1 引言

南水北调中线干线工程不仅具有线路长、覆盖范围大、地域分布广、用户多的特点，还具有对自动化控制要求高、实时性强、系统庞杂、管理复杂等特性。

在总体框架下，利用地理信息系统技术、遥感技术、三维技术、数字模拟技术，实现全线基础地理信息采集生产、输水工程及建筑物的数字化，建立工程全线的基础信息资源数据库，建设覆盖全部现地站和大型建筑物的数字中线三维仿真系统，达到中线工程地理数据的标准化、共享，并提供基础地理服务，以提高南水北调中线工程现代化调度与运行管理水平。

2 系统设计

2.1 总体框架结构

三维仿真系统为南水北调中线干线工程自动化调度与运行管理决策支持系统的应用系统之一。系统设计遵循总体框架的逻辑设计及统一的接口规范。在SOA统一框架下，面向所有的应用系统提供基于WebService符合OGC标准的地理要素服务、地图服务和三维可视化服务（见图1）。

2.2 三维仿真系统总体（业务）信息流程与技术路线

系统建设包括基础地理产品解译生产、输水工程及建筑物数字化、基础信息资源数据库及管理系统、三维工程仿真系统四部分，其中基础地理产品解译生产、输水工程及建筑物数字化为数据加工生产环节。数据源含有基础地形图、控制点，遥感影像数据，渠道和现地站内控制闸站及相关输水建筑物，以及道路、桥梁等普通建筑物。基础资源信息管理系统是数据的维护系统，负责基础地理、影像数据、三维模型数据、工程地理、工程专题等基础数据的管理和维护和数据导入、导出、发布。三维工程仿真系统是基础资源数据的展现平台。地理数据服务系统是在信息资源数据库基础上，为其他应用系统提供的地理数据服务。

  

图1 总体框架图

软件开发部分建设基于J2EE技术体系，采用面向服务架构进行设计的技术路线。充分利用数据解析和分发技术、SOA技术、web service技术、B/S结构、XML等成熟先进的技术（见图2）。

3 主要功能

3.1 基础信息资源管理系统

由于南水北调中线工程参与设计、施工单位繁多，导致各类设计、施工数据极为庞杂，内容涉及不仅面广而且专业，且采用的数据格式、样式多种多样。通过科学、系统、通用、标准化原则完成数据收集、整编及数字化工作。

  

图2 总体（业务）信息流程图

基础信息资源管理系统开发基于资源目录服务，通过标准XML和Web Service数据交换格式，实现数据与其它应用系统对接，提供基础信息资源数据服务和共享发布的地图服务。系统由后台数据库、核心业务（信息资源维护管理）、资源目录服务等三部分组成（见图3）。核心业务涉及空间地理数据的录入、分发、更新工作。由于业务涉及用户较少，对图形和数据的操作又较为复杂，要求较强的数据访问交互能力，因此，为保证运行速度和运行效率，采用Client/Server结构用于数据管理及GIS图形应用开发。主要完成基础地理数据、专题数据及三维模型数据的入库、更新、浏览和管理。其中资源发布管理模块基于B/S体系结构构建，包括基础地理数据、影像数据、工程地理数据、工程专题数据、三维模型、资源发布、系统维护与管理等。

在本科教学中，生理学的教学目的是研究正常人体的形态、结构及功能,几乎很少涉及预防和保健知识的内容,理论教学始终存在与实践脱节的弊端.但在九年义务教育教学内容体系中，小学、中学的有些课程中已涉及人体知识的内容，而小学、中学人体生理学教师是由高等师范院校生命科学系人进行培养的.通过近几年来，我院举办的北京中学生物教师培训的课程来看，大多数中学老师对机体的解剖结构及生理功能基本停留在理论知识层面，而实体解剖认知、手术器械规范化操作以及功能性生理实验等方面存在很多的问题.表1是当前北京市中学与人体解剖生理学实验有关的生物实验内容.

