地理信息系統(tǒng)在地質(zhì)工程勘查中的應(yīng)用

李峰　王維娜

[摘要]地理信息系統(tǒng)又稱為地學(xué)信息系統(tǒng)，它可以處理空間實體以及空間關(guān)系，是一種特定的非常重要的空間信息系統(tǒng)。隨著現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、圖形處理技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)以及計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，地理信息系統(tǒng)在地質(zhì)工程勘察中的應(yīng)用也得到了重視。

[關(guān)鍵詞]地理信息系統(tǒng) 地質(zhì)工程勘察 應(yīng)用

一、地理信息系統(tǒng)的概念

地理信息系統(tǒng)（GIS）在計算機(jī)硬件和軟件系統(tǒng)的支持下，可以對整個或者部分地球表層中的地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示以及描述。地理信息系統(tǒng)可以分成人員、數(shù)據(jù)、硬件、軟件、過程這五個部分，人員是地理信息系統(tǒng)中最重要的部分，首先開發(fā)人員要定義地理信息系統(tǒng)中需要執(zhí)行的每個任務(wù)，然后進(jìn)行處理程序的開發(fā)，開發(fā)人員要具備熟練的操作水平，才能克服地理信息系統(tǒng)中出現(xiàn)的問題。精確的數(shù)據(jù)會影響到查詢和分析的準(zhǔn)確度。硬件的性能可以影響到軟件處理數(shù)據(jù)的速度。軟件除了地理信息系統(tǒng)，還包含繪圖、數(shù)據(jù)庫、影像處理、統(tǒng)計等其他程序。

二、地理信息系統(tǒng)的功能特征

地理信息系統(tǒng)亦稱之為GIS，是基于地理空間數(shù)據(jù)庫，并借助計算機(jī)軟硬件，對具有空間內(nèi)涵的地理數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)分析和綜合管理，在地質(zhì)學(xué)中的應(yīng)用，可提供地質(zhì)管理、決策等重要信息。其系統(tǒng)功能特征表現(xiàn)為以下幾點：（1）數(shù)據(jù)輸入。地理信息系統(tǒng)在收集相應(yīng)地質(zhì)信息資料之后，以圖形數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的形式，將數(shù)據(jù)輸入到系統(tǒng)當(dāng)中，為地質(zhì)災(zāi)害防范、環(huán)境地質(zhì)研究、地質(zhì)剖面繪圖等，提供科學(xué)合理的數(shù)據(jù)。（2）檢索查詢。地理信息系統(tǒng)提供交互式查詢檢索、影像庫查詢檢索、圖形庫查詢檢索、屬性庫查詢檢索等檢索查詢功能，可供系統(tǒng)應(yīng)用時快速找到所需的數(shù)據(jù)資料。（3）統(tǒng)計分析。針對地質(zhì)學(xué)中的空間分析、模型分析預(yù)測、專業(yè)統(tǒng)計分析、常規(guī)統(tǒng)計分析等統(tǒng)計分析需求，在經(jīng)過一系列信息篩選后，分析輸出地質(zhì)災(zāi)害、環(huán)境地質(zhì)研究等所需的信息。

三、地理信息系統(tǒng)在地質(zhì)勘察中的應(yīng)用現(xiàn)狀

在當(dāng)前我國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過程中，其國土資源的利用有著十分重要的意義，它是人們?nèi)粘Ｉ睢⑸鐣a(chǎn)的基礎(chǔ)內(nèi)容之一。因此為了提升國土資源的利用率，我們就將地理信息系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用到其中，從而對相關(guān)的空問數(shù)據(jù)信息進(jìn)程采集，進(jìn)而滿足現(xiàn)代化地質(zhì)信息化建設(shè)的相關(guān)要求。近年來，在我國地質(zhì)勘測工作中，人們?yōu)榱耸沟觅Y源可以得到充分的利用，人們在制定了相關(guān)的規(guī)范制度和文獻(xiàn)規(guī)則，來對其進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化管理，促進(jìn)我國國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)。

地質(zhì)工程勘察的場區(qū)地下空間由很多地層組成。經(jīng)過抽象歸納，對其特征進(jìn)行分析，主要表現(xiàn)為以下幾方面內(nèi)容：其一，地層具備一定的地質(zhì)成因、巖土性能、地質(zhì)年代等特征，在空間中連續(xù)分布，并且相同的地層具備共同的特征；其二，不同的地層依照一定順序呈縱向疊加規(guī)律，橫向分布的地質(zhì)結(jié)構(gòu)同外部作用有著密切的關(guān)聯(lián)。

