真技術(shù)相結(jié)合，并廣泛應(yīng)用于水利水電工程的施工領(lǐng)域中，如壩區(qū)地質(zhì)三維可視化、地下洞室和大壩施工過程三維動態(tài)演示、施工導(dǎo)截流施工管理、施工場地總布置等，在行業(yè)內(nèi)取得不小的反響[5-7].如圖1為應(yīng)用ＧＩＳ技術(shù)生成的某水電工程施工場地總布置圖。另外，與人工智能、面向?qū)ο?、萬維網(wǎng)、虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)的結(jié)合的新型地理信息系統(tǒng)不斷的出現(xiàn)，這與施工管理數(shù)字化的趨勢相符合，因此也必將在工程建設(shè)領(lǐng)域得到更加深入和廣泛的應(yīng)用。
2.2系統(tǒng)仿真計(jì)算
系統(tǒng)仿真技術(shù)是20世紀(jì)40年代末以來隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展逐步形成的一門新興學(xué)科，它以相似性原理、系統(tǒng)工程方法、信息技術(shù)以及應(yīng)用領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)技術(shù)為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)等設(shè)備為工具，利用系統(tǒng)模型對真實(shí)的或設(shè)想的系統(tǒng)進(jìn)行動態(tài)研究的一門多學(xué)科的綜合技術(shù)[8].仿真就是通過建立系統(tǒng)模型對實(shí)際系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)研究的過程。隨著仿真技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代仿真技術(shù)已經(jīng)成為任何復(fù)雜系統(tǒng)不可缺少的分析、研究、設(shè)計(jì)、評價、決策和訓(xùn)練的重要手段。
國外從70年代開始將仿真技術(shù)應(yīng)用到工程施工過程仿真，以循環(huán)網(wǎng)絡(luò)仿真軟件為代表的一系列軟件已廣泛的應(yīng)用在隧洞施工、土石方開挖、橋梁施工、管道施工等工程施工領(lǐng)域，如Ｈａｌｐｉｎ用于工程施工過程仿真的ＣＹＣＬＯＮＥ；Ｍｏａｖｅｎｚａｄｅｈ用于費(fèi)用預(yù)測的隧道施工仿真軟件ＴＣＭ；Ｃｌｅｍｍｉｎｓ用于土方工程施工仿真的ＳＣＲＡＰＥＳＩＭ；Ｋａｖａｎａｇｈ用于代替ＣＰＭ的循環(huán)網(wǎng)絡(luò)仿真系統(tǒng)ＳＩＲＥＮ；Ｏｄｅｈ基于知識的施工計(jì)劃仿真系統(tǒng)ＣＩＰＲＯＳ；Ｈｕａｎｇ用于施工過程動態(tài)交互仿真的ＤＩＳＣＯ等等。
隨著人們對建模方法學(xué)研究的不斷深入及計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，對系統(tǒng)仿真技術(shù)提出了更高的要求。20世紀(jì)90年代以來，系統(tǒng)仿真的研究主要集中在：分布式交互仿真（ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＩｎｔｅｒａｃｔｉｖｅＳｉｍｕｌａｔｉｏｎ）、面向?qū)ο蠓抡妫ǎ希猓辏澹悖?ＯｒｉｅｎｔｅｄＳｉｍｕｌａｔｉｏｎ）、智能仿真（Ｉｎｔｅｌ ｌｉｇｅｎｔＳｉｍｕｌａｔｉｏｎ）、可視化仿真（ＶｉｓｕａｌＳｉｍｕｌａｔｉｏｎ）、多媒體仿真（ＭｕｌｔｉｍｅｄｉａＳｉｍｕｌａｔｉｏｎ）等等[10].圖2為可視化與仿真相結(jié)合而生成的可視化施工管理過程。
在國內(nèi)，天津大學(xué)的孫錫衡[13]等于80年代初首先把仿真技術(shù)引入水電工程施工領(lǐng)域，隨后，鐘登華等人對大型地下洞室群、混凝土壩的施工過程進(jìn)行仿真研究，尤其是近期提出基于ＧＩＳ的可視化仿真等理論和方法在眾多大型實(shí)際工程中得到了成功的應(yīng)用[14-20].其他的一些研究單位和學(xué)者也在施工過程仿真領(lǐng)域作了一定的工作。其中，同濟(jì)大學(xué)[21]根據(jù)已
有的盾構(gòu)法隧道施工引起地層移動理論，采用了基于數(shù)據(jù)體視化算法的計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，研制了盾構(gòu)法隧道施工實(shí)時預(yù)測與控制仿真軟件；武漢水利電力大學(xué)和大連理工均在混凝土壩澆筑仿真方面進(jìn)行了研究[22-24]；四川大學(xué)主要研究了地下洞室群施工過程的仿真計(jì)算[25]，等等。沙梅[26]用離散系統(tǒng)仿真對集裝箱碼頭的工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行模擬，為集裝箱港口工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)提供決策支持。曾賽星[27]引入了可用于離散事件和連續(xù)事件的ＳＬＡＭⅡ仿真系統(tǒng)，針對一個多服務(wù)臺的土方運(yùn)輸系統(tǒng)進(jìn)行了傳真試驗(yàn)。
2.3可視化與虛擬現(xiàn)實(shí)可視化即科學(xué)計(jì)算
可視化（ＶｉＳＣ，ＶｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎｉｎＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＣｏｍｐｕｔａｔｉｏｎ）[28]，是指運(yùn)用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和圖像處理技術(shù)，將科學(xué)計(jì)算過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)及計(jì)算結(jié)果轉(zhuǎn)換為圖形或圖像在屏幕上顯示出來，并進(jìn)行交互處理的理論、方法和技術(shù)。而虛擬