  

图3 基础信息资源管理系统的功能分解图

基础地理数据管理，包含对数字划线图、数字高程模型、数字正射影像图的管理。

2005年“中国文化节”由中华人民共和国文化部和美国肯尼迪中心联合主办、精心筹备三年之久，包括19个项目、34场演出和8项视觉艺术展，参演艺术团体13个，来自中国大陆、中国香港地区和美国的演职人员900多名；有约40万观众亲历在华盛顿举办的艺术展演活动，另有逾100万美国观众通过电视转播和网络方式领略到文化节的风采。芭蕾舞剧《大红灯笼高高挂》、京剧《杨门女将》、皮影戏《关于中国的三个故事》和话剧《茶馆》等经典剧目的戏票，在文化节正式开始之前几乎被抢购一空，美国民众喜爱中国艺术渴望了解中国文化的心情溢于言表。

三维工程仿真系统是搭建全线网络的三维空间信息平台，提供三维可视化和三维地理信息服务。通过可交互控制的三维仿真环境，结合基础信息资源数据库，实现工程资料的综合查询显示，调度方案及工程运用展示，运行调度信息集成，以及提供基于闸站监控系统的水量调度运行监视应用等。主要包括包括工程资料综合信息查询、运行调度信息集成、三维实体全息模型展示、水量调度运行监视和三维地理信息服务等功能。（见图4）

工程地理数据管理,包含对1：50 000比例尺工程地理数据的批量导入、维护更新、数据浏览功能。

工程专题数据管理,包含专题数据的录入、批量导入、维护更新、文件管理、查询功能。

三维模型管理,包含输水渠段、建筑物三维建模的模型文件及相关信息的批量导入、维护更新、查询功能。

资源发布管理,包含对资源目录和元数据的查询、检索和共享管理，包括资源目录服务、元数据查询功能。系统维护与管理,包含用户管理、权限管理、角色管理、机构设置、日志管理等的管理功能。

式中：dc代表颜色距离；ds代表空间距离；Ns是类内最大空间距离。定义为Ns=S=sqrt(N/K)，适用于每个聚类。最大颜色距离Nc随图片的不同而不同，也随聚类不同而不同，所以通常将Nc固定为常数m来避免这个问题，m取值范围一般在[1,40]，本文取10有最好的效果。最终的距离度量D′为：

3.2 地理数据服务系统

地理数据服务系统是在基础信息资源数据库和应用支持平台基础上，提供影像、三维模型、工程地理、工程专题等数据的发布和共享服务，为闸站监控系统、水量调度系统、工程安全监测系统、水质监测系统等应用系统提供地理数据支持和电子地图服务支持。主要包括二维地图服务模块、专题地图服务模块、地理要素服务、影像服务、借阅管理、共享下载管理、地图输出、权限控制，这些功能通过不同的方式，提供了基础信息资源数据的服务、下载、借阅，实现了数据有效利用，并在数据的使用过程中，通过权限、设置等方式，提供部分服务，保证了数据的保密性。

二维地图服务，提供全线的二维地图，其中集成全部特征图层以及各种题图操作功能。

权限控制,提供针对数据的共享下载管理的权限管理，以及相关数据服务的权限管理，并对数据服务的使用记录进行管理。

A0((uh,Bh),(v,s))+A1((uh,Bh),(uh,Bh),(v,s))-b((v,s),ph)+b((uh,Bh),q)=(F,(v,s))，∀((v,s),q)∈Xh×Wh×Qh。

地理要素服务，将基础地理数据库中的河流水系、交通、行政区划、居民地和地物设施等要素，以及工程地理数据库中的工程分布、建筑物分布、现地站点等要素，在地里信息系统平台基础上，进行地理要素服务发布，提供对各地理要素的访问和显示。

