地下水资源评价模型与GIS的集成及其应用研究

地下水资源评价模型能够模拟地下水系统的时空变化特征,GIS具有强大的空间数据处理及数据可视化能力,将地下水资源评价模型与GIS集成,可以提高地下水资源评价模型的可用性。分析了地下水资源评价模型与GIS集成模型发展的历程,并针对传统集成方法存在的问题,设计了基于C/S结构的地下水资源评价模型与GIS集成框架,并详细介绍了在该集成框架内地下水资源评价的具体步骤,将该系统结构应用于哈尔滨市水资源管理,极大地提高了地下水资源评价的效率。     

基于GIS的海水入侵可视化数值模拟系统

将变密度三维海水入侵模型(SUTRA模型)与地理信息系统(GIS)进行有机集成开发出可视化海水入侵数值模拟系统.该系统充分利用了GIS的空间分析和数据管理功能及其可视化功能,实现了SUTRA模型的可视化构建1、含水层空间和模拟时间的可视化离散、各种参数的可视化赋值、模型的可视化模拟及其模拟结果的可视化表达等功能,为海水入侵研究提供了有效的模拟和分析手段.     

跨GIS平台应用集成开发环境技术

为了突破面向业务系统及面向问题的建模技术,提高地理信息系统(geographic information system,GIS)应用系统适应需求不断变化及复用的能力,采用工作流技术结合形式语言实现应用模型精确定量数学化的有效转换,利用重载方式对空间算子的抽象与扩展来简化异构大型分析建模与应用系统构建中逻辑模型过于繁琐复杂的技术,实现空间分析建模的可视化、精确化和简单化.在此基础上,结合可视化界面搭建、功能仓库和空间资源管理,实现支持跨GIS平台的应用系统快速构建集成环境,为多领域应用系统的集成及功能复用提供手段,降低GIS应用系统的开发难度,为GIS应用不断深入和全面推广提供技术支撑.      

基于GIS的泥石流过程模拟三维可视化

泥石流过程模拟的三维可视化不仅能改善泥石流过程信息的视觉效果,更能有助于发现泥石流运动的宏观规律,并为过程模拟数据的深层次分析奠定基础.分析了基于流团模型的泥石流过程模拟系统(DEBRIS)的数据结构和栅格式GIS-ERDAS系统的数据结构,设计了DEBRIS与ERDAS间的数据转换算法,从而实现了两个系统间的可视化集成即基于地理信息系统(GIS)的泥石流过程模拟三维可视化.     

虚拟流域环境中河道演变的整体自动 建模及可视化分析

将三维虚拟仿真技术和科学计算可视化技术相结合应用于河道泥沙冲淤分布规律分析中,提出了基于虚拟现实技术的泥沙冲淤过程三维可视化技术框架并构建了相应系统。提出并研究了河道边界自动识别、河道演变过程数据模型的自适应生成、动态河道与大范围场景的无缝嵌套建模、多层细节层次与无缝拼接、时空过程可视化与控制显示模式、动态河道的交互、基于局部插值的断面提取等系统中使用的关键技术。以三峡坝区河道为例,研发了三峡坝区河道演变时空过程可视化表达系统,证明了提出方法的实用性和可行性。     

多维动态GIS在海平面变化中的应用

随着空间对地观测技术的发展和集成,三维地理空间信息获取与更新的能力有了飞速的进步,海洋、环境等应用领域已逐步形成多维空间信息源。介绍了多维动态GIS的相关概念,多维数据、可视化在海平面变化中的研究现状,研究的主要方向等。我国沿海城市相对集中,人口密集,地势低洼,地面沉降严重,海平面上升给沿海城市和人民生活带来深远的影响。而多维动态GIS可以动态、可视化地演示海平面的变化,并对可能造成的危害进行预测和分析。因此,多维动态GIS对海平面上升变化过程的研究具有十分重要的意义。     

GIS地表塌陷计算的有限棱柱法及三维数据模型

具有强大信息管理和可视化功能的GIS已在地下硐室开挖、矿山采掘、边坡等许多工程领域中得到了广泛应用。笔者给出了一种用于地下开挖变形描述和应力分析的方法——有限棱柱法，并就该方法与GIS集成中的数据模型和数据组织方法进行了探讨，建立了基于GIS的虚拟地质体地下开挖变形描述与评价计算的三维可视化系统，并对多语言集成模式和数据可视化方法进行了探讨。同时还给出了该方法的工程应用实例，对该方法的可靠性和有效性进行了验证。     

