1 引言

地下水是影響人類生存的關(guān)鍵因素，但不同學(xué)科研究地下水的側(cè)重點不同，巖土工程側(cè)重研究地下水對巖土的力學(xué)作用，而環(huán)境科學(xué)側(cè)重研究地下水的自然流動及其對周圍環(huán)境的生態(tài)影響。特別在中國，由于城鎮(zhèn)化速度過快，導(dǎo)致地下水超采和地下水污染的問題尤為嚴(yán)重，因此模擬地下水是環(huán)境科學(xué)的一個重要研究方向。Aquaveo GMS就是這樣一款偏向環(huán)境科學(xué)的地下水模擬系統(tǒng)。

如同Itasca, Rocscience一樣，Aquaveo也是從大學(xué)研究機構(gòu)脫離出來的私人公司。Aquaveo自1985年開始作為楊百翰大學(xué)(Brigham Young University)工程計算機圖形實驗室的一部分。1998年9月該實驗室進行了重組，改名為環(huán)境模擬研究實驗室(Environmental Modeling Research Laboratory, EMRL)。2007年4月，EMRL的主要軟件開發(fā)團隊作為Aquaveo, LLC進入私營企業(yè)，正式以公司名義進行商業(yè)運作。在該公司開發(fā)的三個與地下水相關(guān)軟件中，以地下水模擬系統(tǒng)GMS最為知名。這個筆記簡要引入GMS的最新版本10.5.12(11/09/2021)。

2 GMS特點

(1) 概念性建模

概念模型方法加快和簡化了模型的建立過程。GMS具有直觀的地下水建模界面，使用熟悉的GIS對象(點、弧和多邊形)可以快速構(gòu)建出高水平的模型，并根據(jù)需要輕松更新模型。對于具有簡單幾何形狀和邊界條件的模型，使用網(wǎng)格方法直接在網(wǎng)格中編輯數(shù)值。

(2) 三維可視化

GMS是在三維環(huán)境中進行地下水模擬最先進的軟件系統(tǒng)。具體優(yōu)點表現(xiàn)在: 在真正的3D中與模型互動；優(yōu)化的OpenGL圖形，提高了硬件渲染效果；創(chuàng)建照片般逼真的效果圖；為PowerPoint 或網(wǎng)絡(luò)演示生成動畫；將圖像覆蓋在模型上并控制其不透明度；添加指北箭頭、比例尺、參考圖像、公司標(biāo)志等注釋。

(3) 導(dǎo)入各種數(shù)據(jù)格式和圖像

GMS能夠輕松導(dǎo)入許多文件類型，其中包括: 光柵圖像，包括地理參考和投影支持; 地形圖和高程數(shù)據(jù); 鉆孔數(shù)據(jù)，包括地層和地球物理數(shù)據(jù); 本地MODFLOW文件; 來自Visual MODFLOW、Groundwater Vistas和PM Win的MODFLOW文件; 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)服務(wù)，如TerraServer; ArcGIS地理數(shù)據(jù)庫和形狀文件; 包括.dwg、.dgn和.dxf格式的CAD文件; 支持世界各地的投影，包括笛卡爾和地理系統(tǒng); 文件導(dǎo)入向?qū)Э梢詫?dǎo)入帶界線(delimit)的文本文件和電子表格。

(4) 先進的地下表征

從剖面編輯到高級概率統(tǒng)計，GMS提供了無與倫比的地下建模工具。可以從三維數(shù)據(jù)中生成等值面，在三維數(shù)據(jù)中任意切割剖面; 二維和三維地質(zhì)統(tǒng)計學(xué) - Kriging、IDW和自然鄰接法; 從地層中創(chuàng)建實體。

3 在線地圖

GMS有一個非常實用的功能，可以從許多在線地圖庫中導(dǎo)入地形(File > Add Online Maps...)。下圖所示的是擬導(dǎo)入準(zhǔn)格爾煤田(Junggar Coalfield)【位于內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯】的地形圖。

當(dāng)選定區(qū)域后，系統(tǒng)會提示選擇衛(wèi)星圖像還是街道圖像。

在此，選擇衛(wèi)星圖像(World Imagery), 如下圖所示。這個圖像進入系統(tǒng)后作為一個GIS層。這個操作過程有點類似Sketchup?！?a target="_blank" textvalue="建立更真實的數(shù)值模型：FLAC3D導(dǎo)入地形圖 (1)" linktype="text" imgurl="" imgdata="null" data-itemshowtype="0" tab="innerlink" data-linktype="2" rel="nofollow">建立更真實的數(shù)值模型：FLAC3D導(dǎo)入地形圖 (1)】