【摘 要】
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贵州省地处我国西南岩溶石山的中心地带,岩溶区工程性缺水问题遏制了省内经济社会的发展。在水资源总量上占据优势的岩溶区,却出现了严重缺水的问题。岩溶区水文地质条件复杂,目
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贵州省地处我国西南岩溶石山的中心地带,岩溶区工程性缺水问题遏制了省内经济社会的发展。在水资源总量上占据优势的岩溶区,却出现了严重缺水的问题。岩溶区水文地质条件复杂,目前,系统性的基础性水文地质资料仍以小比例尺区域水文地质普查成果为主,已经不能满足当代经济社会发展规划及地下水资源勘查开发和保护的要求。在此情况下,对岩溶区地下水系统进行三维可视化方法的研究具有重要的意义。它将抽象的二维图纸信息直观地提供给非专业水资源布局的决策者,同时也便于专业人员与非专业人员之间的技术交流合作,这将有助于对岩溶区存在的问题进行分析和解决方案的提出。 本研究选取贵州黔中地区的猫场铝土矿作为对象,该区域岩溶发育,大量二叠系中统栖霞茅口组灰岩出露地表,岩溶特征要素齐全。以该区域的勘察成果图表作为源数据,结合计算机图形学、计算机仿真技术与GIS等相关技术,基于OpenGL图形API研究和开发“岩溶地下水三维可视化系统”实现水文资料的三维可视。在三维地形方面以可靠的ASTER GDEM数据作试验,通过统计的方法,选取了合适的插值参数利用改进的反距离加权插值的方法对地表网格进行二次插值。在含水介质建模方面采用整体法的思想,探索了辅助性虚拟钻孔的设计方法和地层断层的三维实现技术。在水流系统方面为了水流系统的物理特征的逼真展示,在原系统上开发了“地表水三维仿真子系统”,使观察者以身置其中的观察视角,观察地表水和地下含水空间的情况。以广度优先搜索的方法建立河道范围,以正旋函数波的传播扰动建立地表水流。此外,在该子系统中展示了三维地下水等水位线,对岩溶含水层进行了空间差异性表达,应用腐蚀算法实现了落水洞三维表达,运用3dsMax建立三维岩溶地下暗河模型,并研究其转换到三维系统的实现方法。以自动化建模为系统开发设计目标,实现了含水介质和水流系统的三维表达以及对模型的可视化操作,可视化系统运行良好,模型和源数据贴合逼真,可视化操作类型齐全,实现理论和方法可靠。在一定程度上对岩溶区各地质要素三维表达方案进行了创新性探索。
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