关键词：复杂地质体深度成像AVS/EXPRESS
1．引言
中科院与胜利石油管理局联合资助的国家自然基金委“九.五”重点项目“复杂地质体描述理论与方法研究”,已经进行了好几年了,其中的方法研究已经成熟,我们用该项目研究的偏移方法对桩西地区的资料进行了试处理,其处理效果可与西方地球物理公司和以色列的PARADIGM帕拉代姆公司的偏移软件相媲美。
因此,系统地将我们自己研制的复杂地质体深度成像软件包装起来,并尽快将其推向市场,是迫在眉睫的事情。从去年上半年开始，我们利用AVS/EXPRESS软件为开发平台，克服了一系列包装技术难题，终于完成了复杂地质体深度成像软件CGOD的试用版本1.0。
2．AVS/EXPRESS软件简介
美国AVS公司是享誉世界的可视化软件供应商，它的核心产品就是AVS/EXPRESS开发版，AVS/EXPRESS软件从1988年起，就一致处于可视化技术市场的前言。AVS开发版包括图形显示、数据可视化、图象处理、数据库管理和用户接口等五个软件包，每个软件包又有几十个功能模块，这样就形成了一个具有交互式开发功能的先进的可视化软件系统。
AVS在开放性、三维可视化和用户应用软件包装等三个方面，具有很大的优势，它已在气象、医学、油气开发、军事和工程分析等多个领域得到了广泛地应用。因此，以AVS/EXPRESS软件为开发平台，来完成复杂地质体深度成像软件的包装工作是一条行之有效地途径。
3．复杂地质体深度成像软件系统CGOD的总体设计
复杂地质体深度成像软件系统CGOD的总体设计共分四个子系统，这四个子系统既可独立存在，又可联合起来形成一个统一的软件系统。每个子系统又包括许多独立的功能模块，而且模块的数量可根据需要任意增加，当某功能模块需要升级时，只要将新的模块替换掉旧的模块即可，并不影响其他模块和其他子系统。这四个子系统分别是：
3.1模型建立：数据三维解释、数据网格化、数据光滑处理、速度深度模型的建立等，它共包括12个功能模块。
3.2速度分析子系统：常规速度分析、百分比扫描速度分析和波动方程速度分析等功能，旅行时计算、波动方程和Kirchhoff深度偏移等，它共包括16个功能模块。
3.3数据管理子系统：工区设置、数据格式转换等16个功能模块。
3.4三维可视化子系统主要用来质量监控，它主要完成各种地震数据的二维显示和三维地震数据体的显示、地震层位的显示、速度深度模型的显示、旅行时波前面的显示等，它共包括6个功能模块。
4.利用AVS/EXPRESS软件实现CGOD软件的全面集成
由于复杂地质体深度成像软件功能模块比较多，而且编写时所用的语言各不相同，所以要想将他们包装在一起，必须有一个好的软件平台。另外，复杂地质体深度成像软件还包括许多显示模块，特别是三维可视化模块，用一般软件实现起来比较困难。AVS软件不仅在这两方面功能强大，而且利用AVS软件开发用户界面也比较方便，因此我们确定了：以AVS软件为主，同时尽量吸收其他图形软件的长处来最大效率地完成此软件的包装工作的具体思路。包装工作分以下几步：
充分利用AVS的模块开发功能，实现CGOD软件的模块封装。
充分利用AVS的用户界面开发库，实现CGOD软件的用户交互界面。
充分利用AVS的数据可视化开发库，实现CGOD软件的三维可视化。
充分利用AVS的数据库管理软件库，实现CGOD软件的数据管理。
将AVS与其他开发软件的库函数连接在一起，实现地震剖面显示和并行算法等功能。
4.1实现CGOD软件的模块封装
AVS/EXPRESS软件的模块封装功能是十分强大的，它可以实现不同语言的混合编程工作。在CGOD软件的集成过程中，我们充分利用了AVS的混合编程优势，从而完成了五十多个功能模块的封装工作，这些模块的源代码分别用FORTRAN、C、C++、MOTIF和MPI等语言编写而成。
4.2实现CGOD软件的用户交互界面
AVS/EXPRESS软件的用户界面开发库，内容丰富，可满足各种应用软件的交互控制技术。在我们的CGOD软件中，交互控制界面有六十多个，包括软件主界面，功能模块交互接口等，我们全部是用AVS来实现的。
CGOD主菜单
模型建立子系统
SEGY输出交互界面
4.3实现CGOD软件的三维可视化功能
剖分和插值是三维可视化技术的基础部分。Delaunay剖分是剖分的最重要技术，它包括2D_Delaunay剖分和3D_Delaunay剖分等。