影像服务,将影像数据库中的遥感卫星影像、航测影像、数字正射影像图等，在地理信息系统平台基础上，进行影像服务发布，提供对各影像数据的索引、访问和显示。

借阅管理,在数据保密要求及权限许可情况下，对基础地理数据和工程地理数据进行借阅，提供对借阅信息的管理。

鹰眼图，可对指定的输水工程、建筑物和地理位置的快速定位。图层对象管理，包含场景中各渠段与建筑物三维模型、地理要素、影像的图层化管理与可视性控制功能。

工程信息查询，通过对基础信息资源数据库和数据库的访问，调出该工程的属性数据，查询工程的各类信息，丰富系统的数据量。

专题地图服务，包含基于基础信息资源数据的基础地理数据，制作相关专题地图，进行发布来提供相应的服务。

3.3 三维工程仿真系统

影像数据管理，包含卫星影像数据的管理功能，包括批量导入、维护更新、数据浏览等。

陈建伟一转脸，也看见了李萍，没表现出来多惊讶，只是点了点头，“你来了。”语气平淡的像和一个老朋友打招呼，仿佛这十几年他们从来没有分开过。等李萍坐下来，陈建伟才慢悠悠地说：“我也是才听说你在这附近开的店铺。”他没说出口的话是，他真的是找了她很久很久，就像他喜欢了她好久好久。他是为了她，才把店铺开在这里的。

日内精密度通过随机选取2个样品，在同一天内平行测定6次，分析其标准偏差SD。结果如表2所示，δ13C和δ15N测定值的SD值均小于0.3‰，咖啡因的δ13C和δ15N平均值分别为-27.79‰与0.98‰，SD值均小于 0.3‰，说明该方法的准确性好，日内精密度满足试验分析要求。

交互操作漫游飞行浏览，包含三维操作常用的平移、旋转、缩放、升降等三维交互工具；提供常用的场景沿预设路径飞行的自动漫游操作，确定目标的导航飞行、线路。

共享下载管理,提供数据的权限内数据共享下载以及共享下载的设置管理，具体的数据共享下载权限由相应的权限控制进行管理。

地图输出,将一些地图输出为矢量图、专题图和背景图等图元文件。

  

图4 三维工程仿真系统的功能分解图

计算分析，包含三维环境下基于DEM的常用三维计算与分析功能，包括距离量测、面积量测、洪水淹没分析等。

在北京市三环建筑区内，有一座由贝氏建筑事务所设计的巨型营业厅，其室内设计秉承着中国园林的元素和概念，由于北京市政府对五环以内的建筑有高度限制，因此对于建筑物的设计原则也有较多的约束，为了保障在不增加楼层高度的前提下保障银行大厅的采光度。中国银行总部建筑借鉴了古典府邸的角度设计，使建筑在不增加门窗数目的基础上就能够保持较好的采光度。由于透光度好，整个营业大厅呈现出井然有序和正大光明的感觉，与银行总部的设计风格理念十分相恰，宽敞的办公大厅给人以高端尊贵的视觉效果，并且能够带来与众不同的办公体验[4]。

4 结语

在项目实际开发和应用过程中，南水北调中线干线工程三维仿真系统工作稳定、实用性强，并成功支撑了中央电视台南水北调通水直播的三维展示工作。通过为其他应用系统提供数据资源等服务，将工程运行情况更直观化、实时化，极大地提高了南水北调中线干线工程运行管理效率。

参考文献：

［1］张楠西，赵德群，石珺，王亚洲.基于WEBGIS的海事监测系统设计与实现［J］.国外电子测量技术，2017，36（5）.

牵引力显微镜技术基于对柔性基底变形的测量，通过对比细胞施加力前后的两个不同时间段得到的荧光标记物的图像，获得基底的变形信息。数字图像相关算法比较加载前后的图像，算出变形凝胶的位移场。常用于牵引力显微镜的基底材料包括聚丙稀酰胺和硅基凝胶，它们都是线弹性材料，具有良好的光学透明性并且刚度易调节。随着该技术的发展，牵引力显微镜技术从最初的只能测量二维基底上的单细胞引起的二维牵引力，延伸到测量细胞在二维基底上引起的三维牵引力，以及测量细胞在三维基底内部引起的三维牵引力。

［2］梁武卫，程琦.武汉市地理国情普查数据管理系统设计与实现［J］.地理空间信息，2017，15（11）.

［3］申文彬.医院信息管理系统设计与实现［J］.电子设计工程 ，2016，24（2）.

六年的时间里，立青多杰的脚步几乎走遍了整个德钦县，赢得了德钦县党政领导和藏汉等各民族人民群众的广泛赞誉，德钦县的食品药品安全情况也得到大力改善。