摘要：虚拟现实技术是利用计算机生成的虚拟环境逼真地模拟人在自然环境中的视觉、听觉、运动等行为的人机界面的新技术。这种技术在水文地质中得到了广泛的应用。
关键词：虚拟现实技术；水文地质；应用，作用
一、VRT在水文地质中的应用
1.1 VRT对含水层的表达
利用虚拟现实技术的三维可视化功能可以真实地再现地下含水层和隔水层的分布、含水层的厚度、空间的变化情况。以往工作中，仅能通过剖面图展示含水层、隔水层的垂向分布特点，在平面图中通过含水层厚度等值线表现含水层的空间分布状况，总的来说不直观也不全面。在虚拟现实系统中随着资料的进一步完善，神秘的地下含水系统将真实地展现在人们的面前。
1.2 虚拟现实系统对地下水流的表达
利用虚拟现实系统可以研究的不仅是含水层的展布，同时利用虚拟现实系统的实时变化功能也可以对地下水流的运动变化特征进行虚拟表达，充分展现地下水流的特点，其流向、流速和流量乃至于储存量的变化，特别是人类开采利用地下水对含水系统产生的影响，边界条件对地下水流的约束和控制作用等。通过应用过程中不断地完善地下水流的虚拟模型，不仅可以对地下水进行科学可视化的管理，而且可以设计不同的开采方案和管理模式，利用虚拟现实技术不仅可以对其进行演示和表达，还可以对其进行不断的修改、补充和完善，使之成为比较完善的管理模型。
1.3 水文地质环境问题
近些年，由于大量开采利用地下水诱发了区域地下水位持续下降、水资源枯竭、地面沉降、海水入侵、土壤沙漠化等一系列的环境地质问题，引地表水灌溉，导致地下水位上升而产生沼泽化等问题。这一系列问题的研究，由于地下水水流变化的不可见性、环境问题产生初期不可预知，形成机理无法模拟研究以及时间、场景不可再现等原因，水文地质环境问题的研究始终处于滞后的局面，也始终在环境问题严重了以后才开始进行分析研究。虚拟现实技术具有虚拟事物不同发展过程的能力，可以虚拟已经存在的事物，也可以虚拟不存在的事物，可以虚拟事物过去的存在状态，也可以虚拟其发展过程。因此通过实时的动态的虚拟，可以对事物的发展作一个不断完善的研究和展示，为由于地下水的开采而造成的环境问题的研究提供了一个很好的工作平台。
1.4 水资源规划
虚拟现实技术在最开始主要用于小区的规划方面，这种功能在目前及以后的水资源规划和水源地建立时同样为规划设计提供了一个非常好的平台。在水资源开发利用之初，利用虚拟现实技术建立水资源开发利用区的环境条件、水文地质条件等，在规划开始，将各种规划方案和由此而产生的环境变化结果虚拟出来，使水资源规划方案能够更完善，真正实现水资源的可持续利用。
1.5 地下水水质的虚拟表现
（1）水质天然状态的变化。目前，由于多方面因素的影响，地下水水质的变化较大。通过对地下水水质在天然状态下逐渐变化过程的虚拟，可以确定对地下水水质影响最大的因素，从而更深刻地理解水质变化的机理，为控制水质的恶化，使之向良性循环转化提供依据。
（2）地下水水质虚拟实验室。目前，由于地表水体污染等多种因素的作用，地下水水质遭受到前所未有的污染，展示地下水中有关离子的运移、变化规律、变化趋势等是对地下水水质进行研究的关键。以往在地下水水质方面，主要是通过野外试验和模拟实验对水质的运移机理进行研究，因此试验在水质运移研究中占有极其重要的地位。但是实验室的模拟实验不能够完全真实地再现野外的某些因素的影响，野外试验受费用、场地等条件的限制，这些因素抑制了地下水水质运移机理、污染物弥散等方面的研究。
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二、虚拟现实技术在水文地质研究中的作用
2.1虚拟现实技术为水文地质的研究加强了直观性
