雅礱江流域是我國(guó)十三大水電能源基地之一，由雅礱江流域水電開發(fā)有限公司進(jìn)行全流域水電開發(fā)和運(yùn)營(yíng)管理，是實(shí)施流域梯級(jí)統(tǒng)籌開發(fā)最典型的代表。流域水能資源開發(fā)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及的管理面廣，內(nèi)容繁多，需結(jié)合先進(jìn)技術(shù)手段做出管理信息化創(chuàng)新。超圖全程參與了雅礱江公司發(fā)起的“流域水電全生命周期數(shù)字管理平臺(tái)研究與應(yīng)用”項(xiàng)目，在水電BIM和GIS結(jié)合方面實(shí)現(xiàn)了技術(shù)創(chuàng)新和實(shí)際應(yīng)用，并于2017年底與雅礱江流域水電開發(fā)有限公司、中國(guó)電建集團(tuán)成都院、天津大學(xué)攜手共同獲得2017年度水力發(fā)電科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。
雅礱江的超級(jí)水電工程
雅礱江系金沙江最大支流，源于青海省，流經(jīng)四川西部，在攀枝花匯入金沙江。雅礱江干流全長(zhǎng)只是黃河的1/4，但水量是黃河的1.1倍，天然落差高達(dá)3800多米，水能資源極其豐富。雅礱江流域?qū)⑻菁?jí)建設(shè)22級(jí)電站，2025年實(shí)現(xiàn)裝機(jī)3000萬(wàn)KW，總裝機(jī)規(guī)模相當(dāng)于1.5個(gè)三峽水電站。雅礱江流域已建或在建的一些大型水電站是我國(guó)乃至世界上的“超級(jí)工程”，如錦屏一級(jí)水電站的305米高大壩，是世界最高拱壩，被公認(rèn)為世界建設(shè)管理難度最大，施工難度最大、工程技術(shù)難度最大、施工環(huán)境危險(xiǎn)最大的水電站；如在建的兩河口水電站，它具有國(guó)內(nèi)最高、全球第二的295米高的土石壩，世界水電最大規(guī)模高邊坡群、世界最大的泄洪水頭高度及泄洪流速最大的泄洪設(shè)施。
雅礱江流域梯級(jí)電站分布
正在泄洪的錦屏一級(jí)水電站高拱壩
兩河口水電站左岸壩肩及洞式溢洪道出口全貌
超級(jí)工程呼喚科學(xué)管理，基于全流域水能資源開發(fā)的迫切需要，雅礱江公司緊跟時(shí)代潮流，結(jié)合先進(jìn)技術(shù)手段提升流域水電科學(xué)開發(fā)和高效管控水平，提出了“流域水電全生命周期數(shù)字管理平臺(tái)研究與應(yīng)用”項(xiàng)目。項(xiàng)目總體思路基于物聯(lián)網(wǎng)及其他前沿信息采集技術(shù)手段，及時(shí)獲取流域氣象、徑流等自然環(huán)境過(guò)程，工程設(shè)備設(shè)施運(yùn)行過(guò)程、人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)及生產(chǎn)管理過(guò)程等的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)全流域、全業(yè)務(wù)、全層級(jí)數(shù)據(jù)的一體化集成管理，強(qiáng)化數(shù)據(jù)分析應(yīng)用和管控，并在三維沉浸式虛擬環(huán)境下實(shí)現(xiàn)流域環(huán)境及數(shù)據(jù)資源的可視化集成展現(xiàn)。
項(xiàng)目所涉及的水電站建設(shè)的數(shù)據(jù)涵蓋了地面、地下復(fù)雜精細(xì)的水工建筑物、廠房機(jī)電設(shè)備等模型。如何將大范圍高精度BIM模型與數(shù)據(jù)接入三維GIS平臺(tái)？如何實(shí)現(xiàn)大體量（多達(dá)幾十萬(wàn)）精細(xì)模型優(yōu)化與流暢顯示？如何實(shí)現(xiàn)BIM模型與三維GIS平臺(tái)高精度地形三維模型緊密貼合？諸多關(guān)鍵問(wèn)題等待著先進(jìn)技術(shù)的突破。
水電站模型和三維GIS融合的超圖方案
經(jīng)過(guò)兩年的艱苦奮斗，水電站BIM模型與三維GIS平臺(tái)高效融合的難題目前已被成功解決。超圖研發(fā)了一套包含BIM到三維GIS的自動(dòng)轉(zhuǎn)換、模型壓縮與輕量化、場(chǎng)景緩存、BIM與地形精確匹配等技術(shù)的流域級(jí)海量三維地理信息與建筑信息模型的高效融合技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了BIM與GIS信息數(shù)據(jù)的無(wú)縫集成，做到從宏觀到微觀、室外到室內(nèi)、地上到地下的一體化管理，有力提升了水電企業(yè)多維度管理水平及決策指揮水平。
