GMS—三維地下水模擬系統軟件

GMS 10.7—三維地下水模擬系統軟件
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軟件簡介

地下水模型系統（Grounder Modeling Systems）,簡稱GMS，是美國Brigham Young University環境模型研究實驗室和美國陸軍排水工程實驗工作站在綜合MODFLOW、FEMWATER、MT3DMS、RT3D、SEAM3D、MODPATH、SEEP2D等已有地下水模型的基礎上開發的一個綜合性的用于地下水模擬的圖形界面軟件。
由于GMS具有良好的操作界面，強大的前后處理功能及優良的三維可視化效果，目前已成為國際上廣泛應用的地下水模擬軟件之一。

GMS 軟件功能

一、模型介紹
GMS是一種先進的地下水建模軟件，它可以在3D環境下開發、表征以及對地下水狀況進行可視化的模擬。

1、靈活的建模方法
GMS倡導概念模型的方法，構建一個概念模型需要使用GIS對象（點、弧線和多邊形）構造一個高層次表示模型。通過使用概念模型，可用一種簡單而有效的方式使得大型、復雜的模型得到應用，而且可以輕松的更新或根據實際需要改變模型。
GMS可使用網格的方法建立簡單的幾何模型和邊界條件，并在網格中直接編輯數值。

2、優越的三維可視化性能
GMS是三維環境中最先進的地下水模擬軟件系統。
? 與真正的3D模型交互
? 優越的OpenGL圖形硬件升級表現
? 創建逼真的效果圖
? 為 PowerPoint 或網絡演示生成動畫
? 在模型上覆蓋圖像并控制不透明度
? 注釋——添加指北針、比例尺、參考圖像、公司徽標等

3、導入各種數據格式和圖像
模型需要來自許多不同來源的數據。這就是構建 GMS 以輕松導入多種文件類型的原因
? 光柵圖像，包括地理配準和投影支持
? 地形圖和海拔數據
? 鉆孔數據，包括地層學和地球物理數據
? 原生 MODFLOW 文件
? 來自 Visual MODFLOW、Groundwater Vistas 和 PM Win 的 MODFLOW 文件
? TerraServer 等網絡數據服務
? ArcGIS 地理數據庫和 shapefile
? CAD 文件，包括 .dwg、.dgn 和 .dxf 格式
? 全球投影支持，包括笛卡爾和地理系統
? 帶分隔符的文本文件和電子表格的文件導入向導

4、先進的地下特征
從橫截面編輯先進的概率統計，GMS可提供無可比擬的地下建模工具。
? 從 3D 數據生成等值面以可視化羽流
? 通過 3D 數據在任何地方切割橫截面
? 2D 和 3D 地質統計學 – 克里金法、IDW 和自然鄰域法
? 從地平線創建實體的強大而快速的算法

二、基于GMS的MODFLOW模型

1、MODFLOW全方位支持
? 可支持不同版本MODFLOW如： NWT，2005，2000，96，88版本
? 可支持多種MODFLOW包
? 保證讀取任何模型時MODFLOW可運行
? 支持MODFLOW相關的軟件包，如MODPATH， MT3DMS，RT3D，PEST以及在ZONEBDGT中構建
? 全套的手動和自動校準工具，包括PEST，Parallel PEST， Monte Carlo模擬，校準目標，模塊和圖表
? 大型模型（網格單元，應激期）支持智能內存管理和維護超高速緩存
? 以日期/時間格式支持瞬態數據
? 瞬態數據插值
? 隨機模擬工具包括Monte Carlo，Latin Hypercube，Gaussian Field，T-PROGS（優于指示克里格）和向導捕獲區和交通分析的風險分析

2、全方位三維可視化
從橫截面編輯先進的概率統計，GMS可提供無可比擬的地下建模工具。
? 在三維中實時平移，縮放和旋轉
? 優化OpenGL圖形改進硬件渲染
? 表面圖像紋理映射
? 透明的輪廓，紋理貼圖，曲面和等值面
? 光源和鏡像
? 切斷表面觀察里面
? 任何角度的三維界面
? ISO表面
? 創建動畫影片，動畫瞬態數據，移動界面

3、概念模型
? 通過兩周的免費試用，體會MODFLOW與GMS的實力。訪問下載中心下載GMS最新的完整安裝版本，這個安裝包括了GMS和MODFLOW的教程。
? MODFLOW教程提供了一步一步的安裝提示 ? 利用GIS系統對象（點，弧線和多邊形）在網格上獨立標線
? 利用固體使網格獨立表示地層
? 在MODFLOW層使用點數據和插值網格表示地層
? 顯示背景/影像圖，航拍照片等
? 二維，三維插值和包含克里格法的地統計學

