大數(shù)據(jù)時(shí)代的巖土工程勘察研究

林凡超 易展鵬

廣東省地球物理探礦大隊(duì) 廣東 廣州 510000

隨著電子信息技術(shù)、科學(xué)研究與工程實(shí)踐的迅速發(fā)展，數(shù)據(jù)已經(jīng)滲透到當(dāng)今每個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域，成為重要的生產(chǎn)因素。數(shù)字化、建模等技術(shù)日益深刻地影響著人類的工作、生活以及思想，為各行各業(yè)帶來了很多機(jī)遇和挑戰(zhàn)。巖土工程勘察的目的是查明工程地質(zhì)條件，分析存在的地質(zhì)問題，為工程建設(shè)做出地質(zhì)評(píng)價(jià)，是建設(shè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工的重要前提。然而相對(duì)而言，巖土工程迄今仍是一門不夠嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?、半?jīng)驗(yàn)半理論的科學(xué)技術(shù)，勘察技術(shù)手段、技術(shù)人員的綜合能力等明顯影響著勘察成果的質(zhì)量。隨著BIM、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展完善，為巖土工程勘察的發(fā)展提供了巨大的機(jī)遇[1]。

技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用背景下衍生出大量的信息化技術(shù)，此類現(xiàn)代化技術(shù)在各領(lǐng)域中的應(yīng)用價(jià)值較高，但如何彰顯技術(shù)價(jià)值、實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用是行業(yè)發(fā)展面臨的主要問題。

一、大數(shù)據(jù)時(shí)代特征

1.1 數(shù)據(jù)信息量龐大

得益于當(dāng)下信息化傳播途徑的拓展，日常生活與工作過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量十分龐大。在交流、工作、消費(fèi)等各種途徑下各類數(shù)據(jù)不斷生成、采集，此類數(shù)據(jù)對(duì)研究國(guó)民生活習(xí)慣、生活方式、個(gè)人偏好具有重要價(jià)值。從工程勘察的角度來講，同意勘查項(xiàng)目中，巖石厚度、長(zhǎng)度等數(shù)據(jù)信息量較大，這也是工程勘察的重要組成部分。在此類數(shù)據(jù)信息的支撐下，各行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)能夠進(jìn)行論證。

1.2 數(shù)據(jù)類型復(fù)雜

大數(shù)據(jù)時(shí)代國(guó)民為提升工作效率，依靠大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，但數(shù)據(jù)信息量的龐大導(dǎo)致數(shù)據(jù)類型十分復(fù)雜，在難以區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)類型的情況下，數(shù)據(jù)價(jià)值難以體現(xiàn)。從巖土工程勘察工作來講，傳統(tǒng)巖土工程勘察數(shù)據(jù)分析工作需要多人員參與到工作過程中，工作效率明顯無法得到提升，現(xiàn)代化技術(shù)背景下，大數(shù)據(jù)技術(shù)具備智能化理念能夠自行對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，對(duì)提升數(shù)據(jù)分析工作效率意義明顯[2]。

1.3 數(shù)據(jù)處理更加高效

大數(shù)據(jù)技術(shù)依托于智能化技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)等現(xiàn)代化技術(shù)理念，因此大數(shù)據(jù)技術(shù)在數(shù)據(jù)處理中具有獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。智能化設(shè)備能夠取代人工進(jìn)行工作，有效的實(shí)現(xiàn)了對(duì)數(shù)據(jù)分析人力資源的優(yōu)化配置與成本控制，同時(shí)數(shù)據(jù)處理結(jié)果更加具有效率，數(shù)據(jù)處理結(jié)果精準(zhǔn)性更高。

二、巖土工程勘察

巖土工程勘察工作的開展會(huì)形成大量的數(shù)據(jù)信息，此類數(shù)據(jù)包含原位測(cè)試、地下水、地質(zhì)結(jié)構(gòu)等信息內(nèi)容，此類信息數(shù)據(jù)對(duì)巖土工程勘察結(jié)果十分重要，也是開展工程建設(shè)的主要依據(jù)。

2.1 巖土工程勘察數(shù)據(jù)信息利用現(xiàn)狀

巖土工程勘察數(shù)據(jù)信息再利用困難。巖土工程勘察工作的開展具有較強(qiáng)的指向性，其根據(jù)勘察工作需求設(shè)計(jì)勘察設(shè)計(jì)方案，進(jìn)而對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行收集。此類數(shù)據(jù)信息針對(duì)性明顯，無法在其他工程施工中所利用，因此數(shù)據(jù)多以紙質(zhì)信息的方式所呈現(xiàn)，以方便工程施工應(yīng)用。在缺乏電子數(shù)據(jù)信息的情況下，巖土工程勘察數(shù)據(jù)再利用存在難題，這也是的數(shù)據(jù)價(jià)值難以體現(xiàn)[3]。

