GMS—三维地下水模拟系统软件

GMS 10.8—三维地下水模拟系统软件
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软件简介

地下水模型系统（Grounder Modeling Systems）,简称GMS，是美国Brigham Young University环境模型研究实验室和美国陆军排水工程实验工作站在综合MODFLOW、FEMWATER、MT3DMS、RT3D、SEAM3D、MODPATH、SEEP2D等已有地下水模型的基础上开发的一个综合性的用于地下水模拟的图形界面软件。
由于GMS具有良好的操作界面，强大的前后处理功能及优良的三维可视化效果，目前已成为国际上广泛应用的地下水模拟软件之一。

GMS 软件功能

一、模型介绍
GMS是一种先进的地下水建模软件，它可以在3D环境下开发、表征以及对地下水状况进行可视化的模拟。

1、灵活的建模方法
GMS倡导概念模型的方法，构建一个概念模型需要使用GIS对象（点、弧线和多边形）构造一个高层次表示模型。通过使用概念模型，可用一种简单而有效的方式使得大型、复杂的模型得到应用，而且可以轻松的更新或根据实际需要改变模型。
GMS可使用网格的方法建立简单的几何模型和边界条件，并在网格中直接编辑数值。

2、优越的三维可视化性能
GMS是三维环境中最先进的地下水模拟软件系统。
• 与真正的3D模型交互
• 优越的OpenGL图形硬件升级表现
• 创建逼真的效果图
• 为 PowerPoint 或网络演示生成动画
• 在模型上覆盖图像并控制不透明度
• 注释——添加指北针、比例尺、参考图像、公司徽标等

3、导入各种数据格式和图像
模型需要来自许多不同来源的数据。这就是构建 GMS 以轻松导入多种文件类型的原因
• 光栅图像，包括地理配准和投影支持
• 地形图和海拔数据
• 钻孔数据，包括地层学和地球物理数据
• 原生 MODFLOW 文件
• 来自 Visual MODFLOW、Groundwater Vistas 和 PM Win 的 MODFLOW 文件
• TerraServer 等网络数据服务
• ArcGIS 地理数据库和 shapefile
• CAD 文件，包括 .dwg、.dgn 和 .dxf 格式
• 全球投影支持，包括笛卡尔和地理系统
• 带分隔符的文本文件和电子表格的文件导入向导

4、先进的地下特征
从横截面编辑先进的概率统计，GMS可提供无可比拟的地下建模工具。
• 从 3D 数据生成等值面以可视化羽流
• 通过 3D 数据在任何地方切割横截面
• 2D 和 3D 地质统计学 – 克里金法、IDW 和自然邻域法
• 从地平线创建实体的强大而快速的算法

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
• 可支持多种MODFLOW包
• 保证读取任何模型时MODFLOW可运行
• 支持MODFLOW相关的软件包，如MODPATH， MT3DMS，RT3D，PEST以及在ZONEBDGT中构建
• 全套的手动和自动校准工具，包括PEST，Parallel PEST， Monte Carlo模拟，校准目标，模块和图表
• 大型模型（网格单元，应激期）支持智能内存管理和维护超高速缓存
• 以日期/时间格式支持瞬态数据
• 瞬态数据插值
• 随机模拟工具包括Monte Carlo，Latin Hypercube，Gaussian Field，T-PROGS（优于指示克里格）和向导捕获区和交通分析的风险分析

2、全方位三维可视化
从横截面编辑先进的概率统计，GMS可提供无可比拟的地下建模工具。
• 在三维中实时平移，缩放和旋转
• 优化OpenGL图形改进硬件渲染
• 表面图像纹理映射
• 透明的轮廓，纹理贴图，曲面和等值面
• 光源和镜像
• 切断表面观察里面
• 任何角度的三维界面
• ISO表面
• 创建动画影片，动画瞬态数据，移动界面

3、概念模型
• 通过两周的免费试用，体会MODFLOW与GMS的实力。访问下载中心下载GMS最新的完整安装版本，这个安装包括了GMS和MODFLOW的教程。
• MODFLOW教程提供了一步一步的安装提示 • 利用GIS系统对象（点，弧线和多边形）在网格上独立标线
• 利用固体使网格独立表示地层
• 在MODFLOW层使用点数据和插值网格表示地层
• 显示背景/影像图，航拍照片等
• 二维，三维插值和包含克里格法的地统计学