當(dāng)前，地質(zhì)勘察的數(shù)據(jù)信息其處理方法主要是進(jìn)行人工管理，借用Microsoft Office表格、Auto CAD繪圖軟件及土木巖石專業(yè)的工程計算軟件進(jìn)行輔助，制作勘察報告及圖表。因此，經(jīng)常出現(xiàn)數(shù)據(jù)輸入錯誤、重復(fù)、信息凌亂，管理能力差等問題，對資料的準(zhǔn)確性及處理效率都造成影響。以地理信息系統(tǒng)為基礎(chǔ)，對地質(zhì)勘察信息進(jìn)行處理，可以更好的保證工作效率，處理上述問題。

四、地理信息系統(tǒng)在地質(zhì)勘察中的應(yīng)用

1、創(chuàng)建模型

勘察對象的地形較為復(fù)雜，其包含了各種各樣的自然地質(zhì)及人工設(shè)施。因此，應(yīng)依據(jù)地質(zhì)情況的不同建立三維模型。依照的原則為：結(jié)構(gòu)描述清晰、關(guān)系明確、具備一定的空間精度，從而為后續(xù)的信息分析及處理提供方便。

2、可視化管理的數(shù)據(jù)庫

數(shù)據(jù)庫的管理工作是進(jìn)行地質(zhì)勘察的基礎(chǔ)。盡管應(yīng)用以往的數(shù)據(jù)庫能夠?qū)τ涗涍M(jìn)行管理，但是其工作效率相對較低。應(yīng)用可視化的管理數(shù)據(jù)能夠?qū)θS空間進(jìn)行各項操作。地理信息的主要功能就在于其可視化，同時也是對空間數(shù)據(jù)庫進(jìn)行觀測的基本方法。伴隨著三維技術(shù)及可視化的不斷發(fā)展，3D、Direct3D被廣泛應(yīng)用到地質(zhì)的可視化技術(shù)中，并發(fā)揮著極為關(guān)鍵的功效。同時，在Windows操作系統(tǒng)中，應(yīng)用3D函數(shù)，不僅可以創(chuàng)造良好的立體效果，同時還可以減小軟件研制的繁復(fù)性，進(jìn)而對可視化軟件同三維數(shù)據(jù)模型接口間的問題進(jìn)行處理。

3、地理信息系統(tǒng)在勘察安全中的應(yīng)用

伴隨著水資源的不斷開發(fā)，環(huán)境情況逐漸惡劣，勘察工作的安全問題也日益突顯，事故頻發(fā)，災(zāi)害經(jīng)常出現(xiàn)，不僅影響了經(jīng)濟(jì)發(fā)展的速率，同時還對人們的生命財產(chǎn)安全造成危害。所以，地質(zhì)勘察信息系統(tǒng)在災(zāi)害預(yù)防方面有著極為重要的作用。應(yīng)用地理信息系統(tǒng)技術(shù)可以為災(zāi)害預(yù)防提供強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)保障。災(zāi)害的分析工作是一項極為繁復(fù)的工作，需要大量的數(shù)據(jù)，耗時較長，并且很容易出現(xiàn)問題，應(yīng)用地理信息系統(tǒng)技術(shù)建立數(shù)據(jù)庫，對災(zāi)情可以更直觀地進(jìn)行反映，讓決策人員猶如身在現(xiàn)場，對各種救災(zāi)工作更快速地調(diào)動，減少決策的錯誤出現(xiàn)幾率，同現(xiàn)實問題相吻合。

4、地質(zhì)勘察中其他工程的應(yīng)用

在勘察中，有很多項目工程，其都同勘察的信息之間存在密切的關(guān)聯(lián)。應(yīng)用地理信息系統(tǒng)技術(shù)，同模型相結(jié)合，可以對項目進(jìn)行仔細(xì)規(guī)劃，具備鮮明的優(yōu)越性。同時，對信息的分析、對比等操作能夠?qū)ξ磥淼捻椖口厔葸M(jìn)行預(yù)測，為決策人員提供參考。

結(jié)束語：

雖然地理信息系統(tǒng)在地質(zhì)工程勘察中被廣泛利用，但還存在著需要解決的問題，怎樣有效的組織和管理地質(zhì)資源預(yù)測中的數(shù)據(jù)，怎樣平衡每種地質(zhì)變量之間的關(guān)系，這些都是有待解決的問題。相信隨著GIS技術(shù)的逐漸完善，GIS在地質(zhì)工程勘察中的作用會更加廣泛。