虚拟现实技术在利用过程中，可以让一些水文地质勘察工作人员更加直观清晰地了解到勘察进程和具体情况。虚拟现实技术具有多感知性的功能，该项功能除了具备一般的计算机技术都具有的视觉感知之外，还有听觉感知、力觉感知、触觉感知、运动感知，甚至包括味觉感知、嗅觉感知等。这项技术的发展直接为工作人员提供了一个理想的虚拟现实环境，在信息技术利用过程中，也就是让工作人员更加直观的进行相关地质和水文条件的剖析，该项技术具有人体所具有的感知功能，可以将地质勘探中难以直观看到的地质层的空间厚度等进行直观观察了解。在原来的水文地质研究工作中，剖面图的运用是非常广泛的，因为这些地质层不能够被人们所直接观看，只能够通过技术人员根据勘测绘画出来的地质图进行研究，这样的剖面图多是较为简单的，不够直观，同时也具有风险性——技术测绘人员不能保证在测绘过程中零失误，所以有些剖面图、地形图是会影响到真正的水文地质勘测工作的精准度的。而虚拟现实技术为水文地质的研究加强了直观性，技术人员可以清楚地将地下层面的地质情况和水文状况进行研究探查，增加了探查的精准度。
2.2虚拟现实技术可以模拟水流岩层的运动状况
在水文地质研究中，水文的变化使瞬息万变、难以琢磨的。而进行研究的过程中必须要对水文的运动变化规律进行摸底工作，这样才能够为接下来的各项勘探工作的进行奠定基础。由于地下水流的变化是无时无刻的，所以可以通过虚拟现实技术中的浸没感功能进行模拟。浸没感又被称之为临场感或存在感，指的是相关的技术人员在相对封闭的模拟环境中，对环境中出现的些微变化进行全方位感知的功能。最为理想的模拟环境应该使技术人员难以分辨模拟环境与现实环境的真假，这就要求技术人员在进行模拟感知的时候，全身心地投入到虚拟现实技术建造的环境中，这样就可以利用虚拟现实技术中的浸没感。来对水流的发展运动规律进行感受和记录，还可以对水文的运动变化特征进行一定的虚拟表达，这样，在虚拟现实技术的帮助下，勘测人员能够将水文的流向、流量、流速等特点进行一一分析和应用，对于将来的科研工作收集到详细的资料信息。
2.3虚拟现实技术可以预见水文地质发生的变化
虚拟现实技术还具有一个功效——可以预见水文地质发生的变化。在虚拟现实技术中，有一个特点叫做虚拟现实技术的构想性，构想性又被称之为自主性，它主要强调的是虚拟现实技术的想象空间，顾名思义，虚拟现实技术可以对现实的水文地质条件进行分析和顺延模拟的同时，能够按照已有的资料和规律进行模拟环境的持续，也就是说，虚拟现实技术虚拟的不仅仅有现有的环境，还可以根据规律和影响因素进行未来环境的模拟。这种技术具有广阔的可想像空间，在一定的事实基础上能够极大的拓宽技术人员的感知范围和勘探对象的走向。虚拟现实技术可以虚拟事物不同的发展过程，这项功能可以极好的预见水文地质等研究对象的未来发展状况，这样就能够为技术人员对地下水文地质资源的利用开采等进行有节制的勘探，保护环境的同时还可以提高水文地质的研究精准度。
结语
综上所述，虚拟现实技术作为一种计算机方面最新的研究成果，为研究地下水赋存条件、地下水水质变化、污染物运移机理和由地下水开发利用导致的环境地质问题等方面的研究提供了新的研究手段，为不可见的水文地质现象提供了三维立体表达、科学可视化开辟了一个新的方向。
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作者简介：刘春亮，汉族，1987年2月，本科，石家庄经济学院，全国注册土木工程师（岩土），水工环中级，水文地质工程地质环境地质及注册岩土工程师培训 身份证150404198702020257
论文作者:刘春亮
论文发表刊物:《基层建设》2018年第1期
论文发表时间:2018/5/22
标签：虚拟现实论文; 水文地质论文; 技术论文; 地下水论文; 水质论文; 含水层论文; 环境论文; 《基层建设》2018年第1期论文;