巖土工程中數(shù)字化勘察技術(shù)的應用

陳健 萬廣臣 朱琦

【摘要】信息科學技術(shù)的發(fā)展，為實現(xiàn)巖土工程的數(shù)字化勘察技術(shù)提供了條件。在現(xiàn)今的巖土工程中，數(shù)字化勘察技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)比較成熟，被廣泛應用，從而彌補了傳統(tǒng)勘察技術(shù)的缺陷，為提高巖土工程勘察質(zhì)量和效率提供保障。本文簡單分析了傳統(tǒng)勘察技術(shù)的不足，以及數(shù)字化勘察技術(shù)在巖土工程中的應用優(yōu)勢和具體的應用方法，為后期的勘察工作提供參考和借鑒。

【關(guān)鍵詞】巖土工程；數(shù)字化勘察技術(shù)；數(shù)字化模型；數(shù)據(jù)庫

引言

巖土工程的勘察工作是保證后期相關(guān)工程設計和施工建設質(zhì)量的基礎(chǔ)，因此其勘察結(jié)果的準確性和科學性至關(guān)重要。在傳統(tǒng)的勘察工作中，一般采用的方法和技術(shù)比較落后，雖然也能在一定程度上保證勘察質(zhì)量，但是需要耗費大量的時間和精力，不利用加快工程設計的速度，從而增加整個工程的建設周期。同時由于傳統(tǒng)勘察方法對數(shù)據(jù)的分析局限在二維和靜態(tài)的表達，不利于工程設計人員讀取到有效的勘察信息，增加其理解難度，有可能導致工程設計和實際的施工環(huán)境不相符，為后期的工程施工埋下隱患。同時，由于巖土工程的勘察內(nèi)容比較復雜，包括對地形地貌、斷層、地下水位等環(huán)境要素的勘測，所產(chǎn)生的勘測資料和數(shù)據(jù)信息具有離散型，工程技術(shù)人員很難就這些資料分析出工程地質(zhì)的各種物表信息的分布規(guī)律，需要借助高科技數(shù)字化技術(shù)提高對勘測信息的加工效率和加工質(zhì)量，通過程序設計快速的篩選出有效的信息，直接供相關(guān)的工作人員讀取和查詢，能夠大大提高工作效率。

1.巖土工程數(shù)字化勘察技術(shù)的概述

巖土工程數(shù)字化勘察技術(shù)主要具備高效益、數(shù)字化和智能化的特點。在實際的應用過程中，可以通過利用數(shù)據(jù)庫技術(shù)、測繪技術(shù)、計算機技術(shù)、CAD 技術(shù)和網(wǎng)絡通信技術(shù)等，將工程項目的各類數(shù)據(jù)通過計算機上的軟件有機地集合起來，構(gòu)建一個系統(tǒng)的計算機輔助數(shù)據(jù)流程，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的信息化、圖文處理的自動化以及資料處理的數(shù)字化。

2.數(shù)字化勘察技術(shù)在巖土工程中的應用優(yōu)勢

2.1有利于提高勘察部門和設計部門的協(xié)調(diào)性

完善而準確的勘察信息是保證工程設計工作順利進行的基礎(chǔ)，但是由于巖土工程勘察工作比較復雜，勘察結(jié)果的表現(xiàn)形式晦澀難懂，很多設計人員根本無法對其進行有效參考，進而增加了工程設計的難度。長此以往，就導致勘察部門和設計部門的工作配合不協(xié)調(diào)，工作效率低下。通過數(shù)字化勘察技術(shù)可以改變傳統(tǒng)的勘察信息表現(xiàn)方式，建立三維立體模型和完整的資料數(shù)據(jù)庫，使設計人員能夠便捷的查詢到所需要的勘察資料。從而有效提高其工作質(zhì)量和工作效率，保證工程設計工作和后期工程建設的順利進行。

2.2提高數(shù)字化地圖和設計系統(tǒng)之間的連貫性

地形圖中所顯示的數(shù)據(jù)信息是巖土工程設計的基礎(chǔ)，在實際的應用中，需要將地形圖上的信息和CAD設計軟件進行數(shù)據(jù)對接，才能完成工程系統(tǒng)的設計工作。但是傳統(tǒng)勘察技術(shù)在這方面的發(fā)展還不夠成熟，導致地形圖信息和CAD軟件對接的連貫性不足，因此在對地形圖信息進行數(shù)據(jù)化時存在信息失真或者信息遺漏的現(xiàn)象，進而影響整體的工程建設。通過利用數(shù)字化勘察技術(shù)，可以將地形圖上的信息通過數(shù)字化模型轉(zhuǎn)入到數(shù)據(jù)庫中，直接應用到設計工作上，避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)失真等問題[2]。

3. 巖土工程中數(shù)字化勘察技術(shù)的具體應用

3.1建立巖土工程數(shù)字化模型的方法

表面模型法是當前較為常用的巖土工程地質(zhì)建模方法，它通過測點獲得大量的離散性資料，并整理成建立表面模型所需要的數(shù)據(jù)，最后利用數(shù)據(jù)進一步分析結(jié)果并重構(gòu)地質(zhì)體界面。不規(guī)則網(wǎng)法是表面模型法的一個分類，在巖土工程數(shù)字化勘察技術(shù)中應用廣泛，它能夠把一些屬性相同的點抽象的連接起來，從而建立起網(wǎng)狀模型，確定整個勘察區(qū)域的空間屬性?？辈烊藛T利用這種方法能夠?qū)⒖辈靺^(qū)域劃分為相連的三角面網(wǎng)絡，并保證該區(qū)域中的所有點都落在三角面的邊長、內(nèi)部或者頂點上。在實際工作中，需要借助X、Y、Z這三條坐標來完成每個點的特征的記錄工作，最后使得整個勘察區(qū)域成為一個由三角面相連的抽象空間，進而對空間中的每個點進行分析。通過表面模型法可以很方便的查詢到點的基本屬性以及相鄰點的特征和關(guān)聯(lián)性，能夠提高數(shù)據(jù)運算的效率[3]。

