GMS在水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)可視化方面的應(yīng)用

何隴萍 牛梅

（江西省核工業(yè)地質(zhì)局二六四大隊(duì) 江西贛州 341000）

GMS在水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)可視化方面的應(yīng)用

何隴萍 牛梅

（江西省核工業(yè)地質(zhì)局二六四大隊(duì) 江西贛州 341000）

本文就GMS的相關(guān)問(wèn)題予以簡(jiǎn)要闡述，并討論和分析了GMS在水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)方面的可視化應(yīng)用的情況，以期將GMS更好的更合理的嵌入水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)的研究中，進(jìn)而是我們國(guó)家水文地質(zhì)研究工作水平再上新的臺(tái)階。

GMS；水文地質(zhì)；結(jié)構(gòu)可視化

GMS是地下水文建模系統(tǒng),這是一種涉及了小單元至大系統(tǒng)，平面研究到空間研究，地面鉆孔到地層結(jié)構(gòu)的具有綜合性和系統(tǒng)性的集合了各種繪圖軟件的意圖行為界面的進(jìn)行地下水文建立模型的軟件。這種軟件不僅可以將地下水和地下溶質(zhì)的流動(dòng)狀態(tài)及移動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行模擬，而且能夠?qū)λ牡刭|(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行可視化操作。

1 GM S的組成要素

GMS系統(tǒng)軟件主要組成部分是TINS模塊、Solid（液態(tài)）模塊、Borehole模塊和2DScatter Point模塊4個(gè)。

1.1 TINS模塊

在水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)可視化研究過(guò)程中，需要進(jìn)行三角剖處理，這一模塊的作用就是根據(jù)實(shí)際所需，把要求實(shí)現(xiàn)插值計(jì)算的內(nèi)容按照要求完成三角剖處理，它的剖分操作的特點(diǎn)是可操控性強(qiáng)，也就是通過(guò)工作區(qū)大小和精度的判斷即可以確定需要的網(wǎng)格大小了。除了完成三角剖，TINS模塊還可以與多個(gè)TIN數(shù)據(jù)結(jié)合，直接生成水文地質(zhì)體，并完成對(duì)它的有序疊加融合，進(jìn)而形成被測(cè)的水文地質(zhì)體的可視化的三維模型。

1.2 Solid（液態(tài)）模塊

這一模塊擔(dān)任的是管理員的角色，也就是將Borehole模塊或TINS模塊生成的水文地質(zhì)體的可視化的三維模型進(jìn)行統(tǒng)一管理，同時(shí)對(duì)這些模型進(jìn)行相加、相減和相交等邏輯運(yùn)算生成新的水文地質(zhì)體的可視化的三維模型，通過(guò)本模塊，研究者可以進(jìn)行地質(zhì)層模型的組合和分解，然后在任何一個(gè)有需要的位置上進(jìn)行表面切割的操作，以便于了解不同剖切面的水質(zhì)層的空間分布。

1.3 Borehole模塊

這一模塊建立水文地質(zhì)體的可視化三維模型的接入點(diǎn)與前兩種模型略有不同，是通過(guò)對(duì)某一地質(zhì)層的鉆孔數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析后，將這些數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)自動(dòng)或手動(dòng)操作生成水文地質(zhì)體，然后再根據(jù)所得的地質(zhì)體建立三維模型的。也就是說(shuō)，這個(gè)模型是通過(guò)計(jì)算得到的，其中所用的計(jì)算方法我們稱之為插值算法，其優(yōu)點(diǎn)是能夠確定所有鉆孔在地質(zhì)空間的分布狀態(tài)，對(duì)水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)的情況的反映具有全面、準(zhǔn)確性高的特點(diǎn)。

1.4 2D Scatter Point模塊

2DScatter Point模塊與Solid模塊功能類似，也充當(dāng)了管理的角色，知識(shí)其所管理的對(duì)象是離散點(diǎn)數(shù)據(jù)。這一模塊能夠通過(guò)整合地質(zhì)構(gòu)造、鉆孔資料和地質(zhì)圖對(duì)某一點(diǎn)的高程點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，在將獲得的信息和數(shù)據(jù)在GMS軟件中輸入，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)通過(guò)軟件來(lái)管理保存數(shù)據(jù)的目的，具有穩(wěn)定性高，數(shù)據(jù)保持時(shí)間久遠(yuǎn)的特點(diǎn)。