2D_Delaunay剖分，首先将一些离散点连成三角形网，然后给出每个三角形的相邻信息，并将这些信息用一个N*7的矩阵表示出来，当三角形三个顶点的顺序已经确定，则邻近三角形的序号也相应确定。这样便给出了已知离散点所在曲面的三角形网格描述。
3D_Delaunay剖分的原理与2D_Delaunay剖分基本相同，它首先将一些离散点连成四面体网，然后给出每个四面体的相邻信息，随后将这些信息用一个N*9的矩阵表示出来，当四面体四个顶点的顺序已经确定，则邻近四面体的序号也相应确定。利用这些四面体网格可形成一个凸多面体，找出凸多面体的外表面就可生成一个二维三角形网格，这些三角形网格便给出了已知离散点所在复杂地质体的形态描述。
离散光滑插值技术的基本原理如下：在一个建立了相互之间连接的网格内，如果网格上的点不独立，即它们满足某种约束条件，则其它结点上的值可以通过解一个线性方程组得到。
利用AVS/EXPRESS软件强大的三维可视化功能和上面所讲的Delaunay剖分以及离散光滑插值技术,我们实现了复杂地质体深度成像软件的三维可视化技术,此技术包括六个部分:
地震剖面的变面积、变密度和彩色显示
解释层位的立体显示三维数据体的立体显示，并可实现三维数据体的任意旋转、放大、切割和任意方向的剖面显示。
三维数据体和解释层位的综合显示
速度分析过程的综合显示（包括速度谱、道集和地震剖面）
地震电影的动态显示（包括任意方向的切片等）
地震剖面的变面积显示
三维数据体的立体显示
解释层位立体显示
三维数据体切片显示
4.4数据管理功能的实现
AVS/EXPRESS软件可实现与ORACLE数据库的连接和各种数据的管理功能。在CGOD中，我们充分利用了AVS在这方面的优势，实现了CGOD中各种地震数据的综合管理功能，这些数据包括三维地震数据体、速度分析数据、三维立体解释数据和各种中间结果等。
4.5AVS软件与其他开发软件的混合编程，并实现地震剖面显示和并行算法
通过AVS与其他库函数的连接，我们实现了变面积地震剖面、速度分析交互界面和MPI并行算法的编程，从而解决了AVS/EXPRESS软件与MOTIF软件、MPI软件的混合编程问题，为不同软件发挥各自的优势开辟了一条有效途径。
常规速度分析交互界面
沿层速度分析交互界面
三维交互解释系统
5．结论
通过上面的分析我们可以看出，复杂地质体深度成像软件经AVS继承之后，具有如下优点：
软件方法新颖，处理结果明显。
用户界面友好，全部实现图形用户界面。
软件结构灵活，可根据需要随时将功能模块进行替换、修改和升级。
三维可视化子系统功能强大，可实现三维数据体的任意切割和动态显示。
实现了MOTIF、MPI、C++等语言的混合编程技术，充分发挥了不同开发软件的优势。
因此，利用AVS软件来实现不同应用程序的集成是一种行之有效的途径，它不仅能够满足各种应用软件的集成需要，而且可以具有强大的三维可视化功能。另外，利用AVS软件实现应用软件集成效率极高，可以节省大量人力物力。
6．参考文献
BowyerA1981ComputingDiechletTessellation：TheComputerJournal24（2）
刘宏复杂地质体三维地质模型建立及显示
张剑秋地震层位信息三维可视化石油地球物理勘探Vol（33）
关键词：地质勘查；水文问题
中图分类号：P64文献标识码：A
一、水文地质勘察存在的问题
1各种类型的地下水
1．1地下水类型
根据特有性质，及赋存介质将地下水分为松散岩类孔隙水，碎屑岩裂隙孔隙水，碳酸盐岩裂隙喀斯特水，火山岩裂隙孔隙水、基岩裂隙水；按其埋藏条件和水力特性是栖息，潜水和承压水。
1．2含水层水平，分布，岩性，厚度，埋藏深度含水层：(卵石砾石土，砾石，砾石，砂砾岩)，性别(砾砂，砂砾，沙，沙细，淤泥，淤泥质土)破碎基岩风化带，构造破碎带，岩层孔隙与裂缝，石灰岩的溶蚀、孔洞、漏斗、山洞等，玄武岩的裂隙带。隔水层：粉质粘土和致密完整岩石。
2静水位和变化幅度
天然地基承载力设计值计算砂土地震液化，膨胀土，胀缩深度确定，基础深度的确定，边坡稳定性评价。基坑侧土压力计算基坑降水和地下工程，涌水量计算，计算深基坑，地下室底板抗浮计算，判别岩石渗透变形(流土，管道，腐蚀)等一系列问题，需要静水位地下水资料。要准确的测定，一般在洞后24h后统一测定。充分利用抽水孔观察孔观察，必要时下测水管观测。地下水位的地形，气象，水文和人的因素和变化，收集区域水文地质数据，数据的邻近地区或通过长期观察和调查，查明地下水水位变化特征。一般随季节变化而变化，随潮汐海岸，河流和湖泊岸边洪水影响，人工排水区抽水影响地下室底板的抗浮计算时，应提供最高水位数据。如果不是最高水位，平原区地下水设防水准的建筑室外地坪标高。