4、GIS集成
• GIS数据的紧密集成
• 直接在GMS上开放地理数据和数据说明
• 输出地理数据库和数据说明
• 在ArcMap上使用Arc Hydro Groundwater生成报告和地图
• 全球范围的投影支持，包括笛卡尔和地理（纬度/经度）
• 良好的用户界面
• 标准的、直观的、良好的Windows界面
• 生成报告的注释工具
• 丰富的教程
• 完整的帮助系统
• 用户和开发人员组成的活跃的论坛
• 完整的电话和电子邮件技术支持
• 定期安排建模专家讲授培训课程并进行现场培训

三、GMS传输模型的应用

1、MODPATH
MODPATH由美国地质调查局开发，GMS支持MODPATH5.0版本。GMS下的MODPATH分布式版本是原来由美国地质调查局稍作修改的公共领域版本。
MODPATH是一个与MODFLOW结合的离子跟踪代码。运行MODFLOW仿真后，用户可以指定一组粒子的位置，假设将它们使用由MODFLOW计算的流场平流传送，然后通过时间跟踪颗粒。无论是前向时间还是后向时间颗粒都可以被跟踪。由于GMS有良好的用户界面，常见的MODFLOW不需要在GMS中进行严格的离子跟踪。粒子跟踪分析对划定捕捞区域的影响力较大。

2、MT3DMS
MT3DMS是一个模块化的立体传输模型，它可以模拟地下水系统中对流，弥散和溶解成分的化学反应。MT3DMS采用的模块化结构类似于MODFLOW使用的结构。MT3DMS与MODFLOW在一个两步骤的流动和运移模拟中结合使用。
单元通量通过MODFLOW流动模拟计算并写入到一个特殊格式的文件中，然后用MT3DMS读取后用作传输部分流场的仿真。MT3D模型与早期版本的GMS属于一类，MT3DMS是MT3D较新的版本。MT3DMS与MT3D不同的是MT3DMS可以允许多种形式的传输，支持额外解算并允许在单元格中输入所有模型的参数。

3、PHT3D
PHT3D是一个三维反应性传输模型。PHT3D是MT3DMS及PHREEQC-2的一个组合。PHREEQC组件允许的各种低温水相地球化学反应。

4、SEAWAT
SEAWAT是三维变密度地下水流传输模型。它是美国地质调查局在MODFLOW和MT3DMS的基础上开发的。SEAWAT V4是基于MODFLOW2000和MT3DMS5.2开发的。SEAWAT包括两个额外的软件包：变密度流（VDF）和粘度（VSC）。GMS作为前置和后置处理器来支持SEAWAT。SEAWAT的接口依赖于MODFLOW和MT3DMS的接口。SEAWAT输入数据由GMS产生并保存在一个文件中，这个文件包括一个MODFLOW模型，一个传输已经使用了的MT3D模型和一个指向MODFLOW and MT3D模型软件包的SEAWAT模型。这些文件被SEAWAT读取并开始执行。SEAWAT使用MODFLOW和MT3D的接口来显示边界条件并进行后处理。

5、RT3D
RT3D是由巴特尔太平洋西北国家实验室开发的多品种反应性传输模式。RT3D 是MT3DMS利用替代化学反应包修改后的版本。许多预定义的反应可以提供一个用于创建用户定义反应的选项。 RT3D非常适合模拟自然衰减和生物修复。

6、SEAM3D
SEAM3D是由美国弗吉尼亚理工大学的马克威多森开发。SEAM3D是用来模拟复杂的生物降解问题的一种反应性的传输模型。它是基于MT3DMS代码。除了正规的MT3DMS模块，SEAM3D包括生物降解包和NAPL溶解包。

GMS 系统要求

操作系统：Windows 10
内存：推荐 16GB 或更多
CPU：GMS 软件是 CPU 密集型的。一些与 GMS 集成的模型和实用程序可以同时利用多个处理器内核。我们推荐您的预算允许的最快的 CPU。
存储：建议的存储量将根据个人数据要求而有所不同。最新版本的 GMS 非常占用磁盘 I/O 。
- 机械硬盘：基本性能
- SATA 固态硬盘：更好的性能
- NVMe 固态硬盘：最佳性能
显卡：专用显卡优于集成显卡。专为游戏设计的基本或中档 nVidia 显卡效果最佳。
显示分辨率：1920 x 1080 或更高

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