水坝安全监测关系着水坝的安全运行,关系着周边人民的生命和财产安全,甚至关系着一个国家的经济社会发展。监测水坝坝体结构是否稳定、内部结构材料是否有损坏、坝体周围是否有塌陷等安全隐患至关重要。实时采集水坝安全监测数据,进行监测数据分析,是确保水坝正常运行的关键。水坝工程施工管理中基础资料缺失、监测结果处理不及时、监测数据及模型可靠性低等问题一直是困扰水坝安全监测的难点。近年来无线传感网路数据传输技术和三维可视化技术的快速应用与发展,为上述水坝安全监测系统中的难点问题提供了一种便捷的解决思路。本文以无线数据传感网络和三维可视化技术为依托,分析适合水坝安全监测的数据采集与传输方法以及适合水坝三维显示的建模方法和可视化技术,在此基础上设计水坝安全监测系统,优化监测系统数据的采集和传输方法,并深入研究坝体模型构建、显示的技术和方法。论文的主要研究内容包括:(1)设计水坝安全监测数据的采集与传输功能。研究ZigBee无线传感网络的节点类型、拓扑结构以及模糊层次分析法在组网优化方向的可行性与实用性,将模糊层次分析法引入ZigBee节点的组网优先级判定,对监测数据的传输进行优化,以提高数据的传输效率。(2)设计基于SQLite的系统数据库并对其进行优化,分析坝体的数据结构,按照不同的数据表存储不同数据类型,各个相关联的表之间通过设置关键字为主键的方式相互连接,减少数据库的冗余性。(3)分析水坝坝体的结构特征,研究如何导入3DS文件格式的三维模型,对3DS文件的数据块结构进行研究和分析,包括文件模型导入时使用的递归结构以及在模型重绘时使用的数据结构。研究三维水坝模型的建模方法,包括投影、视口、纹理渲染等技术的运用,并分析三维模型在OpenGL中如何逼真的显示。(4)设计基于Qt和OpenGL的可视化水坝安全监测系统。在系统中导入构建的3DS坝体结构模型;利用不同视口的切换,使三维模型结构能与外部键盘、鼠标等进行交互控制,实现三维模型的平移、旋转、缩放等功能;通过不同的功能键添加传感器监测点的布点、布线信息,使坝体与外部的交互更便捷、更直观。