【摘要】：地下水埋藏在地表下的松散沉積地層中,具有水質(zhì)好的特點,有著極佳的利用價值。根據(jù)地下水數(shù)據(jù),可以有效了解地下水的變化規(guī)律,而地下水數(shù)據(jù)可視化是呈現(xiàn)地下水水文地質(zhì)情況、反映監(jiān)測參數(shù)變化情況的主要方法。我國地下水數(shù)據(jù)可視化尚處于發(fā)展階段,總體上呈現(xiàn)出地下水建模方法落后、監(jiān)測類數(shù)據(jù)可視化功能弱、無預警可視化功能的問題。針對以上問題,運用多種科學可視化技術(shù)研究了地下水數(shù)據(jù)可視化方法。首先,分析了地下水數(shù)據(jù)源,將該數(shù)據(jù)分為地質(zhì)數(shù)據(jù)和監(jiān)測數(shù)據(jù)兩類。其次,根據(jù)地下水地質(zhì)數(shù)據(jù),分別利用三角網(wǎng)、改進的三角網(wǎng)和規(guī)則矩形網(wǎng)方法對三維地質(zhì)層面進行建模,通過分析對比其建模結(jié)果,選取最適用于地下水數(shù)據(jù)的層面建模方法。進而根據(jù)地質(zhì)數(shù)據(jù)分布稀疏的特點,提出了規(guī)則網(wǎng)格三棱柱體元構(gòu)造方法,建立了地下水三維地質(zhì)體模型。再次,根據(jù)地下水水位監(jiān)測數(shù)據(jù),構(gòu)建了基于規(guī)則三角網(wǎng)的等水位線圖,并且在地下水三維地質(zhì)模型中生成三維等水位面,達到水位信息、三維地質(zhì)模型一體化動態(tài)模擬與可視化顯示的目標,從而實現(xiàn)了地下水實時水位監(jiān)測可視化方法。最后,為了預防地下水資源過量開采,將圖像邊緣檢測方法進行改進,結(jié)合水位數(shù)據(jù)的變化規(guī)律,提出了基于水位時序變化的局部極值查找算法。該算法通過構(gòu)造水位時序變化曲面模型,并在其中搜索局部極值,確定水位變化異常的區(qū)域。然后結(jié)合實時水位監(jiān)測可視化方法實現(xiàn)預警提示,從而達到地下水實時水位預警可視化的目的。本文以Visual Studio 2010和OpenGL為開發(fā)工具,實現(xiàn)了地下水數(shù)據(jù)可視化方法,并以陜西省榆林市定邊縣的地下水實際數(shù)據(jù)為例,驗證了本文中所提數(shù)據(jù)可視化方法是可行、有效、實用的,為地下水可視化監(jiān)測與安全管理提供了可靠的方法。
[Abstract]:Groundwater buried in the loose sedimentary strata below the surface has the characteristics of good water quality and excellent utilization value. According to the groundwater data, the variation law of groundwater can be effectively understood, and the visualization of groundwater data is the main method to show the hydrogeological situation of groundwater and reflect the change of monitoring parameters. The visualization of groundwater data in our country is still in the developing stage. Generally speaking, the modeling method of groundwater is backward, the visualization function of monitoring data is weak, and there is no visualization function of early warning. Aiming at the above problems, the methods of groundwater data visualization are studied by using various scientific visualization techniques. Firstly, the groundwater data source is analyzed, which is divided into geological data and monitoring data. Secondly, according to the geological data of groundwater, using triangle network, improved triangle network and regular rectangular network method to model the 3D geological layer, the modeling results are analyzed and compared. The layer modeling method which is most suitable for groundwater data is selected. Then according to the characteristics of sparse distribution of geological data, a method of constructing regular grid triangular-column element is proposed, and a three-dimensional geological body model of groundwater is established. Thirdly, according to the monitoring data of groundwater level, the isobaric map based on regular triangle network is constructed, and the three-dimensional isowater level surface is generated in the three-dimensional geological model of groundwater to reach the level information. The goal of dynamic simulation and visualization of 3D geological model is integrated to realize the visualization method of real-time groundwater level monitoring. Finally, in order to prevent over-exploitation of groundwater resources, the image edge detection method is improved, and the local extremum finding algorithm based on the temporal variation of water level is put forward in combination with the variation rule of water level data. By constructing a surface model of water level time series variation, and searching for local extremum, the algorithm determines the region of water level variation anomaly. Then the visualization method of real-time water level monitoring is used to realize early warning and prompt, so as to achieve the purpose of real-time groundwater level early warning visualization. Taking Visual Studio 2010 and OpenGL as development tools, this paper realizes the visualization method of groundwater data, and takes the actual groundwater data of Dingbian County, Yulin City, Shaanxi Province as an example, and verifies that the data visualization method proposed in this paper is feasible, effective and practical. It provides a reliable method for visual monitoring and safety management of groundwater.
【學位授予單位】：西安科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：P641.7;TP391.41

【參考文獻】

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本文編號：2334714