4、GIS集成
? GIS數據的緊密集成
? 直接在GMS上開放地理數據和數據說明
? 輸出地理數據庫和數據說明
? 在ArcMap上使用Arc Hydro Groundwater生成報告和地圖
? 全球范圍的投影支持，包括笛卡爾和地理（緯度/經度）
? 良好的用戶界面
? 標準的、直觀的、良好的Windows界面
? 生成報告的注釋工具
? 豐富的教程
? 完整的幫助系統
? 用戶和開發人員組成的活躍的論壇
? 完整的電話和電子郵件技術支持
? 定期安排建模專家講授培訓課程并進行現場培訓

三、GMS傳輸模型的應用

1、MODPATH
MODPATH由美國地質調查局開發，GMS支持MODPATH5.0版本。GMS下的MODPATH分布式版本是原來由美國地質調查局稍作修改的公共領域版本。
MODPATH是一個與MODFLOW結合的離子跟蹤代碼。運行MODFLOW仿真后，用戶可以指定一組粒子的位置，假設將它們使用由MODFLOW計算的流場平流傳送，然后通過時間跟蹤顆粒。無論是前向時間還是后向時間顆粒都可以被跟蹤。由于GMS有良好的用戶界面，常見的MODFLOW不需要在GMS中進行嚴格的離子跟蹤。粒子跟蹤分析對劃定捕撈區域的影響力較大。

2、MT3DMS
MT3DMS是一個模塊化的立體傳輸模型，它可以模擬地下水系統中對流，彌散和溶解成分的化學反應。MT3DMS采用的模塊化結構類似于MODFLOW使用的結構。MT3DMS與MODFLOW在一個兩步驟的流動和運移模擬中結合使用。
單元通量通過MODFLOW流動模擬計算并寫入到一個特殊格式的文件中，然后用MT3DMS讀取后用作傳輸部分流場的仿真。MT3D模型與早期版本的GMS屬于一類，MT3DMS是MT3D較新的版本。MT3DMS與MT3D不同的是MT3DMS可以允許多種形式的傳輸，支持額外解算并允許在單元格中輸入所有模型的參數。

3、PHT3D
PHT3D是一個三維反應性傳輸模型。PHT3D是MT3DMS及PHREEQC-2的一個組合。PHREEQC組件允許的各種低溫水相地球化學反應。

4、SEAWAT
SEAWAT是三維變密度地下水流傳輸模型。它是美國地質調查局在MODFLOW和MT3DMS的基礎上開發的。SEAWAT V4是基于MODFLOW2000和MT3DMS5.2開發的。SEAWAT包括兩個額外的軟件包：變密度流（VDF）和粘度（VSC）。GMS作為前置和后置處理器來支持SEAWAT。SEAWAT的接口依賴于MODFLOW和MT3DMS的接口。SEAWAT輸入數據由GMS產生并保存在一個文件中，這個文件包括一個MODFLOW模型，一個傳輸已經使用了的MT3D模型和一個指向MODFLOW and MT3D模型軟件包的SEAWAT模型。這些文件被SEAWAT讀取并開始執行。SEAWAT使用MODFLOW和MT3D的接口來顯示邊界條件并進行后處理。

5、RT3D
RT3D是由巴特爾太平洋西北國家實驗室開發的多品種反應性傳輸模式。RT3D 是MT3DMS利用替代化學反應包修改后的版本。許多預定義的反應可以提供一個用于創建用戶定義反應的選項。 RT3D非常適合模擬自然衰減和生物修復。

6、SEAM3D
SEAM3D是由美國弗吉尼亞理工大學的馬克威多森開發。SEAM3D是用來模擬復雜的生物降解問題的一種反應性的傳輸模型。它是基于MT3DMS代碼。除了正規的MT3DMS模塊，SEAM3D包括生物降解包和NAPL溶解包。

GMS 系統要求

操作系統：Windows 10
內存：推薦 16GB 或更多
CPU：GMS 軟件是 CPU 密集型的。一些與 GMS 集成的模型和實用程序可以同時利用多個處理器內核。我們推薦您的預算允許的最快的 CPU。
存儲：建議的存儲量將根據個人數據要求而有所不同。最新版本的 GMS 非常占用磁盤 I/O 。
- 機械硬盤：基本性能
- SATA 固態硬盤：更好的性能
- NVMe 固態硬盤：最佳性能
顯卡：專用顯卡優于集成顯卡。專為游戲設計的基本或中檔 nVidia 顯卡效果最佳。
顯示分辨率：1920 x 1080 或更高

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