mView 软件：TOUGH2 模拟的后处理与可视化工具

数据转换与后处理概述

模拟执行完成后，mView 用于将 TOUGH2 的文本格式输出文件转换为内部二进制文件格式。二进制文件占用更少的磁盘空间，可随机访问以提取时间步长数据，且加载速度显著提高。Geofirma 使用的 TOUGH2 版本已修改为包含二进制文件输出选项。文件格式和实现细节可应要求提供。

数据转换完成后，后处理对象用于分析和可视化模型结果。mView 提供了超过 200 个对象，涵盖各种分析功能——从直接的数据提取（选择时间步长和变量作为标量，修改为仅包含选定属性）、转换（节点/连接处的变量值转换为时间序列表、连接到节点、连接到矢量）、数学运算（对标量的符号算术）和统计（对标量的单变量分析、CDF 计算），到更复杂的过程（将结果升级到不同网格、逐步回归）。此外，还提供了从三维网格中提取切片和层的对象，以支持数据分析和绘图，以及将结果从一个网格插值到另一个网格的功能。

使用 mView 的主要障碍之一是其对象数量众多，初始学习曲线可能较陡峭。在 Geofirma 使用和开发 mView 的十年间，几乎每个建模项目都导致了一个或多个对象的添加，以执行满足项目目标所需的特定任务。

可视化输出

可视化输出以二维或三维图形形式呈现。图形可进一步分为空间图（具有固定轴比例关系的线性轴，通常为 1:1）和非空间图（对数或线性轴，无比例关系）。

页面和对象的 UI 范式同样适用于图形。创建 mView 图形页面时，用户桌面上会出现一个包含图形的新顶层窗口。添加到图形页面的每个对象都会在图形上产生相应的可视化特征。图形对象可分为数据展示对象（出现在轴范围内并遵循轴缩放）和注释对象（可出现在图形窗口任意位置的标签和图例）。数据展示图形对象包括等值线图、按节点值着色的网格块区域或节点三角剖分上的连续着色、矢量图、等体积图（三维）、粒子轨迹和上下文信息。注释图形对象包括标签、网格线、符号/线条图例、颜色条和数据值。

坐标轴可添加标签，并可显示网格线或刻度，也可抑制坐标轴的显示。三维图形窗口下方设有滑块，用于精准设置视角和缩放比例；鼠标滚轮也可用于旋转、倾斜和缩放。三维图形对象可使用透明度进行可视化，这对于嵌套等体积图尤为有用。

二维图形窗口中的数据展示对象具有“图层”设置，用于控制可见性。第 0 层上的所有对象首先绘制，随后是第 1 层、第 2 层等。许多数据展示对象具有“报告”功能，可在光标位置显示数据标识符和数值，该功能对诊断模拟问题和分析结果很有帮助。

另一种图形页面类型称为“复合图”，允许将多个二维和三维图形窗口通过灵活的布局规范组合并嵌入到单一窗口中。

图形导出与动画

任意图形窗口的图形内容均可通过复制/粘贴轻松导入报告，或保存为 JPEG 或位图文件。当需要更高质量输出（如海报或大幅面图形）时，可创建 PostScript 输出文件。

mView 还支持动画创建。图形窗口可设置为在每次更新后写入按数字序列为名称的位图文件，这些文件可由第三方动画软件（如 VideoMach）处理以创建 Windows AVI 文件。数据对象具有按序列步进（如时间步长、网格层）或递增数值（如数据插值时间、等体积浓度）的能力。三维图形视角参数也可在指定范围内变化，以实现三维动画中的旋转或缩放。

质量保证

mView 起初是在尤卡山项目美国能源部 QA 体系下使用 C++ 在 Unix 平台上开发的。4.0 版本于 2004 年通过了这些标准的认证。随后，代码被移植到 Windows 平台，即当前的开发平台（Windows 7）。mView 提供适用于 Windows XP 或更高版本的 32 位和 64 位版本。

所有代码开发均在 Geofirma Engineering 的 ISO 9001:2008 质量体系下进行，该体系包含规范所有软件开发活动的程序。这些程序要求对所有代码进行单元测试和验证。mView 的架构具有可测试性，因为每个对象独立于其他对象，且易于验证。mView 目前正在按照加拿大核废料管理组织（NWMO）的软件标准进行“核级”软件认证，以支持评估。

结论

mView 是一款功能强大的前处理和后处理工具，为 TOUGH2 应用提供了高水平的支持。它由建模人员为支持复杂建模项目而开发，并根据需求变化持续更新。TOUGH 社区可将其视为现有工具的一种替代选择。