巖土工程勘察信息難以共享。受限于巖土工程勘察信息紙質(zhì)化與掃描件數(shù)據(jù)利用方式的影響，巖土工程勘察信息難以實(shí)現(xiàn)共享。從巖土工程勘察工作來講，巖土工程勘察工作的開展具有多樣性，部分勘查工作相互獨(dú)立但部分工作相互融合，因此不同部門在開展工作的過程中需要利用相關(guān)勘查數(shù)據(jù)，同時(shí)由于部門間工作平臺(tái)的差異，部分一手信息難以實(shí)現(xiàn)共享。

2.2 巖土工程勘察大數(shù)據(jù)利用難點(diǎn)

數(shù)據(jù)整理與篩選較為困難。工程設(shè)計(jì)與施工需要以巖土工程勘察數(shù)據(jù)作為依據(jù)，因此數(shù)據(jù)勘察信息收集與整理十分重要，甚至決定著工程施工安全與質(zhì)量。巖土工程勘察數(shù)據(jù)整理與篩選工作能夠?qū)辈鞌?shù)據(jù)中精準(zhǔn)信息進(jìn)行提煉，這對(duì)數(shù)據(jù)價(jià)值的體現(xiàn)意義重大。傳統(tǒng)工作形式來講此類工作的開展需要耗費(fèi)大量的人力資源，但從大數(shù)據(jù)技術(shù)數(shù)據(jù)整理與篩選來講，大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)的甄別需要人為就甄別信息進(jìn)行設(shè)置，但此種數(shù)據(jù)整理方式十分生硬，部分信息甄別質(zhì)量不高，這也就無法彰顯大數(shù)據(jù)技術(shù)在巖土工程勘察中的應(yīng)用價(jià)值[4]。

巖土工程勘察數(shù)據(jù)價(jià)值挖掘難點(diǎn)。在巖土工程地質(zhì)進(jìn)行勘查的過程中，受限于地質(zhì)體分布的不均勻性影響，同一巖土工程勘察環(huán)境可能存在不同地質(zhì)環(huán)境。地質(zhì)信息作為巖土工程勘察的主要內(nèi)容，信息質(zhì)量與價(jià)值關(guān)乎巖土工程施工質(zhì)量?？辈鞌?shù)據(jù)的準(zhǔn)確性直接影響到工程的安全性和質(zhì)量，因此在巖土工程勘察中勘察工作量較大，并且勘察數(shù)據(jù)只能作為該工程的參考依據(jù)。因此，為提升勘察數(shù)據(jù)的利用價(jià)值，需要建立更為合理的大數(shù)據(jù)系統(tǒng)[5]。

勘察數(shù)據(jù)安全性難以保障?，F(xiàn)階段國(guó)民對(duì)信息安全關(guān)注度較高，這主要是由于信息化時(shí)代信息安全風(fēng)險(xiǎn)因素導(dǎo)致的，同理，地質(zhì)信息安全同樣需要重視。巖土工程勘察信息數(shù)據(jù)巖土工程勘察人員辛苦工作的產(chǎn)物，且信息質(zhì)量較高，在信息使用過程中，一旦巖土工程勘察數(shù)據(jù)信息流失或被惡意篡改，信息應(yīng)用后果十分嚴(yán)重，不僅影響著建筑信息安全甚至?xí)?duì)國(guó)家安全造成影響?；诖?，巖土工程勘察系統(tǒng)在對(duì)工程建成單位開放的同時(shí)，也要對(duì)某些不法勢(shì)力嚴(yán)格保密。所以，巖土工程勘察大數(shù)據(jù)系統(tǒng)的信息安全問題也必須要引起高度重視[6]。

三、巖土工程勘察大數(shù)據(jù)應(yīng)用

3.1 數(shù)據(jù)采集技術(shù)

巖土工程勘察工作內(nèi)容十分廣泛，包含巖土工程環(huán)境地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、水文信息等，勘察過程中容易產(chǎn)生工程測(cè)量信息、原位測(cè)試數(shù)據(jù)，此類數(shù)據(jù)對(duì)于巖土工程勘察信息來講意義重大。

在當(dāng)下科技信息的創(chuàng)新發(fā)展過程中，巖土工程勘察數(shù)據(jù)信息化采集系統(tǒng)逐步完善。當(dāng)下主要以手持移動(dòng)設(shè)備對(duì)野外工程環(huán)境進(jìn)行測(cè)繪，同時(shí)結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將測(cè)繪信息上傳至終端平臺(tái)，以此為主的數(shù)據(jù)采集工作更加具有高效性與智能化特點(diǎn)。且伴隨現(xiàn)階段智能化技術(shù)的應(yīng)用創(chuàng)新，數(shù)據(jù)采集技術(shù)不斷完善，在巖土工程勘察中具有較強(qiáng)的應(yīng)用前景。

3.2 數(shù)據(jù)建模技術(shù)

