GMS在水文地質結構可視化方面的應用

何隴萍 牛梅

（江西省核工業地質局二六四大隊 江西贛州 341000）

GMS在水文地質結構可視化方面的應用

何隴萍 牛梅

（江西省核工業地質局二六四大隊 江西贛州 341000）

本文就GMS的相關問題予以簡要闡述，并討論和分析了GMS在水文地質結構方面的可視化應用的情況，以期將GMS更好的更合理的嵌入水文地質結構的研究中，進而是我們國家水文地質研究工作水平再上新的臺階。

GMS；水文地質；結構可視化

GMS是地下水文建模系統,這是一種涉及了小單元至大系統，平面研究到空間研究，地面鉆孔到地層結構的具有綜合性和系統性的集合了各種繪圖軟件的意圖行為界面的進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的流動狀態及移動狀態進行模擬，而且能夠對水文地質的結構進行可視化操作。

1 GM S的組成要素

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

1.1 TINS模塊

在水文地質結構可視化研究過程中，需要進行三角剖處理，這一模塊的作用就是根據實際所需，把要求實現插值計算的內容按照要求完成三角剖處理，它的剖分操作的特點是可操控性強，也就是通過工作區大小和精度的判斷即可以確定需要的網格大小了。除了完成三角剖，TINS模塊還可以與多個TIN數據結合，直接生成水文地質體，并完成對它的有序疊加融合，進而形成被測的水文地質體的可視化的三維模型。

1.2 Solid（液態）模塊

這一模塊擔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體的可視化的三維模型進行統一管理，同時對這些模型進行相加、相減和相交等邏輯運算生成新的水文地質體的可視化的三維模型，通過本模塊，研究者可以進行地質層模型的組合和分解，然后在任何一個有需要的位置上進行表面切割的操作，以便于了解不同剖切面的水質層的空間分布。

1.3 Borehole模塊

這一模塊建立水文地質體的可視化三維模型的接入點與前兩種模型略有不同，是通過對某一地質層的鉆孔數據進行整理和分析后，將這些數據經過自動或手動操作生成水文地質體，然后再根據所得的地質體建立三維模型的。也就是說，這個模型是通過計算得到的，其中所用的計算方法我們稱之為插值算法，其優點是能夠確定所有鉆孔在地質空間的分布狀態，對水文地質結構的情況的反映具有全面、準確性高的特點。

1.4 2D Scatter Point模塊

2DScatter Point模塊與Solid模塊功能類似，也充當了管理的角色，知識其所管理的對象是離散點數據。這一模塊能夠通過整合地質構造、鉆孔資料和地質圖對某一點的高程點的數據進行整理分析，在將獲得的信息和數據在GMS軟件中輸入，進而實現通過軟件來管理保存數據的目的，具有穩定性高，數據保持時間久遠的特點。

2 如何在水文地質結構可視化中運用GM S軟件

2.1 熟悉了解軟工作區和工作條件

首先應該熟悉了解研究區域內的水文地質的條件，如該區域的地貌、地質特征、地址的水文特性、含水巖組成及地質發育狀況等信息做一梳理和總結，做到心中有數，然后再利用GMS軟件完成水文地質結構模型的建立，這樣才能得到能夠反映實際情況的、數據有效的模型。

2.2 對所得資料進行梳理

在整合資料時，必須做到全面性和系統性，具體內容包括：為了對所研究區域做整體上的了解，需要該區域及該區域周圍的水文地質圖像資料和報告，以及地質結構圖和地貌圖；為了對研究區域的地層有初步了解，需要獲取水文地質剖面圖、水質潛埋分布圖、地理底圖和各個含水層及地表的高程等值線圖；最后，還需要鉆孔數據資料。

收集到以上資料后，接著是以建立水文地質結構可視化模型的方法和要求為原則，對其進行整理和概念化，轉化為專業性信息，以方便在實際操作中信手拈來。

2.3 建模方法

用GMS軟件建立水文地質結構可視化模型，經常用的方式有地層數據法、鉆孔數據法和透鏡體法三種。

采用底層數據法建立水質模型時，先將通過地理底圖獲取的信息利用GMS軟件導入，進行定位，然后在地圖模塊（軟件自帶）中確定區域邊界和網格大小，繼而生成TINS模塊，如前邊對TINS模塊的介紹中所言，TINS模塊可以完成與多個TIN數據的結合，然后進行有序疊加，最后通過Scatter Point模塊的整合生成最終三維水文地質結構可視化模型。

采用鉆孔數據法的方式建立模型操作的第一步類似地層數據法，也是先將通過地理底圖獲取的信息利用GMS軟件導入，相異之處是在地理底圖上進行定位，完成定位后在地理底圖上去頂工作區域邊界，同時生成鉆孔數據和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結構可視化模型。

采用透鏡體建立模型與以上不同，地質層中總是有很多透鏡體，這在詳細的鉆孔資料中其實是可以表現出來的。首先生成透鏡體的單獨的邊界，利用這一邊界對應警惕的上下表面分別生成TIN，然后對TIN賦值，之后再用被賦值TIN生成透鏡體即可，最后通過Solid模塊，去掉透鏡體與地質體的重復部分，這樣透鏡體就能夠在水文地質模型中表現出來，模型建立完成。

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

[2]謝軼,蘇小四,高淑琴.基于GMS支持下的大慶地下水庫區水文地質結構可視化模型[J].吉林大學學報（自然科學版）,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年畢業于甘肅工業職業技術學院，水文地質與工程地質。