GIS支持下巖土工程勘察設(shè)計一體化研究

【摘要】巖土工程勘察資料包括地形地貌、地下水水位、地層界面、風(fēng)化層厚度、斷層及各種探測信息，其中的部分資料可直接用于巖土工程設(shè)計，另一部分往往被“束之高閣”，幾乎不被用到。即使這些資料信息被使用了，很多也是離散的數(shù)據(jù)，很難直接利用它們?nèi)シ治龉こ痰刭|(zhì)條件。為了解決以上問題，提出基于GIS技術(shù)建立巖土工程勘察設(shè)計一體化系統(tǒng)，將工程勘察與工程設(shè)計緊密結(jié)合起來，使所有資源都得到充分利用，提高巖土工程勘察設(shè)計的科學(xué)性與合理性。

【關(guān)鍵詞】GIS；巖土工程；勘察設(shè)計；一體化

1、當前巖土工程勘察設(shè)計現(xiàn)狀

1.1 沒有完善的軟件支持

目前，CAD是主要的軟件設(shè)計軟件應(yīng)用于巖土工程勘察，但CAD本身尚不在巖土工程勘察工程設(shè)計一個完美的軟件，但它主要是使用軟件，但無法在前沿的設(shè)計進行實時的設(shè)計綜合評價。同時設(shè)計最核心的問題不能及時反映和解決，所以軟件少，功能單一，確保實現(xiàn)設(shè)計集成和數(shù)據(jù)共享，為巖土工程勘察設(shè)計網(wǎng)絡(luò)支持的缺乏，因此軟件的設(shè)計缺少。

1.2 設(shè)計系統(tǒng)與數(shù)字化沒有緊密聯(lián)系

以數(shù)字地圖和地圖數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)設(shè)計設(shè)計系統(tǒng)，以構(gòu)建完整的巖土勘察設(shè)計。但在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，設(shè)計系統(tǒng)與數(shù)據(jù)圖之間沒有很好的聯(lián)系。在這種情況下，該系統(tǒng)不能很好地建立巖土工程勘察圖，也不能使勘察數(shù)據(jù)得到很好的利用，浪費了人力物力資源。這使得CAD軟件的設(shè)計和推廣更加困難，受到更大的不利因素的影響。

1.3 專業(yè)設(shè)計系統(tǒng)之間存在封閉性

目前的聯(lián)通系統(tǒng)設(shè)計不是很好，而是在他們的基礎(chǔ)上，用來將書面的傳輸形式作為設(shè)計系統(tǒng)之間傳輸?shù)男畔鬏?，而很少使用軟件來進行文件的提取。這導(dǎo)致的事實，數(shù)據(jù)共享沒有得到很好的實施，并在以前的鏈接中獲得的數(shù)據(jù)不使用在下一個環(huán)節(jié)。它并沒有成為工程測量圖的數(shù)據(jù)庫，而是需要重新輸入，從而導(dǎo)致了時間資源的浪費和項目的整個時間。

2、基于GIS技術(shù)的巖土工程勘察設(shè)計一體化

2.1一體化系統(tǒng)組成

基于GIS技術(shù)、計算機圖形學(xué)、地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)、AutoCAD等先進技術(shù)，結(jié)合巖土工程勘察與設(shè)計方面的相關(guān)規(guī)范，建力巖土工程勘察設(shè)計一體化系統(tǒng)，如圖1所示。通過巖土工程勘察設(shè)計一體化系統(tǒng)，將GIS技術(shù)、計算機圖形學(xué)等多種學(xué)科緊密結(jié)合起來，形成了相互聯(lián)系的工作方式，改變了以往工作中各學(xué)科、各工作相互獨立工作的現(xiàn)狀，促進各學(xué)科交流、互動。

2.2工作流程

在巖土工程勘察設(shè)計一體化工作模式下，巖土工程勘察與設(shè)計工作的流程如下：（1）輸入勘察信息，將巖土工程勘察而來的相關(guān)數(shù)據(jù)輸入到系統(tǒng)中，成為地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)源。輸入的勘察信息具體有地形地貌、地下水位等；（2）地理信息系統(tǒng)生成相應(yīng)的數(shù)據(jù)。利用一體化系統(tǒng)中的地理信息系統(tǒng)生成巖土工程地質(zhì)參數(shù)，并儲存在數(shù)據(jù)庫中；（3）地質(zhì)參數(shù)數(shù)據(jù)評價，輸出勘察結(jié)果。對地質(zhì)參數(shù)數(shù)據(jù)進行評價，判斷場地工程地質(zhì)條件，并輸出勘察結(jié)果，形式有文字、數(shù)據(jù)、圖形等；（4）根據(jù)巖土工程勘察報告進行工程設(shè)計，輸出最終的設(shè)計方案。

