探讨关于岩土工程勘察数字化技术应用

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摘要：计算机信息技术的不断发展带动了岩土工程勘察数字化技术，使得岩土工程勘察数字化技术在工程项目建设施工中得到普及。笔者结合实际工作经验对此进行了探讨。本文首先简单从传统的岩土工程勘察方法存在的问题和数字化勘察技术概述两个方面对岩土工程勘察方法进行了探析，继而数字化岩土工程勘察应用实现的关键技术进行了概述。

关键词：岩土工程；工程勘察；数字化技术；勘察技术；勘察方法；数字化地图

中图分类号：TU753 文献标识码：A

岩土工程勘察是工程项目施工前的首要步骤。一般而岩土工程信息包括的内容较广，而单纯地从这些信息中很难立即对所在场地的工程地质参数的具体分布规律给出准确的答复。尤其是对于传统的岩土工程所进行的资料分析和解释，不能及时充分的提示出它们之间的空间变化规律，这样就会很难让人们理解。

信息化技术下的计算机图形处理技术不断地得到完善，己经完全可以集成以岩土工程建模、岩土工程数字化、岩土工程数据库管理、岩土工程特性分析、岩土工程地质解释以及空间分析和预测、地学统计和图形可视化的一体化系统。这样的发展势头会最终形成岩土工程勘察数字化完整而系统的结构体系。

一、岩土工程勘察方法概述

（一）传统的岩土工程勘察方法存在的问题

相对于现代的岩土工程勘察，传统的岩土工程勘察方法实际上是存在着一些问题的。这些问题突出表现在以下三个方面：首先勘察信息数字化程度低。对于传统的岩土工程勘察设计，勘察部门提供的勘察信息主要还是以文字、图纸或者表格等形式。这些勘察信息主要还是以定性的描述较多，而定量的信息描述较少。所以这种情况下就使得勘察设计人员在对信息斟别时不能做出足够准确的评估和判断。除此之外还可能造成对勘察信息利用和勘察信息处理上的种困难和问题；其次传统岩土工程勘察资料过于地质化。主要由于部门本身的分割不同，再加上勘察作业和勘察设计工作又相对分散，所以就会导致勘察提供的岩土工程信息不够直白，让设计人员不能直接地看明白。另外，这种形式使得勘察也很难参与设计的全过程；最后数字化地图与数字化设计系统间不够贯通。地形图是设计系统中最为关键和重要的信息数据。传统地图中数字化地图中还有很多不够成熟的技术条件，所以这样就会直接导致与CAD设计软件的接口不匹配，如果是这样两者之间就不能形成对接。设计系统于是还需要重新对勘察资料进行数据化处理，这样的反复工作环节会影响到后期对软件系统的推广和使用。

（二）数字化勘察技术概述

数字化岩土工程勘察主要指的是应用当代诸如数据库技术、网络通信技术和测绘等多种技术的技术，然后通过利用计算机和相应的软件，把一个工程项目的所有信息有机的集成到一起。建立综合的计算机辅助信息流程,使勘察设计的技术手段从手工方式向现代化CAD技术转变，作到数据采集信息化、勘察资料处理数字化、硬件系统网络化、图文处理自动化，逐步形成和建立适应多专业、多工种生产的高效益、高柔性、智能化的工程勘察设计体系。该技术体系和传统岩土工程勘察相比，它能够实现把图纸、表格或者文字等信息以数字化形式组成一套建构体系。

二、数字化岩土工程勘察应用实现的关键技术探讨

（一）岩土工程数字化建模方法

岩土工程地质建模方法中历史最早，也是目前采用较多的就是表面模型法。它主要就是通过

对工程地质体的外表面来表示均质地质体的一种建模方法。表面模型法的数据主要来源于测点所获得离散的测点资料。表面模型法通过对接收到的属性特征数据和几何特征数据信息来对其进行解释，继解释之后再对地质体界面进行重构。在实现重构之后它就可以通过构成网状曲面片然后定位整个地质体的空间属性。对于表示面表面的方法有很多种，比如不规则格网法、规则格网法以及等值线法等等方法。此处仅对不规则格网法进行阐述。

不规则格网法（TIN）是将区域内有限个点将区域划分为相连的三角面网络，区域中任意点落在三角面的顶点、边上或三角形内，如果任意点不在顶点上，则该点的数字属性值通常通过线性插值的方法得到（在边上用边的两个顶点的高程，在三角形内则用三个顶点的高程），所以TIN是一个三维空间的分段线性模型，在整个区域内连续但不可微。

（二）数字化岩土勘察工程数据库系统

基于GIS的岩土工程勘察涉及到的原始数据主要为地理信息方面的空间数据和非空间数据，数据来源包括：（1）基础地理数据这些数据主要包括：自然区划图和地形、地貌图；（2）岩土工程勘察数据这些数据主要包括：所研究区域的工程地质勘探资料。

结合上述分析，数字化岩土勘察工程数据库系统可以按以下几个步骤实施构建：首先对岩土工程勘察数据库的概念模型设计。为了能获得反映信息世界的概念性数据模型，将与实体和联系相关的功能与行为剥离出来，仅从现实世界中实体的数据侧面来建立模型即研究数据对象与属性及其关系，并在此基础上建立相对应的数据库表结构。

其次是对数据库建立实现。岩土工程一体化系统的数据有三类：用户输入的原始数据、系统生成的中间数据及最终数据。原始数据由测点数据组成，而测点数据又由测点几何属性数据（位置）和测点信息属性数据；中间数据包括根据原始数据系统自动生成的地层层面等值线模型、三维表面模型、剖面模型等，根据这些模型可以生成用户需要的各种图件，还可以进行各种信息查询操作；最终数据种类繁多，主要是根据用户需要由中间数据生成，包括图形资料和文档资料。

三、结束语

传统的岩土工程勘察最终实现向数字化勘察技术迈进，这是未来岩土工程勘察技术的发展方向，也是必经之路。但是因为中间还有一些未能即刻解决的问题，所以使得岩土工程勘察数字化技术的应用实现普及还需要一段时间。对此笔者认为应当加快对一些现在技术难题的攻克力度，同时对于岩土工程数字化技术应用类型人才，国家要进行不断地输出和培养。这样才能使岩土工程勘察数字化技术尽快得到应用和广泛普及。

参考文献：

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