地下水体直接探测建模和可视化研究

摘要

现如今，我国仍然有很多缺水的地区，这些地区的供水可以采集地下水。钻井建立巷道、地下挖掘开采地下水的成本高、人工作业量大，而且时时刻刻会受到地下灾害水的威胁，因此，需要对难以预测的地下含水层以及地下灾害水进行预测。
　　本文研究了一种新的方法对地下水层进行数据分析，并把复杂多样的地下水结构通过建立三维模型实现可视化，把不可视的地下空间结构呈现在人们面前，为地下工程施工的安全性提供了保障。
　　本文主要结合磁共振技术和三维建模达到可视化的要求;磁共振技术是通过在地面铺设线圈，在线圈中加入交变电流，在磁场的作用下形成信号，通过电脑设备完成对水文地质参数的监测;RTK采集地面点高程和坐标数据，通过建立地面DEM建立三维模型;通过对比面元模型和体元模型，选择了最适用于本文的三棱柱模型;运用Kriging插值法估算含水层的区域形状;运用3DS MAX软件对含水层进行可视化操作，该软件是在V-Ray渲染器的条件下读取，通过MAXScript的脚本编程实现地下含水层的可视化。
　　通过磁共振技术采集的水文地质参数，结合RTK测量地形点和线圈信息，把不可见的地下水体通过三维模拟的方式呈现，为地下工程后续工作能够顺利进行提供了实验依据。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 研究目的及意义

1．2．1 研究目的

1．2．2 研究意义

1．3 国内外的研究现状

1．3．1 国内地下水管理模型的研究现状

1．3．2 国外地下水管理模型的研究现状

1．4 技术线路

1．5 小结

2 地下水三维建模数据采集与建模技术

2．1 磁共振仪器及其测量方法

2．1．1 JLMRS-III型仪器

2．1．2 JLMRS-III仪器的测量方法

2．1．3 利用磁共振技术探测含水层的原理

2．1．4 磁共振仪器探测地下水的系统结构

2．1．5 JLMRS-III型仪器的研发前景

2．2 利用RTK建立数字高程模型

2．3 三维空间数据模型

2．3．1 面元模型

2．3．2 体元模型

2．4 建立三棱柱模型需要考虑的因素

2．5 小结

3 地下含水层三维建模可视化技术与实现

3．1 模拟含水层的三棱柱建模

3．2 含水层虚拟三维模型场景的两种方式

3．2．1 3DS MAX软件的运用

3．2．2 利用3DS MAX软件实现可视化

3．3 Kriging插值法

3．4 小结

4 RTK采集数据建模及Kriging插值法的应用

4．1 实验区的适用条件

4．2 含水层的水文地质条件概况

4．2．1 吉林省林区含水层分布特征

4．2．2 根据水文地质参数分析含水层

4．3 RTK测量地面点数据

4．3．1 利用RTK采集点

4．3．2 RTK的实测数据

4．4 利用三棱柱模型对含水层分析

4．5 Kriging插值法估算含水层形状

4．6 实际含水层的三棱柱建模

4．7 小结

5 运用3DS MAX软件实现可视化

5．3 MAXScript的开发类型

5．4 MAXScript脚本中的几个功能

5．5 MAXScript的运行

5．6 MAXScript脚本编程实现含水层的可视化

5．7 小结

6 结论及展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

附录

作者简历

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