基于GIS的地下水模拟可视化系统开发的初步探讨

系统开发的目的是克服GIS时空分析能力的不足，实现地下水模型与MAPGIS的耦合集成，在集成的基础上构建系统的可视化功能，在GIS平台上为地下水模拟的全过程提供一个统一高效的计算机环境。系统开发采用面向对象的软件开发方法，对各种地下水模型进行分解、抽象，建立基本的C＋＋类类型，每个模型都是基本类及其派生类对象的聚集类。系统实现的技术途径是以MAPGIS的二次开发函数作为“后台”支持，以VC＋＋作为编程工具，在充分利用MAPGIS的可视化功能的基础上，借助于OpenGL并应用科学可视化技术开发更能满足地下水模拟需要的可视化功能。     

边坡工程监测信息可视化分析系统研发及应用

边坡工程监测信息种类繁多、数据庞大,传统的数据库管理系统很难有效地对监测数据进行分析和预测。基于面向对象的程序设计语言Visual Basic、面向对象的数据库管理系统开发平台SQL、运用工程可视化技术与地理信息系统GIS技术思想,将数据库管理、分析预测和图形可视化三者无缝集成,开发了监测信息可视化查询、分析及预测系统,满足了监测数据的信息化、可视化预测预报的需要。该系统具有方便、快捷、及时、准确、直观的特点。     

流域地理景观的GIS数据三维可视化

应用以"GIS"为核心的空间信息技术,是开展"数字流域"工程建设自然和最佳的选择。结合"清江流域水文水情与洪水演进仿真系统"的具体研制,分析流域地理数据特点及传统GIS在"数字流域"建设中的优缺点,在应用传统GIS二维方式展示形式管理和预处理先期各类基础流域地理空间数据及其相应属性数据的基础上,为满足仿真系统系列三维可视化要求,建立面向流域空间实体对象的数据模型,定义流域地理空间对象数据结构,将流域地理常规的GIS数据以三维形式展示,在实际的系统开发过程中,取得较好的三维可视化效果,并可满足"数字清江"建设各阶段综合处理、分析、评价、决策以及可视化等方面的需求。     

GIS在地下水流模拟系统中应用研究

本文在研究孔隙地下水流可视化模拟系统框架的基础上,较详细地阐明了基于GIS的孔隙地下水流模拟概念模型的构建、模型的时间与空间离散、计算参数的自动赋值、模型的可视化拟合、模拟结果的可视化表达等的技术路线与实现的具体方法,基本实现了GIS与孔隙地下水流模拟模型的紧密集成以及孔隙地下水流模拟过程的可视化,为其它类型的地下水流可视化模拟系统的研究与开发提供了一些探索性的思路。     

基于组件体系结构的地质GIS应用系统开发研究

组件技术和面向对象技术是现代GIS软件的发展趋势之一。提出应用基于COM的组件技术开发地质领域GIS应用系统。该系统建立在组件式GIS通用平台上，用构造COM对象的方法建立扩展的地质空间数据模型，各种处理、分析和解释的地质研究模型和可视化系统均以组件形式集成到系统中，并直接处理各种地质对象，以突破传统的以地图为处理基础的空间处理方式，提高地质空间分析和处理能力。     

地学模拟相关技术的研究与进展

地学模拟技术的一个发展方向是与地学过程分析密切结合,另一个发展方向是与数据可视化技术相结合。前者试图通过使用各种数学方法模拟地学随机现象,并对这些不良结构化或半结构化的地学问题进行定量化描述;后者运用计算机的三维可视化功能,在三维环境下将空间信息管理、地学解译、空间分析、地学统计与预测、三维图形可视化等技术相结合,实现计算可视化、分析可视化、过程可视化、结果可视化和决策可视化,并用于地学分析。回顾了地学中计算机三维地学建模技术、地质统计学和地学非线性现象模拟方法,并对该领域的发展进行了展望,认为加强地学模拟的理论体系、方法体系、技术体系的研究和实践既有着重要的理论意义,又有着重要的现实意义。     

