基于GMS在水文地质结构可视化应用解析

应用技术与设计
2018年第14期
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在水文地质结构可视化中，使用GMS 软件，实现对于水文地质体空间结构以及含水层、隔水层的空间分布情况把握，有利于提升水文地质工作开展效率。

研究以某煤矿D 组煤底板太原组灰岩含隔水层为案例分析对象，验证GMS 软件在水文地质结构可视化应用中的具体效果。

1　GMS 软件的特点和功能
简单来说，GMS（Groundwater Modeling System）软件就是一款综合性较强的、用于地下水模拟的图形界面软件。

该技术软件能够对于地下水流进行模拟、对地下水溶纸运移情况进行模拟，最终实现水文地质结构的可视化目标。

图1为GMS 软
件在水文地质结构可视化模型构建中的具体应用图示。

图1
对于GMS 软件在水文地质结构可视化中的研究较多，Borehole Date 模块通过人为水文地质体和钻孔数据自动化，构建了水文地质结构模型，这一模型能够精准有效的对区域的水文地质结构进行反馈。

TINs 也称为不规则网络，其主要作用是将计算机区域按照相关要求进行三角划割，同时实现对于直插计算出的等值线图在具体的划割节点上显示出实际的高程数值，对于单一界面实现空间展布，借助多个TINs 就能够成功实现水文地质体的获得，促进水文地质结构模型的构建。

当不规则三角形网络建成后，还需要进行相关操作才能实现实际地层三维模型的构建，在水文地质体中，可以就需要的任意层位切割剖面，对于剖面上的地层展布状态进行观察，实现模型在空间上的旋转，实现对于不同角度的模型观察，具有很好的可视化效果。

在具体的水文地质结构模型构建中，Borehole Date、TINs、水文地质体等都是GMS 软件中的主要功能模块，是构成水文地质结构模型的重要组成部分。

2　利用相关模块实施水文地质结构可视化模型建立步骤
在利用GMS 软件进行含水层结构可视化模型时，需要首
先对于钻孔资料根据相应的格式实施预处理，再逐个输入相应钻孔的孔号、坐标、高程、含水层岩性编号等等重要数据信息。

使用Borehole Date 模块对于相关的钻孔数据（包括含水层数据和样品数据）进行有效管理，其中的含水层数据主要是用来构建不规则网络TINs 的，构建实体以及三维有限单元网，而样品数据主要是对等值面和等值线进行制作的，以此达到对于含水层具体分布状况的把握。

水文地质体模块在参照以上相关资料的基础上构建含水层实体模型，也就是利用钻孔数据建立TINs 表面，TINs 体现的是相邻含水层单元界面的面，主要是由钻孔内精选的含水层界面构建。

TINs 构建一组后，再进行实体模型构建，当地层水文地质体模型构建完成后，地层的空间结构基本上也就确定了。

也就是数值模型中含水层的顶底板标高，可实现任意切割且实现对于地层剖面的三维显示目标。

3　三维实体的实现原理分析
GMS 软件中的地质统计模块可以为模型的构建提供多样化的插值法，例如线性法、Kriging 法、反距离加权法、Clough-techer 法、对数法、自然临近法等等插值法，在选择好使用哪种插值法后，依照输入的钻孔数据资料惨叫不同层的底板标高进行插值，逐一生成不同层的底界限。

将不同孔的统一含水层底板标高点连接起来，就能形成各含水层的底面点系，再利用三维视图对于底面进行颜色区分标记，保证不同含水层底面的不同颜色标记，以便区分，使得模型视图更加直观。

4　GMS 软件在水文地质结构可视化应用中的准备工作
4.1　把握软工作区和相应工作条件
在使用GMS 软件在水文地质结构可视化操作前，需要提前对相关研究范围内的水文地质环境状况进行了解，把握研究范围内的水文地质状况和条件，对于重要的水文地质信息，例如，区域的地形地貌、水文特点、地质特点、地质发育、含水层状况等等进行信息收集和整理，构建可视化工作的前提和基础。

再结合已经掌握的相关GMS 软件应用操作实现对于区域水文地质结构可视化模型的构建，在此基础上构建的水文地质可视化模型才更能反映实际的水文地质结构情况，构建的模型和实际水文地质结构才更加接近。

4.2　整体采集的相关数据信息和资料
对于水文地质结构进行可视化模型的构建，需要在整体相关数据信息和资料时，尽可能确保全面化、系统化。

就需要整体的材料类型来说，主要包括对于研究范围内的整体水文地质结构资料、报告、图片、影像等资料，还有地质结构和地貌图等资料。

要想把握研究区域的地层信息，还要收集相关的水文地质剖面图、地理底图、水质浅埋分布图、相关的等值线图、钻孔数据信息等进行收集。

在收集好相关资料后，需要对所有
基于GMS在水文地质结构可视化应用解析
罗　斌
（重庆巨能建设（集团）有限公司，重庆　401120）
摘　要：GMS软件具有一定的可视化功能，对于实现水文地质结构的可视化应用效果上比较显著，将GMS软件应用到水文地质结
构可视化工作中，对于提升水文地质工作效率，促进水文地质结构的有效管理具有重要意义。

