大型水利工程往往建設(shè)周期長、投資大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、涉及問題多，因此在決策階段或建設(shè)前期如能預(yù)測工程項(xiàng)目存在的問題并及時加以糾正，降低工程投資的風(fēng)險，無疑會避免許多困擾。上世紀(jì)八十年代，信息科技開始在我國水利建設(shè)行業(yè)廣泛開展應(yīng)用，范圍涉及到OA、計算分析、CAD設(shè)計、可視化、多媒體等方面。這些應(yīng)用成果提高了我們在某些方面的工作效率，減輕了人的勞動強(qiáng)度。但是，就整個工程項(xiàng)目來說，它所起的作用還只是局部的，還沒有為整個水利工程項(xiàng)目提供一個集成的信息化平臺；特別是在可視化、協(xié)同工作及多元數(shù)據(jù)間融合上還很弱，這在一定程度上抵消了我們的整體工作效率和管理水平。
因此，提供具有高度臨場感的可視化系統(tǒng)，使技術(shù)人員實(shí)現(xiàn)交互協(xié)同設(shè)計，將是完成工程設(shè)計評估、多維數(shù)字分析、人員培訓(xùn)等的最佳手段。而虛擬仿真作為研究動態(tài)系統(tǒng)的方法，越來越多地為虛擬產(chǎn)品的開發(fā)服務(wù)。通過虛擬仿真技術(shù)，人們在產(chǎn)品早期的規(guī)劃階段就可預(yù)示產(chǎn)品的特性，并及早發(fā)現(xiàn)問題和錯誤；這無疑有助于節(jié)省成本，提高效率。
虛擬仿真技術(shù)將我們的視野從二維平面上升到三維主體空間，采用已獲取的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，針對工程項(xiàng)目建立三維的、動態(tài)的、實(shí)時的、可視的虛擬仿真環(huán)境。它以水利工程的勘測設(shè)計、施工、運(yùn)行管理為對象而建立，貫穿方案論證、CAD設(shè)計、工程進(jìn)度控制、運(yùn)行管理全過程，使項(xiàng)目參與各方都能在此環(huán)境下直觀、清晰地看到該項(xiàng)目過程的整體或局部、動態(tài)或靜態(tài)、歷史的或現(xiàn)實(shí)的以及將來的真實(shí)場景；同時提出自己的意見要求，并可進(jìn)行各類信息查詢。決策層可在最短的時間內(nèi)獲得最新、最準(zhǔn)確的信息，以便對未來事件作出快速的判斷并采取相應(yīng)對策。
虛擬仿真技術(shù)將數(shù)據(jù)管理、幾何建模、物理屬性建模、應(yīng)用建模、模型試驗(yàn)、虛擬可視分析等集成于一個環(huán)境，利用已有的信息建立高精度的水利工程三維模型；分析研究規(guī)劃設(shè)計中的關(guān)心問題，如：水利工程規(guī)劃、方案比選、樞紐總體布置和設(shè)計協(xié)調(diào)等，在虛擬仿真環(huán)境中對所關(guān)心的問題進(jìn)行觀察、修改、決策、調(diào)度或重組等，使項(xiàng)目在決策或?qū)嵤┻^程中更具科學(xué)性、經(jīng)濟(jì)性和可靠性。
仿真的目的就是通過對系統(tǒng)仿真模型的運(yùn)行過程進(jìn)行觀察和統(tǒng)計，來掌握系統(tǒng)模型的基本特征，找出仿真系統(tǒng)的最佳設(shè)計參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對真實(shí)系統(tǒng)設(shè)計的改善或優(yōu)化。隨著多媒體技術(shù)、計算機(jī)可視化、傳感技術(shù)的發(fā)展，計算機(jī)模擬外界環(huán)境對人的感官刺激開始成為可能。把虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)引入系統(tǒng)模擬仿真的各個階段，可使人沉浸其中，對所需解決的問題有清晰的認(rèn)識，而不必單純被動的去觀察仿真的結(jié)果，將使模型的建立和驗(yàn)證更加方便。通過三維數(shù)字模型和顯示頭盔進(jìn)行該領(lǐng)域的視覺模擬，通過傳感機(jī)制和觸覺手套來進(jìn)行該領(lǐng)域的觸覺模擬，通過音響制作和音效卡進(jìn)行聲音模擬，通過機(jī)械控制和傳動裝置進(jìn)行動感模擬。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)使設(shè)計人員從“空間+時間+感受或意念”即“五度空間”感受世界，人成為參加者。
濟(jì)南科明數(shù)碼技術(shù)股份有限公司研發(fā)的水利學(xué)科虛擬仿真教學(xué)資源，包括水力學(xué)、小區(qū)域地形和工程高程測量、混凝土重力壩施工與運(yùn)行管理、河道斷面流速及流量監(jiān)測等多套虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)。這些實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的應(yīng)用，豐富了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，拓展了實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)了綠色實(shí)驗(yàn)的目的，提高了學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的熱情和效果。
虛擬仿真技術(shù)在水利工程中具有廣闊的應(yīng)用前景。它為宏觀決策和項(xiàng)目管理提供了快速、系統(tǒng)、準(zhǔn)確的信息與技術(shù)支持，可大大提高各項(xiàng)工作的及時反應(yīng)能力，適時調(diào)整規(guī)劃布局和在工程實(shí)施過程中對進(jìn)度、質(zhì)量進(jìn)行控制，減少了因工程執(zhí)行過程中的失誤而造成的經(jīng)濟(jì)損失。
虛擬仿真系統(tǒng)為水利工程規(guī)劃設(shè)計提供了一個全新的研究平臺，它具有安全、經(jīng)濟(jì)、可控、便于觀察、便于參與、實(shí)用、無破壞性、可多次重復(fù)、整體性等特點(diǎn)，可以對各種決策的效果與作用進(jìn)行分析比較，以作出科學(xué)合理的選擇。因此，水利工程虛擬仿真技術(shù)將是向水利現(xiàn)代化方向發(fā)展的一個重大突破。 （相關(guān)內(nèi)容綜合整理自長江水利網(wǎng)）