基于GIS的地下水及其环境问题分析

以地下水及其环境评价模型体系为支撑的、基于GIS的水文地质空间信息系统（HSIS）,由空间数据管理、应用模型管理、空间分析、数据转换、空间数据查询与检索、系统管理6大模块组成。应用于河西走廊地下水及环境评价,实现了对地下水及其环境信息的动态管理,得到了区域地下水化学成分的形成及分布规律。计算、分析了区域地下水资源量及开采潜力与地下水数值模拟模型集成,实现了计算过程的自动化、计算结果的可视化。利用HSIS提供的综合评价模型评价了黑河流域地质生态环境质量。评价结果显示：黑河中、上游环境质量较好,下游额济纳盆地环境质量较差,基本反映了区内地质生态环境现状。     

A virtual globe-based integration and visualization framework for aboveground and underground 3D spatial objects

The construction of a large-scale integrated information system has been a hot issue in the field of geoinformatics. It aims to integrate aboveground and underground spatial information and objects in a unified visual environment. Virtual globe, as the most commonly used technology in the construction of Digital Earth, can provide a platform and framework for the integration and visualization of worldwide spatial objects and models. However, the existing works mainly focused on terrains and aboveground spatial entities, and there is still little research on the integration and visualization of large-scale underground geological models and entities in a virtual globe. In this work, the data organizations of aboveground and underground 3D spatial objects were analyzed in detail according to the technical characteristics of the virtual globe. Improved strategies were proposed to achieve the integrated visualization of aboveground and underground 3D spatial objects in a virtual globe-based spherical coordinate. In this process, the terrain surface based on Triangulated Irregular Network (TIN) was used as an intermediate layer to unify the spatial coordinate system. An improved scene cutting approach was used to overcome the challenge that underground geological structures cannot be integrated and visualized with aboveground spatial entities, terrains and landforms. Finally, we developed a virtual globe-based prototype system using OpenSceneGraph (OSG) and osgEarth as the 3D visualization engine. The aboveground and underground spatial models of Fuzhou, a coastal city of eastern China, were applied in this system to verify the validity of the strategies proposed in this paper. In addition, the efficiency of this system in terms of scheduling and visualizing was tested by using the massive models of Fuzhou.     

浅覆盖区第四系三维地质结构模型快速构建--以运漕幅为例

在浅覆盖区地质调查中,钻探和物探等方法常用于揭示地质体三维空间分布。本文借用三维可视化方法,以运漕幅作为研究区域,利用钻孔资料和人工解译的地质图快速构建第四系三维地质结构模型,以展现研究区第四系宏观地层格架。文中详细介绍了模型构建的数据源及流程。最后,结合虚拟勘探线剖面成果模型,探索以立体形象的方式显示区域地层分布。所构建的第四系模型可称之为三维地质图,其价值即体现在形象的展现地质体空间分布。     

基于GIS技术的三维矿山遥感可视化方法研究

以RS和GIS作为数据获取与分析处理的技术手段,对spot-5数据进行了图像的合成、几何纠正、融合和正射校正处理后,以ArcGIS作为数据平台,利用数字高程模型（DEM）,生成不规则三角网,对地形进行三维模拟,叠加遥感影像,制作了矿山遥感的三维立体遥感影像图。实践证明,三维遥感可视化的应用,对揭示矿山的空间分布规律、野外路线选取、野外验证工作困难的区域以及指导矿山生产实践都具有非常重要的现实意义,同时可以叠加矿权等矢量数据信息,实现多源数据的空间分析,为矿山遥感多目标监测工作提供直观、准确的数据,节省时间、减少成本。     

青藏铁路路基稳定性模型的GIS集成工作环境应用研究

为了发挥GIS在青藏铁路冻土路基稳定性研究中有力的支持作用, 在已经建成的青藏铁路数字路基GIS平台的基础上, 探讨了一种基于过程集成模式的模型与GIS集成方法, 研究建立专业冻土路基模型与GIS平台集成的可视化"模型GIS集成工作环境", 研究重点为专业冻土路基稳定性模型模块在此"模型GIS集成工作环境"中的集成技术手段、 模型管理模式以及模型调用模式. 作为研究成果, 实现了一个实用原型系统.     

地下水流场三维可视化研究进展与前景

在系统回顾近10年来地下水流场三维可视化主要研究成果的基础上,结合笔者的研究实践,综述了地下水流场三维可视化研究进展。从三维表现形式上,把地下水流场的三维可视化表达方法分为5类：准三维写意可视化、准三维制图可视化、三维体视化、混合可视化和立体可视化。分别论述了每种方法的几何模型、空间分析和绘制技术等,并分析了三维可视化技术在地下水流场研究中的应用前景。