文章就GMS软件进行简要介绍，分析其在水文地质结构的可视化模型构建中的具体步骤和三维实体实现原理，结合具体的应用案例，分析GMS软件在水文地质结构可视化中的应用效果。

关键词：GMS软件；水文地质结构；可视化；模型
建材发展导向
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建筑空间构成元素对于建筑设计来说是一种呈现形式，建筑空间构成元素将使得建筑拥有一定的生机，任何一栋建筑物，如果没有对其进行科学、合理的空间设计，那么将使得这栋建筑物失去一定的生命力与个性度，所以，建筑设计人员应注重建筑空间构成元素在建筑设计中的应用。

1　建筑空间构成元素在建筑设计中运用的相关要求
1.1　经济性
将建筑空间构成元素应用在建筑设计中，为提高建筑住宅的销量，应增加设计的经济性，使得可以更好的体现建筑住宅设计的功能和价值，使得所设计成型的住宅建筑作品可以具有较高的辨识度与审美性，以此来引起市场中消费者对该住宅建筑引起注意，增加该住宅建筑的购买量。

1.2　秩序性
将建筑空间构成元素应用在建筑设计中，应遵循一定的规律与原则，以此来突出住宅建筑设计作品的秩序性，一件优秀的建筑作品是离不开设计工作人员对建筑空间构成元素合理、有规律的应用的，如果对建筑空间构成元素的应用错乱、杂乱无章，那么将会使得建筑最终呈现的内容给人带来一种不舒适的感觉，致使难以向消费者传达建筑空间构成元素具体所表达的内容。

所以，将建筑空间构成元素应用在建筑设计中时，相关的设计人员在设计的过程中应运用好建筑空间构成元素的规律及运用的原则，保证在建筑的审美性。

1.3　美观性
将建筑空间构成元素应用在建筑设计中的目的就是可以使
建筑空间构成元素在建筑设计中的实践与探索
金　涛
（重庆市万州区规划设计研究院，重庆　404000）
摘　要：随着我国经济的不断发展，我国的建筑行业也迎来了很大的发展空间，促使了建筑行业的大力发展，建筑设计作为美化
建筑的一种方式，应用好建筑空间的构成元素对于建筑整体的美观度有极其重要的影响，基于此，文章的研究就是对建筑空间构成元素在建筑设计中的实践与探索。

关键词：建筑空间；构成元素；建筑设计
资料进行整体分析，得出对于研究水文地质结构可视化模型有用的数据信息，为研究提供有效的数据信息参考和依据。

5　案例分析
某煤矿D 组煤层埋藏较深，底板接近太原组灰岩，因此受到太原组灰岩的影响较大。

要想确保矿井底板的突水现象发生，构建有利的矿区内环境，提升生产安全性能，需要对含隔水层进行科学分析。

文章根据收集到的矿区中的150个钻孔资料信息，采取Kriging 插值法，对于该煤矿的水文地质结构模型进行构建。

首先对于这150个钻孔的相关数据信息进行读取，并在Borehole Date 模块中对于钻孔数据格式进行定义，在模块中输进相应的这150个钻孔数据，以此生产TXT 文本格式，再将文本导进GMS 软件中，形成Borehole Date 文件，对于不同的岩层钻孔进行标注。

第二步是要实现地层横切剖面的生成。

需要在水平方向依照模型连接钻孔，构建出空白的横切剖面，此时在剖面的垂直方向上，参照相关的钻孔数据资料和剖面资料对于相应的层位实施弧线连接，形成很多不规则的多边形，不同的多边形对应不同的地质岩性，用这种方法最终形成完成的地层横切剖面图。

接下来，创新水文地质体结构模型，第一步也是先导入相应的钻孔数值，对于不同岩性的ID 进行赋值处理，并对不规则网络TINs 插值边界进行定义，在Borehole Date 模块中选取水文地质体的命令，并使用插值操作，形成地质体，构建出相应的地质结构模型。

按照水文地质结构模型构建需要，还能在地质结构模型中任意位置进行剖面切割操作，以此来获得对于不同地层的空间展布信息把握。

根据该煤矿区的水文地质结构的可视化模型构建，发现该煤矿底部的太原组灰岩含隔水层中各岩层的起伏不一，整体呈现波浪式起伏，能够有效对海陆交互式古地理沉积环境进行反映。

根据其切割面的情况来看，该煤层的底层单元呈现单斜构造，地层的倾角变化幅度较大，大约为10°-15°。

其岩层厚度比较小，空间分布也比较稳定。

6　结语
基于GMS 建立的水文地质结构模型，可以直接显示水文地质结构的三维空间展布形态和空间组合特征，具有良好的图形界面和高效、简洁、方便等优点。

根据对淮南某煤矿D 组煤层的水文地质结构可视化模型构建，发现该模型构建方法拒绝有一定的效果，能够准确反映该煤层的水文地质结构情况，可视化效果较好，值得推广应用。

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