虛擬現實技術在水文地質研究中的運用

賈夢琦

湖北省武漢市中國地質大學（武漢），湖北武漢 430074

水資源作為維持人類生存必不可少的一種資源，任何水資源問題的出現都將威脅到人民的生命安全。因此，水文地質研究工作一直是國家工作中的重要環節。虛擬現實技術作為一項行之有效的高科技研究手段，隨著近來水資源問題的頻發，在我國的水文地質研究工作中得到了極為廣泛的應用，并為我國的水文地質研究工作起到了極大的作用。本文就闡述了虛擬現實技術的相關問題以及其應用優勢和條件，分析了其在我國水文地質研究工作中的應用，并談論了其在水文地質研究工作中的研究步驟。

1 虛擬現實技術相關問題分析

虛擬現實技術是信息時代的高科技產物，它是由美國人在上世紀80年代末創造出來的，其英文縮寫為VRT。這種虛擬現實技術主要是通過計算機的應用來實現的，它使用計算機營造一種虛擬逼真的環境來模擬人在真實界面中的活動，從而實現對于人的聽覺、視覺、運動等行為的把握。在應用這種虛擬技術時，研究人員首先借助一些特制的裝備，將自己沉浸在這種虛擬環境里，獲得比較真實的感受；然后，通過使用虛擬的設備對虛擬環境中的對象進行操作，最終實現一種比較立體的工作構想。

這種虛擬現實技術在應用中具備非常多的優勢，而這些優勢主要可以從幾個方面來分析：首先，VRT具有實時表達的功能，它能夠根據時間、地點的轉換來反映事物的變化。再者，它還具有立體表達的功能，可以實現對于事物多個側面的展示，并且還能夠精細地展現事物各個方面的細微差別。此外，VRT還可以模擬尚不存在但有可能出現的事物，從而得到虛擬的研究結果，為現實世界的研究提供信息支持。

但是，虛擬現實技術的工作要獲得健康的運行，還必須具備一些必要的條件。最為重要的就是，VRT作用的發揮必須依靠大量的信息資料，信息資料的儲備越豐富，其虛擬工作的結果也就越貼近于現實，進而也就可以更好地為各項工作提供借鑒。

2 虛擬現實技術在水文地質研究中的應用

近年來，隨著信息技術的快速發展，再加上水文問題的頻發，虛擬現實技術在水文地質研究工作中得到了極為廣泛的應用。本文接下來就簡單闡述幾點其在水文地質研究工作中的具體應用情況，以及其應用的步驟。

2.1 虛擬現實技術在水文工作中的應用

首先，VRT利用其虛擬技術中三維可視化的功能，可以真實地展現含水層以及隔水層在低下的分布，同時呈現出含水層厚度以及其空間變化。再者，虛擬現實技術還利用其虛擬系統對地下水流的運動規律，以及水運動的特點、流向、流速與流量等做出真實的展現，有時還可以展示儲水量的變化。此外，VRT技術在地下水水質的檢測工作中也發揮著極大的作用。VRT技術通過虛擬地下水在天然的狀態下的變化，分析出影響水質變化的主要因素，從而達到對于水質的保護性管理。而且，它還可以虛擬一個地下水的水質實驗室，通過對一些相關的資料進行分析，從而模擬出地下水流的變化，以及含水層的相關特征，并通過展現地下水流中溶質的變化及發展，為地下水水質管理提供一些新的管理思路。最后，VRT技術還在水文地質的環境研究中發揮著作用。虛擬現實技術通過其技術中虛擬為出現事物的功能，達到對于水文地質的環境變化的模擬，比如對于地下水沉降規律的模擬、地面沉降實時的檢測等，從而使工作人員掌握到地下水文環境有可能發生的變化，進而針對這些變化采取一些保護措施。在水文地質環境中的虛擬現實技術應用，還可以用來對水資源實施科學的規劃。

2.2 VRT技術水文地質工作中的研究步驟

虛擬現實技術作為一項高效的信息技術，它在水文地質工作中的具體實施過程是極其復雜的，工作人員必須將每一個步驟都嚴格的控制好，才能真正實現其作用的發揮。首先，工作人員必須按照技術要求，以及實際的數據特點，還有計算機自身硬件的承受能力，來建立一個虛擬的現實數據庫，將所有的與當地水文地質有關的數據收集在內，比如氣象數據、水文數據、地質資料等，使這個數據庫為工作提供充足的數據。其次，工作人員還要根據水文地質條件來建設一個三維的地質模型以及地下水的水流模型，實現對于地下水的實時模擬。最后，工作人員還必須建立一些應對實際問題的專項模型以及實時的預測模型等，實現對于具體工作的模擬監控。

3 結論

虛擬現實技術作為一種高效的計算機技術，對于水文地質工作發揮著極大的作用，因此，工作人員必須加強對這種技術的研究及把握，推動這種技術的作用的發揮，實現對于水資源的保護及合理地開發。

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