數(shù)據(jù)建模技術(shù)的應(yīng)用主要以BIM技術(shù)為主，這一建筑信息模型能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)信息的整合與匯總，進(jìn)而更加直觀的體現(xiàn)數(shù)據(jù)價(jià)值。BIN信息模型能夠借助數(shù)據(jù)信息構(gòu)建三維信息模型，且技術(shù)包含多維、協(xié)同、模擬等技術(shù)特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)巖土工程勘察設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)、施工單位等各方人員的協(xié)同工作，避免了信息孤島的存在，對(duì)提升數(shù)據(jù)分析效率與質(zhì)量具有重要價(jià)值。

利用BIM技術(shù)可以建立地質(zhì)信息模型，地質(zhì)信息模型能夠借助插值算法與巖土工程空間統(tǒng)計(jì)技術(shù)模擬出研究區(qū)域任意點(diǎn)的虛擬鉆孔土層情況，此種模擬技術(shù)能夠?qū)r土內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其規(guī)律進(jìn)行分析，且BIM技術(shù)能夠?qū)⒍S信息呈現(xiàn)出三維圖像，此類可視化技術(shù)在巖土工程勘察中的應(yīng)用，對(duì)創(chuàng)新傳統(tǒng)工作模式，提升勘查工作質(zhì)量及其數(shù)據(jù)分析精準(zhǔn)性意義明顯。因此各從業(yè)單位及相關(guān)管理部門，應(yīng)突破傳統(tǒng)的思維方式，通過BIM技術(shù)應(yīng)用促進(jìn)新技術(shù)與巖土工程勘察行業(yè)的有效融合[7]。

3.3 數(shù)據(jù)分析技術(shù)

各類信息化技術(shù)得應(yīng)用使得數(shù)據(jù)分析方式不斷創(chuàng)新，數(shù)據(jù)分析能夠?yàn)閹r土工程勘察提供數(shù)據(jù)支持，對(duì)專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)部問題的疏導(dǎo)具有重要機(jī)制。與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)分析方式來講，大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠在短時(shí)間內(nèi)對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與處理，數(shù)據(jù)價(jià)值的挖掘性更強(qiáng)。目前巖土工程中大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用還處于起步階段,巖土工程勘察成果既然屬于信息產(chǎn)品,也應(yīng)該向互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)的方向轉(zhuǎn)變思維。

大數(shù)據(jù)時(shí)代，巖土工程勘察數(shù)據(jù)信息的收集與整理能夠借助大數(shù)據(jù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析與價(jià)值研究。數(shù)據(jù)分析技術(shù)在巖土工程勘察信息中的應(yīng)用能夠更好對(duì)巖土工程數(shù)據(jù)勘察工作提供便利，作為信息化技術(shù)，借助計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)分析的自動(dòng)化特點(diǎn)，對(duì)此通過收集各類工程的勘察信息,運(yùn)用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)進(jìn)行相互比對(duì),可以多角度驗(yàn)證數(shù)據(jù)的可靠性,以便更好地把握巖土體的工程特性。

3.4 數(shù)據(jù)共享技術(shù)

巖土工程勘察工作結(jié)束后所取得的測(cè)繪數(shù)據(jù)不會(huì)出現(xiàn)改動(dòng)，因此數(shù)據(jù)價(jià)值較高。大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠借助計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。通過此類數(shù)據(jù)信息的共享，研究人員能夠高效的對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理與開發(fā)，是提升數(shù)據(jù)價(jià)值的主要途徑。

為保障巖土工程勘察數(shù)據(jù)的信息共享，工作人員應(yīng)當(dāng)切實(shí)保障數(shù)據(jù)質(zhì)量，在數(shù)據(jù)精準(zhǔn)性的前提下，實(shí)現(xiàn)巖土工程勘察數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建，進(jìn)而對(duì)內(nèi)部信息進(jìn)行整合。在對(duì)共享數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行建設(shè)的過程中，需要明確數(shù)據(jù)傳輸與利用標(biāo)準(zhǔn)，并對(duì)系統(tǒng)準(zhǔn)入性進(jìn)行規(guī)范，以在保障系統(tǒng)信息安全的同時(shí)逐漸消除企業(yè)、地域間的技術(shù)壁壘。

四、結(jié)束語(yǔ)

伴隨當(dāng)下現(xiàn)代化技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用，大數(shù)據(jù)技術(shù)在各領(lǐng)域中的應(yīng)用已十分成熟，作為技術(shù)化手段大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)提升工作效率、強(qiáng)化數(shù)據(jù)分析質(zhì)量意義明顯。巖土工程勘察主要是對(duì)工程地質(zhì)條件進(jìn)行的勘察，以對(duì)工程項(xiàng)目建設(shè)地質(zhì)信息進(jìn)行明確，進(jìn)而為工程施工提供數(shù)據(jù)。巖土工程勘察工作專業(yè)化程度較高，對(duì)現(xiàn)代化技術(shù)的需求明顯，這也是巖土工程勘察未來技術(shù)應(yīng)用的主要趨勢(shì)。