五年級虛擬現實的科技論文2000字(2)
五年級虛擬現實的科技論文2000字
五年級虛擬現實的科技論文2000字篇二
虛擬現實技術在水文地質中的分析研究
1 前言
虛擬現實技術(virtual reality technology，VRT)是生成的虛擬環境逼真模擬人在自然環境中的視覺、聽覺、運動等等行為的人機界面的技術。其基本特征分為三個方面：一是沉浸，即借助于頭盔、數據手套等硬件設備，讓參與者有身臨其境的感覺：二是交互，通過使用虛擬交互接口設備實現人類自然技能對虛擬環境對象的交互考察與操作;三是構想，強調三維圖形的立體顯示。依據虛擬環境的發展，虛擬現實系統的發展可分為兩個基本方向，一是基于虛擬現實技術的發展，二是基于因特網和萬維網的三維圖形環境的發展。若從參與者的投入感劃分，則基于虛擬現實技術的發展可稱為投入型虛擬環境和非投入型虛擬環境。
2 虛擬現實技術的優點
2.1 它的實時表達功能可虛擬不同時間、不同條件的環境變化，能反映事物隨著時間的變化過程。
2.2 三維立體表達功能，虛擬技術可使其所表達的內容從不同的角度展和進行研究。
2.3 它能反映研究物體的全貌和細微處的差別。
2.4 它不僅可以細致地表達已經存在的事物。而且能虛擬現實世界不存但有可能發生的事情和事物的發展變化。
2.5 建立一個VRT系統，相當于建立一個虛擬現實實驗審，不僅可以事物的發生發展過程，還可根據不同的條件，虛擬出不同的結果。
3 VRT在水文地質中的應用
隨著計算機硬件的發展，虛擬現實技術在近年逐步發展起來，在水文地質方面，目前剛剛起步，還沒有成型的軟件和相應研究成果。虛擬現實的主要功能是其沉浸感、三維立體表現事物的各個特征以及實時地表達，即虛擬現實技術具有表現現實存在的或不存在的事物在三維空間隨時間變化的功能，水文地質研究的也正是利用虛擬現實技術對不可或很難見到的事物在三維空間隨時間變化的特征。虛擬現實技術在水文地質研究中主要可以完成以下方面的工作。
3.1 VRT對含水層的表達
利用虛擬現實技術的三維可視化功能可以真實地再現地下含水層和隔水層的分布、含水層的厚度、空間的變化情況。以往工作中，僅能通過剖面圖展示含水層、隔水層的垂向分布特點，在平面圖中通過含水層厚度等值線表現含水層的空間分布狀況，總的來說不直觀也不全面。在虛擬現實系統中隨著資料的進一步完善，神秘的地下含水系統將真實地展現在人們的面前。
3.2 虛擬現實系統對地下水流的表達
水文地質研究中的主要部分是地下水流的運動規律，如果說含水層是水文地質研究中的一個不變的靜態因素，地下水流則是一個動態的變化過程，是目前水文地質研究中最為活躍的因素。
利用虛擬現實系統可以研究的不僅是含水層的展布，同時利用虛擬現實系統的實時變化功能也可以對地下水流的運動變化特征進行虛擬表達，充分展現地下水流的特點，其流向、流速和流量乃至于儲存量的變化，特別是人類開采利用地下水對含水系統產生的影響，邊
界條件對地下水流的約束和控制作用等。通過 應用過程中不斷地完善地下水流的虛擬模型，不僅可以對地下水進行科學可視化的 管理，而且可以設計不同的開采方案和管理模式，利用虛擬現實技術不僅可以對其進行演示和表達，還可以對其進行不斷的修改、補充和完善，使之成為比較完善的管理模型。
3.3 水文地質 環境問題
近些年，由于大量開采利用地下水誘發了區域地下水位持續下降、水資源枯竭、地面沉降、海水入侵、土壤沙漠化等一系列的環境地質問題，引地表水灌溉，導致地下水位上升而產生沼澤化等問題。這一系列問題的研究，由于地下水水流變化的不可見性、環境問題產生初期不可預知，形成機理無法模擬研究以及時間、場景不可再現等原因，水文地質環境問題的研究始終處于滯后的局面，也始終在環境問題嚴重了以后才開始進行分析研究。虛擬現實技術具有虛擬事物不同 發展過程的能力，可以虛擬已經存在的事物，也可以虛擬不存在的事物，可以虛擬事物過去的存在狀態，也可以虛擬其發展過程。因此通過實時的動態的虛擬，可以對事物的發展作一個不斷完善的研究和展示，為由于地下水的開采而造成的環境問題的研究提供了一個很好的 工作平臺。
3.4 水資源規劃
虛擬現實技術在最開始主要用于小區的規劃方面，這種功能在目前及以后的水資源規劃和水源地建立時同樣為規劃設計提供了一個非常好的平臺。在水資源開發利用之初，利用虛擬現實技術建立水資源開發利用區的環境條件、水文地質條件等，在規劃開始，將各種規劃方案和由此而產生的環境變化結果虛擬出來，使水資源規劃方案能夠更完善，真正實現水資源的可持續利用。
3.5 地下水水質的虛擬表現
(1)水質天然狀態的變化
目前，由于多方面因素的影響，地下水水質的變化較大。通過對地下水水質在天然狀態下逐漸變化過程的虛擬，可以確定對地下水水質影響最大的因素，從而更深刻地理解水質變化的機理，為控制水質的惡化，使之向良性循環轉化提供依據。
(2)地下水水質虛擬實驗室 目前，由于地表水體污染等多種因素的作用，地下水水質遭受到前所未有的污染，展示地下水中有關離子的運移、變化規律、變化趨勢等是對地下水水質進行研究的關鍵。以往在地下水水質方面，主要是通過野外試驗和模擬實驗對水質的運移機理進行研究，因此試驗在水質運移研究中占有極其重要的地位。但是實驗室的模擬實驗不能夠完全真實地再現野外的某些因素的影響，野外試驗受費用、場地等條件的限制，這些因素抑制了地下水水質運移機理、污染物彌散等方面的研究。目前利用虛擬現實技術，只要有足夠的、充分的資料，就可以真實地表現地下水流和含水層的特征，以及地下水流中溶質的運移規律和發展趨勢，這為地下水水質管理開辟了新的途徑和思路。
4 結語
綜上所述，虛擬現實技術作為一種 計算機方面最新的研究成果，為研究地下水賦存條件、地下水水質變化、污染物運移機理和由地下水開發利用導致的環境地質問題等方面的研究提供了新的研究手段，為不可見的水文地質現象提供了三維立體表達、科學可視化開辟了一個新的方向。
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