2 如何在水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)可視化中運(yùn)用GM S軟件

2.1 熟悉了解軟工作區(qū)和工作條件

首先應(yīng)該熟悉了解研究區(qū)域內(nèi)的水文地質(zhì)的條件，如該區(qū)域的地貌、地質(zhì)特征、地址的水文特性、含水巖組成及地質(zhì)發(fā)育狀況等信息做一梳理和總結(jié)，做到心中有數(shù)，然后再利用GMS軟件完成水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)模型的建立，這樣才能得到能夠反映實(shí)際情況的、數(shù)據(jù)有效的模型。

2.2 對(duì)所得資料進(jìn)行梳理

在整合資料時(shí)，必須做到全面性和系統(tǒng)性，具體內(nèi)容包括：為了對(duì)所研究區(qū)域做整體上的了解，需要該區(qū)域及該區(qū)域周圍的水文地質(zhì)圖像資料和報(bào)告，以及地質(zhì)結(jié)構(gòu)圖和地貌圖；為了對(duì)研究區(qū)域的地層有初步了解，需要獲取水文地質(zhì)剖面圖、水質(zhì)潛埋分布圖、地理底圖和各個(gè)含水層及地表的高程等值線圖；最后，還需要鉆孔數(shù)據(jù)資料。

收集到以上資料后，接著是以建立水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)可視化模型的方法和要求為原則，對(duì)其進(jìn)行整理和概念化，轉(zhuǎn)化為專業(yè)性信息，以方便在實(shí)際操作中信手拈來(lái)。

2.3 建模方法

用GMS軟件建立水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)可視化模型，經(jīng)常用的方式有地層數(shù)據(jù)法、鉆孔數(shù)據(jù)法和透鏡體法三種。

采用底層數(shù)據(jù)法建立水質(zhì)模型時(shí)，先將通過(guò)地理底圖獲取的信息利用GMS軟件導(dǎo)入，進(jìn)行定位，然后在地圖模塊（軟件自帶）中確定區(qū)域邊界和網(wǎng)格大小，繼而生成TINS模塊，如前邊對(duì)TINS模塊的介紹中所言，TINS模塊可以完成與多個(gè)TIN數(shù)據(jù)的結(jié)合，然后進(jìn)行有序疊加，最后通過(guò)Scatter Point模塊的整合生成最終三維水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)可視化模型。

采用鉆孔數(shù)據(jù)法的方式建立模型操作的第一步類似地層數(shù)據(jù)法，也是先將通過(guò)地理底圖獲取的信息利用GMS軟件導(dǎo)入，相異之處是在地理底圖上進(jìn)行定位，完成定位后在地理底圖上去頂工作區(qū)域邊界，同時(shí)生成鉆孔數(shù)據(jù)和TINS模型，最后用插值法，在GMS中選擇合適的命令生成三維水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)可視化模型。

采用透鏡體建立模型與以上不同，地質(zhì)層中總是有很多透鏡體，這在詳細(xì)的鉆孔資料中其實(shí)是可以表現(xiàn)出來(lái)的。首先生成透鏡體的單獨(dú)的邊界，利用這一邊界對(duì)應(yīng)警惕的上下表面分別生成TIN，然后對(duì)TIN賦值，之后再用被賦值TIN生成透鏡體即可，最后通過(guò)Solid模塊，去掉透鏡體與地質(zhì)體的重復(fù)部分，這樣透鏡體就能夠在水文地質(zhì)模型中表現(xiàn)出來(lái)，模型建立完成。

[1]祝曉彬.地下水模擬系統(tǒng)(GMS)軟件[J].水文地質(zhì)工程地質(zhì),2012(7).

[2]謝軼,蘇小四,高淑琴.基于GMS支持下的大慶地下水庫(kù)區(qū)水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)可視化模型[J].吉林大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）,2013(4).

何隴萍（1986.8—），女，漢族，甘肅省定西市隴西縣，助理工程師，2009年畢業(yè)于甘肅工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，水文地質(zhì)與工程地質(zhì)。