理,同时使用GSWOA对GRU参数进行优化,进而构建出最优变形预测模型。以小湾特高拱坝变形数据为例,将KPCA-GSWOA-GRU模型与KPCA-WOA-GRU模型、PCA-GSWOA-GRU模型以及传统模型进行预测拟合对比。结果表明:KPCA-GSWOA-GRU模型有效降低了多重共线性问题,且在均方根误差(RMSE)、平均绝对误差(MAE)、平均绝对百分比误差(MAPE)和决定系数(R^(2))等方面均优于对比模型。 展开更多

关键词 特高拱坝 变形监测 降维分析 核主成分分析(KPCA) 全局搜索策略的鲸鱼优化算法(GSWOA) 门控循环单元(GRU) 小湾水电站

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考虑滞后效应的复合土工膜土石坝渗流安全性态分析 被引量：3

17

作者 刘应龙 傅蜀燕 +2 位作者 盛韬桢 朱凯 张凯 《水电能源科学》 北大核心 2015年第10期46-49,共4页

为提高土石坝渗透压力统计模型的准确性,精确反映上游库水位及降雨对坝体渗流性态的影响,基于复合土工膜土石坝坝体渗流与环境量的非线性特征,提出考虑滞后效应的复合土工膜土石坝渗流分析模型,将前期库水位及降雨对坝体测压管水位的影... 为提高土石坝渗透压力统计模型的准确性,精确反映上游库水位及降雨对坝体渗流性态的影响,基于复合土工膜土石坝坝体渗流与环境量的非线性特征,提出考虑滞后效应的复合土工膜土石坝渗流分析模型,将前期库水位及降雨对坝体测压管水位的影响视为一个正态分布过程,并采用量子遗传算法对相应影响天数和滞后天数进行智能寻优,确定复合土工膜土石坝坝体测压管水位监控模型。以某土石坝为例,采用所建模型对其多年测压管水位进行拟合,并与传统土石坝测压管水位统计模型拟合结果做了对比,进而验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 复合土工膜土石坝 测压管水位 影响天数 滞后天数 量子遗传算法

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基于多层信号分解的混凝土拱坝变形监测模型

18

作者 王子轩 欧斌 +3 位作者 陈德辉 杨石勇 赵定柱 傅蜀燕 《三峡大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第6期1-9,共9页

为了充分挖掘大坝变形监测数据的非线性和非平稳性特征,本文提出了一种大坝变形监测模型.首先,该模型通过自适应噪声完全集合经验模态分解(CEEMDAN)对变形监测数据进行分解处理.在分解过程中融入样本熵(SE)和K-均值聚类,以确保得到的模... 为了充分挖掘大坝变形监测数据的非线性和非平稳性特征,本文提出了一种大坝变形监测模型.首先,该模型通过自适应噪声完全集合经验模态分解(CEEMDAN)对变形监测数据进行分解处理.在分解过程中融入样本熵(SE)和K-均值聚类,以确保得到的模态分量(IMF)个数能够准确描述大坝变形.然后,对于高频IMF分量,采用变分模态分解(VMD)进行二次分解,并利用偏最小二乘法(PLS)分析变形序列影响因子,以提取最佳的IMF分量作为后续模型的输入因子.最后,利用改进的共生生物搜索算法(ISOS)结合长短期记忆神经网络(LSTM)进行大坝变形的准确预测.研究结果表明:相较于单层信号处理,本文通过二次信号处理可以显著提升模型的预测精度;对二次分解后的IMFs分量进行PLS筛选可以有效避免模型的冗余性,提高计算效率;相较于各对比模型,本文模型在各测点上均具有较好的预测精度和稳定性.本文提出的模型能够深入挖掘大坝监测数据中的拓扑关系,有效保留数据中的高频有用信息,从而提高预测的准确性和平滑性,展示出较好的预测精度和泛化能力. 展开更多

关键词 大坝变形 自适应噪声完全集合经验模态分解 样本熵 K-均值聚类算法 改进的共生生物搜索算法 变分模态分解

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基于EEMD-WOA-SVM的土石坝渗流量预测

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作者 杨石勇 傅蜀燕 +2 位作者 赵定柱 高兰兰 欧斌 《三峡大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第5期7-12,共6页

为准确预报土石坝渗流量的变化趋势,针对传统的时间序列模型存在非线性处理能力较差、捕捉序列依赖关系能力不足等问题,建立了基于EEMD-WOA-SVM的土石坝渗流量预测模型.该模型采用集合经验模态(EEMD)有效分解土石坝渗流时间序列,引入鲸... 为准确预报土石坝渗流量的变化趋势,针对传统的时间序列模型存在非线性处理能力较差、捕捉序列依赖关系能力不足等问题,建立了基于EEMD-WOA-SVM的土石坝渗流量预测模型.该模型采用集合经验模态(EEMD)有效分解土石坝渗流时间序列,引入鲸鱼优化算法(WOA)寻找支持向量机模型(SVM)的最优超参数组合,再将各模态分解分量代入组合模型预测并重构预测结果.案例分析结果表明,所建EEMD-WOA-SVM模型与传统的SVM模型相比,其拟合优度R2提升了19.8%,均方误差EMS、均方根误差ERMS、平均绝对误差EMA和平均绝对百分比误差EMAP分别降低了76%、50.3%、45.2%和43.2%.另外,与GA-SVM和WOA-SVM模型相比,R2值达0.9486,EMS、ERMS、EMA和EMAP分别降低至0.0012、0.0352、0.0289和0.0176,进一步说明了该组合模型具有较高的预测精度,为土石坝渗流量的精确预测提供了新途径. 展开更多

关键词 集合经验模态分解 鲸鱼优化算法 支持向量机 土石坝 渗流量预测

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基于三维BIM+WebGIS技术的区域数字水库构建 被引量：22

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作者 傅蜀燕 赵志勇 +2 位作者 杨硕文 方致远 房伟 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2018年第4期134-136,142,共4页

为整合现有各类水利信息资源,实现各类信息资源在区域水利机构间的高度共享和统一管理,综合应用建筑信息模型(Building Information Modeling,BIM)以及数字水库流域地理信息系统(Geo-Information System,GIS),以网络系统为依托,构建三维... 为整合现有各类水利信息资源,实现各类信息资源在区域水利机构间的高度共享和统一管理,综合应用建筑信息模型(Building Information Modeling,BIM)以及数字水库流域地理信息系统(Geo-Information System,GIS),以网络系统为依托,构建三维BIM+WebGIS可视化区域数字水库安全管理系统平台。该平台可对区域信息进行实时融合分析,实现不同层次之间的信息共享、交流和综合分析,对水库BIM信息进行三维可视化展示,为水库运行管理的科学决策提供技术支撑。平台的完善与推广将对保障我国水库安全科学管理具有重大意义。 展开更多

关键词 水利信息资源整合 区域数字水库 BIM WEBGIS 可视化

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