真技術相結合，并廣泛應用于水利水電工程的施工領域中，如壩區(qū)地質三維可視化、地下洞室和大壩施工過程三維動態(tài)演示、施工導截流施工管理、施工場地總布置等，在行業(yè)內取得不小的反響[5-7].如圖1為應用ＧＩＳ技術生成的某水電工程施工場地總布置圖。另外，與人工智能、面向對象、萬維網、虛擬現(xiàn)實等技術的結合的新型地理信息系統(tǒng)不斷的出現(xiàn)，這與施工管理數字化的趨勢相符合，因此也必將在工程建設領域得到更加深入和廣泛的應用。
2.2系統(tǒng)仿真計算
系統(tǒng)仿真技術是20世紀40年代末以來隨著計算機技術的發(fā)展逐步形成的一門新興學科，它以相似性原理、系統(tǒng)工程方法、信息技術以及應用領域相關專業(yè)技術為基礎，以計算機等設備為工具，利用系統(tǒng)模型對真實的或設想的系統(tǒng)進行動態(tài)研究的一門多學科的綜合技術[8].仿真就是通過建立系統(tǒng)模型對實際系統(tǒng)進行試驗研究的過程。隨著仿真技術的發(fā)展，現(xiàn)代仿真技術已經成為任何復雜系統(tǒng)不可缺少的分析、研究、設計、評價、決策和訓練的重要手段。
國外從70年代開始將仿真技術應用到工程施工過程仿真，以循環(huán)網絡仿真軟件為代表的一系列軟件已廣泛的應用在隧洞施工、土石方開挖、橋梁施工、管道施工等工程施工領域，如Ｈａｌｐｉｎ用于工程施工過程仿真的ＣＹＣＬＯＮＥ；Ｍｏａｖｅｎｚａｄｅｈ用于費用預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)網絡仿真系統(tǒng)ＳＩＲＥＮ；Ｏｄｅｈ基于知識的施工計劃仿真系統(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研究的不斷深入及計算機技術的飛速發(fā)展，對系統(tǒng)仿真技術提出了更高的要求。20世紀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）、面向對象仿真（Ｏｂｊｅｃｔ-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合而生成的可視化施工管理過程。
在國內，天津大學的孫錫衡[13]等于80年代初首先把仿真技術引入水電工程施工領域，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際工程中得到了成功的應用[14-20].其他的一些研究單位和學者也在施工過程仿真領域作了一定的工作。其中，同濟大學[21]根據已
有的盾構法隧道施工引起地層移動理論，采用了基于數據體視化算法的計算機仿真技術，研制了盾構法隧道施工實時預測與控制仿真軟件；武漢水利電力大學和大連理工均在混凝土壩澆筑仿真方面進行了研究[22-24]；四川大學主要研究了地下洞室群施工過程的仿真計算[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)設計進行模擬，為集裝箱港口工程項目設計提供決策支持。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)，針對一個多服務臺的土方運輸系統(tǒng)進行了傳真試驗。
2.3可視化與虛擬現(xiàn)實可視化即科學計算
可視化（ＶｉＳＣ，ＶｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎｉｎＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＣｏｍｐｕｔａｔｉｏｎ）[28]，是指運用計算機圖形學和圖像處理技術，將科學計算過程中產生的數據及計算結果轉換為圖形或圖像在屏幕上顯示出來，并進行交互處理的理論、方法和技術。而虛擬