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国际AVS中心

AVS在环境中的应用

—三维计算机图像有助于监测潜在的污染物

Oak Ridge 国家实验室

enbironment.zip（98KB）

对于让每个人清楚地了解潜在的污染沉积物集中在那里来说，可视化研究是最有力的演示。假若没有AVS，我们就不可能有调查这种十分复杂的三维数据组的方法。

一．AVS技术给研究人员有力的工具以显示潜在有害环境污染可能位置的根据

隐藏在某处的必须分析的一千五百万个数据组正就是对皮尔·哈格罗夫(Bill·Hargrove)问题，即“田纳西州克林克(Clinch)河的沉积物是否被由冷战时期核武器的研究和生产形成的有害的水银和铯137所污染”的回答。

Oak Ridge国家实验室的协作研究者，田纳西州大学的哈格罗夫需要回答这个问题，并需要给控制水路的联邦管理部门一个有效的说明。水银的拖延暴露会引起对大脑和肾的伤害，铯的幅射也对人和动物有害。这两者都可以通过环境粘附在土壤颗粒上。假若陆军工程师组织(Army Crops of Engineers)或田纳西州河床管理局要求疏浚河道以保持驳船河道通畅，并假定存在潜在的污染沉淀物，则它们将扩散到用作供水管理和钓鱼、划船、游泳和旅游的4400英亩的水路系统。

哈格罗夫和他的同事对最可能污染的沉淀物类型层的伯拉希尔(Brashear)岛扩展的河床进行了调查研究。然而，了解组成分布有潜在的污染沉淀物的伯拉希尔底部沉淀物的三维模型的1500万个小立方体中的情况是很不容易的。哈格罗夫需要一种方法来进行可视化显示，并对大量体数据进行重构，因此，他采用了AVS公司的三维图像技术，将数据转换成一系列可显示水银和铯最可能沉淀的区域的彩色模型。这种三维模型使哈格罗夫不再用二维图形来解释伯拉希尔底部沉淀物的三维分布。

哈格罗夫说：“没有AVS，我们就无法调研非常复杂的三维数据。”“可视化显示是最重要和最有力的演示。我可以显示校准页和数据表页，而它们并不像当我对准伯拉希尔岛那段的未端和通过它的宽度开始裂开时，那样清楚和明显。然而，潜在的污染沉淀物集中在可能疏浚的那个区域，则对所有的人都变得一目了然了。”

二．跟踪污染的历史

在过去50 年中，在Oak Ridge的联邦机构和Oak Ridge国家实验室协作，已经开研制和生产了原子武器的部件，包括在第二次世界大战中使用的部件。虽然联邦机构是十分小心的，并采用了当时最先进的污染控制方法，但无论如何，由研制和生产裂变材料的生成物必然释放到环境中去。在50 年代期间，主要是放出水银和铯，它们将被组成田纳西州大部分河床土壤的红色粘土的某些颗粒所吸收。经过多年的侵蚀，粘土冲进河流沉积。

哈格罗夫与参加克林克河流环境修复计划的其它许多科学家一起，作为联邦努力的一部分，来寻找污染最终在那里，而不管是否危及人类或环境。为了进行休视化分析，他们选择了克林克河靠近伯拉希尔岛的两英里的很窄的一段，因为若联邦管理局要疏浚的话，最可能选在这里。

陆军工程师组织用声学方法探测了克林克河底的污染沉淀物。声学探测给哈格罗夫提供了克林克河底污染沉淀物内8至10英尺的数据。他最终具有在垂直方向增量为6英寸的2000至3000组数据。由这些数据，他生成了1500万个必须判读的体数据。

格罗夫采用AVS系统将那些不需要的水的体数据和河底的污染沉淀物的体数据分开，并将数据转换成三维图像。开始，他用X射线工具来看体模型并将测量结果转换成彩色标志的成组数据，而这些彩色标志分别表示一种污染沉淀物的类型。然后，对更加详细的图，他采用了等值面和正交的切面。最后，哈格罗夫采用立方体模型来产生体数据的动画，它可同时包括每一种污染沉淀物，然后淡出。

哈格罗夫说：“这是一种让人们了解污染沉淀物是如何构筑起来的最有效的途径。”“只要某些人有足够的时间来看由AVS系统生成的动画，则他们就可以得到一种关于污染沉淀物如何沉积在那些从未有人看到的那些地方的概念。由AVS系统可以提供十分关键的直觉了解，而AVS系统可以对数据进行体视化，可在其中形成各种切面，并使其一部分在图像中消失和在其中画出密的等值面。就我的认识来说，这是人们对这样复杂的体数据求得直觉了解的唯一途径。”

在http://www.esd.ornl.gov/programs/CRERP/SEDIMENT?BRISHER>HTM上可以看到哈格罗夫的全部动画。

哈格罗夫说：“假若我还要做这些工作时，我将仍用AVS”

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