2.3一體化特點

2.3.1實現(xiàn)勘察資料數(shù)值化

以往巖土工程設(shè)計由于沒有好好的利用勘察數(shù)據(jù)，增加了巖土工程設(shè)計的局限性，嚴重降低巖土勘察資料的利用率。但是，基于GIS技術(shù)建立巖土工程勘察設(shè)計一體化系統(tǒng)，將工程勘察和工程設(shè)計結(jié)合起來，并利用GIS技術(shù)對勘察數(shù)據(jù)進行了分析與處理，使得所有巖土勘察數(shù)據(jù)實現(xiàn)數(shù)值化。

2.3.2具備強大的數(shù)據(jù)處理能力

巖土工程勘察信息，無論是內(nèi)容上還是形式上，都具備較大復(fù)雜性和多樣性，傳統(tǒng)的勘察系統(tǒng)難以滿足勘察信息處理要求。GIS技術(shù)本身有著強大的地理信息處理能力，能夠用數(shù)據(jù)、圖像、圖形正等準確描述空間實體的具體情況，并集成在一起，形成地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。這為實現(xiàn)巖土工程勘察信息全面管理提供了技術(shù)支持，便于提升巖土工程勘察與設(shè)計工作質(zhì)量。

2.3.3可視化的操作界面

GIS技術(shù)本身具備可視化的操作能力，其在巖土勘察設(shè)計一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用，賦予了該系統(tǒng)可視化操作能力。在可視化操作平臺上，用戶可以直觀的看到地理信息數(shù)據(jù)的格式，輸出后的工程設(shè)計報告。這樣一來，用戶通過可視化操作平臺進行設(shè)計圖分析，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)計中的缺陷，并找出解決方式。

2.4技術(shù)問題

為建立基于GIS技術(shù)的巖土工程勘察設(shè)計一體化系統(tǒng)，實現(xiàn)一體化工作，本系統(tǒng)建立過程中需要解決數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)存儲及數(shù)據(jù)輸入輸出等技術(shù)問題。為解決以上問題，對本系統(tǒng)的技術(shù)支持進行了分析。（1）采用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)共享技術(shù)。通過數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)共享技術(shù)，在勘察單位與設(shè)計單位之間建立網(wǎng)絡(luò)鏈接，將巖土工程勘察、巖土工程設(shè)計中的各個工作集于一個體系中，協(xié)調(diào)好各部門、各工種之間的工作，實現(xiàn)信息共享，使工程勘察設(shè)計更全面。（2）建立完善的地理信息數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。巖土工程勘察與設(shè)計的工作量較大，信息數(shù)據(jù)量也較大，需要一個和完善的數(shù)據(jù)庫存儲工作過程中產(chǎn)生的全部數(shù)據(jù)。所以，基于GIS技術(shù)建立地理信息數(shù)據(jù)庫，以文字、數(shù)字、圖形等格式將各類數(shù)據(jù)存儲起來，便于檢索、使用。

結(jié)論：

巖土工程勘察設(shè)計在當今快速發(fā)展的社會背景下越來越重要，而因為其本身復(fù)雜性，艱難性等其發(fā)展也是具有一定困難。但是利用GIS可以有效解決這些困難，同時，GIS的深入利用和規(guī)范化是發(fā)展的一個重要趨勢，以GIS為基礎(chǔ)的設(shè)計結(jié)合CAD設(shè)計軟件可以有效解決工程勘察設(shè)計中出現(xiàn)的問題，使得巖土勘察作業(yè)的效率不斷提高，同時產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益和社會效益，又提升生了建筑企業(yè)的競爭力，使得設(shè)計水平不斷提高，對我國巖土工程勘察設(shè)計做出重大貢獻，對于自然環(huán)境的高效開發(fā)有著重要意義。

參考文獻：

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