3.2 巖土工程數(shù)字化勘察數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)構(gòu)建的原則

如果想要構(gòu)建完善的巖土工程數(shù)字化勘察數(shù)據(jù)庫，首先，要遵循成熟性的原則，為了保證數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)信息的真實有效，保證后期設計工作的質(zhì)量和進度，必須保證數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)構(gòu)建的成熟性。在構(gòu)建過程中需要對概念模型進行深入的分析和探究，從而深化巖土工程勘察技術(shù)和數(shù)據(jù)庫之間的聯(lián)系，方便在勘察過程中進行數(shù)據(jù)信息的輸入以及對之前數(shù)據(jù)信息的參考和使用。其次，要遵循兼顧性的原則，因為在構(gòu)建數(shù)據(jù)庫時，需要輸入原始數(shù)據(jù)、中間數(shù)據(jù)以及最終數(shù)據(jù)這三種數(shù)據(jù)信息，要保證每項數(shù)據(jù)信息的完整性和真實性，將錯誤率降到最低。

3.3數(shù)據(jù)庫的主要功能

首先，數(shù)據(jù)庫最基本的功能就是輸入和檢索功能。通過在數(shù)據(jù)庫中輸入有效的數(shù)據(jù)信息，并利用相應的操作程序?qū)ζ溥M行分析，最終的分析結(jié)果可以幫助勘察人員得到準確的勘察資料，以提高勘察工作的準確性。同時利用檢索功能，工程設計人員可以通過圖示點檢索、區(qū)域檢索等方式來獲取相應的巖土工程勘察信息，為其設計工作提供極大的便利。其次，數(shù)據(jù)庫還具備空間分析和屬性分析功能。通過空間分析功能，可以對整體的地質(zhì)概況有一個大致的了解，并利用屬性分析功能對具體的某個施工要點進行研究[4]。

3.4 巖土工程勘察數(shù)字化技術(shù)的應用實踐

在實際的應用過程中，需要考慮以下兩個方面的因素：第一，作為數(shù)字化技術(shù)中比較基礎(chǔ)的組成部分，巖土工程勘察數(shù)據(jù)庫有龐大而復雜的的數(shù)據(jù)需要處理，為了提高處理效率需要構(gòu)建一個能夠生動的反映出數(shù)據(jù)信息的模型，才能夠方便把數(shù)據(jù)庫內(nèi)部各項數(shù)據(jù)同其實際應用效益相聯(lián)系，利用現(xiàn)實中可用的數(shù)據(jù)構(gòu)建模型并探索出研究數(shù)據(jù)的相關(guān)信息，再依靠這一基礎(chǔ)，全面構(gòu)建出完善的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)。第二，巖土工程一體化系統(tǒng)是由用戶的原有數(shù)據(jù)、系統(tǒng)的中間過渡數(shù)據(jù)以及最終的結(jié)果數(shù)據(jù)組成，其中，用戶原有數(shù)據(jù)包含了大量由幾何數(shù)據(jù)和測點詳細信息組成的測點數(shù)據(jù)；而系統(tǒng)中間過渡數(shù)據(jù)包括了大量可以根據(jù)用戶的需要而產(chǎn)生相應圖像并能夠幫助其進行信息核對的初始模型；在這三種數(shù)據(jù)中，最終結(jié)果數(shù)據(jù)最為復雜，但是實用性更強，它是依據(jù)用戶的需求對系統(tǒng)的中間過渡數(shù)據(jù)進行加工后生成的，其中包含了大量圖形與文檔類資料以及常用的地址勘察記錄等[5]。

4. 結(jié)論

通過以上分析可以發(fā)現(xiàn)，數(shù)字化勘察技術(shù)能夠有效彌補傳統(tǒng)勘察技術(shù)的缺陷，提高勘察工作和設計工作的協(xié)調(diào)性，對保證整體的工程質(zhì)量意義重大。隨著數(shù)字化技術(shù)的愈加成熟，以及工程建設需求的增加，其應用性將會越來越強。但是在實際的應用過程中，一定要保證數(shù)據(jù)化模型和數(shù)據(jù)庫建立的質(zhì)量，提高其應用性。并注意數(shù)字化勘察人才的培養(yǎng)，為后期巖土工程勘察工作的數(shù)字化實現(xiàn)提供保證。

參考文獻：

[1]胡亮.巖土工程勘察數(shù)字化技術(shù)與實施對策[J].四川水泥.2015，（04）：230.

[2]賈發(fā)科.關(guān)于巖土工程中數(shù)字化勘察技術(shù)的實踐策略探究[J].價值工程.2015，（04）：323.

[3]李志華.淺談巖土工程勘察數(shù)字化技術(shù)與實現(xiàn)[J].江西建材.2014，（24）：242.

[4]代振昌.巖土工程勘察數(shù)字化技術(shù)應用探討[J].低碳世界.2014，（13）：124.

[5]丁德松.淺議數(shù)字化技術(shù)在巖土工程勘察領(lǐng)域的應用[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā).2013，（03）：151.