1、三維GIS與BIM模型的高效融合技術(shù)
超圖研發(fā)的BIM模型壓縮技術(shù)與輕量化技術(shù)，海量三維地理信息與精細(xì)化BIM模型的高效融合技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)水電站設(shè)計(jì)BIM模型的優(yōu)化，以便更好與三維GIS平臺(tái)的融合和展示，實(shí)現(xiàn)TB量級(jí)的地理信息數(shù)據(jù)和精細(xì)至設(shè)備零部件的BIM模型高效融合，三維瀏覽響應(yīng)時(shí)間短、瀏覽幀率高。
兩河口樞紐工程設(shè)計(jì)模型
錦屏一級(jí)機(jī)電56萬(wàn)個(gè)三維模型對(duì)象
高精度流域DEM數(shù)據(jù)和影像數(shù)據(jù)（TB級(jí)數(shù)據(jù)量）
2、BIM模型和三維地形的精確匹配
設(shè)計(jì)模型和地形數(shù)據(jù)在平面坐標(biāo)系和地球坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換，可實(shí)現(xiàn)在地球曲率影響下的模型和地形精確匹配，避免渲染時(shí)的裂縫和漏洞等問(wèn)題，滿足水電企業(yè)建設(shè)、運(yùn)營(yíng)、管理對(duì)數(shù)據(jù)的精度需求。
模型和地形數(shù)據(jù)的精確匹配效果
3、水電站模型的復(fù)雜時(shí)空關(guān)系動(dòng)態(tài)管理
項(xiàng)目不僅實(shí)現(xiàn)了靜態(tài)模型的轉(zhuǎn)換渲染，還實(shí)現(xiàn)了模型的時(shí)空動(dòng)態(tài)管理，可基于三維GIS平臺(tái)可良好的實(shí)現(xiàn)水電工程設(shè)計(jì)期、施工期、運(yùn)行期等全生命期的信息傳遞。
技術(shù)應(yīng)用效果
項(xiàng)目建設(shè)中，三維GIS和BIM結(jié)合方面的技術(shù)突破，在雅礱江三維可視化展示與會(huì)商平臺(tái)建設(shè)中得到了具體應(yīng)用。流域水電工程數(shù)字化建設(shè)管理、流域數(shù)字化水電站管理、流域梯級(jí)水庫(kù)調(diào)度、流域水電站征地移民管理、流域環(huán)境保護(hù)與水土保持管理、流域公共安全管理等模塊中，都深入而廣泛地利用了三維GIS和BIM結(jié)合的功能。目前項(xiàng)目研發(fā)成果已經(jīng)在雅礱江集控中心等多個(gè)部門部署應(yīng)用，受到了用戶的一致好評(píng)。
雅礱江公司三維可視化展示與會(huì)商平臺(tái)應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)
水電站應(yīng)急輔助決策
大壩安全監(jiān)測(cè)信息查詢
項(xiàng)目研究成果可以在更多的流域，包括金沙江、雅魯藏布江、大渡河等更多的流域水電開發(fā)單位得到應(yīng)用；超圖將攜手水電行業(yè)單位，助力水利水電行業(yè)數(shù)字化、信息化建設(shè)的落地工作，提升水利水電建設(shè)信息化管理水平。
專家評(píng)價(jià)
中國(guó)科學(xué)院院士王光謙為課題組出版的《數(shù)字流域理論方法與實(shí)踐》一書作序，并評(píng)價(jià)雅礱江流域水電全生命周期數(shù)字管理平臺(tái)：“無(wú)論你身處何處，都能有一種來(lái)到了雅礱江上的感覺(jué)，都能對(duì)雅礱江流域和各個(gè)電站的現(xiàn)實(shí)狀態(tài)和歷史過(guò)程了如指掌，這對(duì)于水電行業(yè)而言是具有重要意義的進(jìn)步?！?/span>
業(yè)主專家評(píng)價(jià)：
雅礱江流域水電開發(fā)有限公司董事長(zhǎng)、黨委書記陳云華為課題組出版的《數(shù)字流域理論方法與實(shí)踐》一書作序，并評(píng)價(jià)雅礱江流域水電全生命周期數(shù)字管理平臺(tái)“對(duì)雅礱江公司而言，形成了比較系統(tǒng)地針對(duì)雅礱江流域梯級(jí)水電站的規(guī)劃設(shè)計(jì)、建設(shè)實(shí)施和運(yùn)行等全生命周期管理的組織過(guò)程資產(chǎn)，是一項(xiàng)具有理論和實(shí)踐意義的項(xiàng)目建設(shè)管理現(xiàn)代化創(chuàng)新成果。”
行業(yè)專家評(píng)價(jià)：
由院士、業(yè)內(nèi)資深專家組成的科技成果鑒定委員會(huì)認(rèn)為該成果達(dá)到國(guó)際前例水平。