3地下水的径流、补给、排泄
根据地形，气象，水文，地质结构，含水层分布状况及其与水接触，分析地下水流动和动态特性。地下的水流量，根据水位(压力)线图确定。水力坡度根据水位(压力)图计算。
4地下水化学成分及其对建筑材料腐蚀评价，需要饮用水，适宜性评价
只为腐蚀性评价浅析，需要饮用水适宜性评价分析。评价腐蚀的二级或三环境评价，根据地层渗透性评价，弱透水层是指粉土和粘性土，强透水层是指沙质土壤(粉砂，细砂，砂，砂，砾石，碎石土和裂缝，沙)孔和摇滚的发展。
5测定水文地质参数
根据工程要求，通过抽水试验，渗透试验，注水试验，水压试验测定地下水流速，孔隙水压力，测定长期观测和室内试验，渗透系数，影响半径，提供导水系数，水供应，释水因子，吸收率，地下水实际流速流量，孔隙水压力等参数。一般工程测量中，经常只做简单的抽水试验，提供粗略的渗透系数。重要的项目要做2次以上的降水抽水试验，至少要有1个观察孔的安排，最大下降方法的工程设计需要缩编水平或达到降水设计降深的一半。常用的方法计算地下水井
6地下水预测不良地质作用
沼泽和盐碱化；岩石软化，解体和湿陷性；膨胀土胀缩变形；地面塌陷；边坡失稳；井下突水；基础上浮，坑底突涌；海水入侵。
二、对水文地质工作的建议
1地下水水质污染情况的调查是保障供水安全的基本措施
针对我国的水质受到严重污染的情况，因此急需发展的全面调查地下水水质，并作为一个主要的工程来抓。在工作部署上可以是大流域或经济发展重点区域，城市群区域，农牧业重点开发区逐步蔓延。建议这项工作已进行了地下水与环境地质调查项目中分离出来，作为一个单独的项目。在我国现在已经很难找到地下水反映本地背景值的区域作为对比，提供l?20万区域水文地质普查数据作为原始背景。
2加强地下水均衡试验基地建设
论加强水文地质参数，为不同地区(代表不同的水文地质类型)地下水科学实验基地，发展和地下水科学实验。除了测试地下水蒸发蒸腾的研究，还应结合不同的地貌类型。
3全面实施地下水监测项目规划
根据示范多个地区，全面建设地下水监测网络，数据采集系统和自动传输系统，一批有代表性的监测点。自从我国开始实施监测以来，不能反映真实的数据，急需一批新的监测孔，这是实施国土资源部对地下水监测，防止地下水的过度开采污染和重大举措。
4积极实施新理论、新技术和新方法的研究和推广
应用遥感技术，同位素技术，数值模拟技术，信息技术是提高水文地质特征和机制的重要技术方法。目前研究的服务继续扩大，以准确的水文地质参数，降低身体的工作量，为决策分析提供技术支持与管理。地下水系统理论，系统理论在水文地质中的应用，地下水运动和分析的水资源评价的基本理论，要结合中国的实践，进一步完善和提高。
5加强区域综合研究和专题研究
我国地域辽阔，自然地理和地质条件复杂，地质条件极其复杂，我国地下水的分布和演化具有深刻影响。地下水的形成理论，平均价值的地下水运动，水文学与地球化学作用，人为干扰的影响下条件的变化，需要进行深入的研究。中国地质调查局已明确区域研究院，是一家专业研究机构，也是区域管理中心，中国地质环境监测研究所与各大专院校，更应成为跨学科研究中心，培训水文地质专家的理论和实际应用的专家，并不断的提高我们的水文地质研究。
6加强地下水合理利用与保护
继续实施的带有全局性，长期性，定向问题研究。国民经济发展规划中，规划的水文地质工作的发展带来了巨大的机遇。国家需要的是水文地质工作的出发点和落脚点，结合经济和社会发展的需要，服务经济社会的发展，水文工作才有生命力。根据政府的职能部门，应不断加强地下水开发利用和保护的相关政策的战略研究，使地下水这一宝贵资源的自然属性和社会属性是紧密结合经济，走出一条适合我国国情和自然环境的综合与协调的办法可持续发展。
结束语
地下水是岩土体的组成部分，它直接影响建筑场地地基岩土体的工程特性，对建筑物地基基础的稳定性和耐久性都产生影响，但在工程勘察设计和施工过程中水文地质问题却常常被忽视。本文结合笔者多年工作经验，就水文地质的分类以及存在的问题进行了初步的分析，并对水文地质勘查工作提出了相关的建议，供相关人员参考。
参考文献
[1]吴波．工程地质勘察中水文地质测试与研究[J]．中国新技术新产品，2009第2l期．