基于GIS技術(shù)的工程地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)構(gòu)建及治理分析

秦 蕾

（黑龍江省生態(tài)地質(zhì)調(diào)查研究總院，黑龍江 哈爾濱 150030）

GIS技術(shù)作為當(dāng)下工程地質(zhì)勘察工作中應(yīng)用較為廣泛的技術(shù)，在輔助相關(guān)人員開展工程地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測或勘查中發(fā)揮了十分重要的作用。隨著目前社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，城市內(nèi)一些交通、工業(yè)、水力電力等行業(yè)建設(shè)速度加快，造成市場內(nèi)相關(guān)工程地質(zhì)環(huán)境的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出逐年遞增的趨勢[1]。如何高效的管理市場內(nèi)大批量的工程地質(zhì)數(shù)據(jù)、提高工程地質(zhì)資料的利用程度，成為有關(guān)地質(zhì)環(huán)境工作者的重點(diǎn)研究問題。結(jié)合目前GIS技術(shù)的不斷優(yōu)化，一方面為上述提出的問題提供了良好的基礎(chǔ)支撐，另一方面，為工程地質(zhì)工作的開展或后續(xù)環(huán)境治理提出正確方向。由于目前市場內(nèi)相關(guān)工程地質(zhì)環(huán)境的研究相對較少，因此，下述將基于GIS技術(shù)，開展工程地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)構(gòu)建及治理分析的研究，為工程地質(zhì)環(huán)境工作的發(fā)展提供廣闊的發(fā)展空間。

1 基于GIS技術(shù)的工程地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

結(jié)合GIS技術(shù)在工程地質(zhì)環(huán)境中的應(yīng)用，首先進(jìn)行基于GIS技術(shù)的工程地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)整體框架設(shè)計(jì)[2]。框架結(jié)構(gòu)如下圖1所示。

圖1 工程地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)框架

如上述圖1所示，為基于GIS技術(shù)的工程地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)框架，及GIS技術(shù)作為系統(tǒng)開發(fā)的平臺，采用多層C/S架構(gòu)的方式對系統(tǒng)進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)。整體系統(tǒng)由多臺客戶端服務(wù)設(shè)備構(gòu)成，配套使用2012 Microsoft Windows 操作系統(tǒng)，多臺客戶端設(shè)備的存儲空間為16G，內(nèi)部可運(yùn)行空間為256kb，基于數(shù)據(jù)信息量較大的特點(diǎn)，增設(shè)外部256硬盤設(shè)備，由于C/S框架結(jié)構(gòu)相對嚴(yán)謹(jǐn)，因此可在系統(tǒng)運(yùn)行中為登陸者提供相對安全的進(jìn)入端口。由相關(guān)網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備將外設(shè)硬盤與軟件之間進(jìn)行連接，為了使資源的傳輸可以直接轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)移。

2 基于GIS技術(shù)的工程地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

結(jié)合上述設(shè)計(jì)的系統(tǒng)硬件運(yùn)行設(shè)備，下述將從工程地質(zhì)環(huán)境數(shù)據(jù)獲取、建立圖形數(shù)據(jù)域?qū)傩詳?shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)信息、工程地質(zhì)GIS層次評價3個方面，基于GIS技術(shù)，開展工程地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)。

2.1 工程地質(zhì)環(huán)境數(shù)據(jù)獲取

首先，采用多種圖像收集設(shè)備進(jìn)行空間匯總多種實(shí)體空間分布情況的獲取，采用三維建模的方式，將信息數(shù)據(jù)呈現(xiàn)在對應(yīng)的數(shù)據(jù)顯示設(shè)備上。其中圖像信息主要包含工程區(qū)域圖像、多層地質(zhì)環(huán)境圖像、水文地質(zhì)概況、工程范圍內(nèi)巖性特征等。其次，分析收集數(shù)據(jù)的基本屬性，包括收集數(shù)據(jù)的圖像信息、接收端特征數(shù)據(jù)等。最后按照國家標(biāo)準(zhǔn)的建模方式，生成對應(yīng)的工程地質(zhì)環(huán)境三維立體圖像，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集合單位面積的分?jǐn)?，確保圖像的多層數(shù)據(jù)標(biāo)注，滿足基于GIS的工程地質(zhì)環(huán)境數(shù)據(jù)的獲取。

2.2 建立圖形數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)信息

基于上述獲取的工程地質(zhì)環(huán)境數(shù)據(jù)，下述將采用建立圖形數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)信息的方式，掌握工程地質(zhì)的實(shí)時概況，為后續(xù)的環(huán)境治理分析提供正確的指導(dǎo)方向。首先，分析上述建立的圖像及收集的特征信息之間的關(guān)鍵特征，統(tǒng)一相同工程地質(zhì)環(huán)境中的標(biāo)注，將描述相同信息的對象數(shù)據(jù)賦予相同標(biāo)注號。

其次，使用程序化的程序語言，對上述建立的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行對應(yīng)屬性數(shù)據(jù)的查詢，結(jié)合GIS技術(shù)收集的地球信息數(shù)據(jù)，將兩者之間進(jìn)行有機(jī)的對比，或直接查找具有相同標(biāo)注信息的數(shù)據(jù)組，建立多個數(shù)據(jù)組之間的聯(lián)系，構(gòu)建多者之間的聯(lián)系信息，實(shí)現(xiàn)基于GIS數(shù)據(jù)組之間關(guān)系的建立。

2.3 工程地質(zhì)GIS層次評價

基于上述建立的關(guān)聯(lián)信息，下述將基于GIS實(shí)現(xiàn)工程地質(zhì)環(huán)境的層次評價。首先，根據(jù)上述提取的工程地質(zhì)環(huán)境特征及對應(yīng)的三維地質(zhì)圖像，將地質(zhì)環(huán)境按照整體概況、地理分布情況，設(shè)計(jì)對應(yīng)的環(huán)境評價指標(biāo)，結(jié)合C#計(jì)算機(jī)語言在環(huán)境評價中的應(yīng)用，對上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合性評估。其次，采用簡單配對的方式分析環(huán)境中的多種特征信息之間存在的某種映射關(guān)系，結(jié)合聚類算法公式對工程地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行評價，結(jié)合最后的結(jié)果，采用GIS數(shù)據(jù)分析技術(shù)，實(shí)現(xiàn)基于GIS技術(shù)的工程地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)的構(gòu)建，為后續(xù)環(huán)境治理提出對應(yīng)的解決策略。

3 實(shí)驗(yàn)論證分析

以下將采用設(shè)計(jì)對比實(shí)驗(yàn)的方式驗(yàn)證本文設(shè)計(jì)的基于GIS技術(shù)的工程地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過程中具有一定的實(shí)用性。為了確保實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，首先采用傳統(tǒng)的工程地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)對指定工程地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行勘測，收集測繪圖像，將圖像轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)，分析設(shè)計(jì)圖像與原始圖像兩者之間的同向關(guān)系，設(shè)定該組數(shù)據(jù)為對照組。其次，采用本文設(shè)計(jì)的基于GIS技術(shù)的工程地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)進(jìn)行上述相同步驟的操作，記為實(shí)驗(yàn)組。收集6組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理成表格，如下表1所示。

表1 同向率對比/%

上述表1為兩種系統(tǒng)與原始圖像的同向關(guān)系。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果及實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，可得出最終結(jié)論：本文設(shè)計(jì)的基于GIS技術(shù)的工程地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過程中可以有效的提高收集圖像與原始圖像之間的同向關(guān)系，為工程地質(zhì)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展提供更加廣闊的發(fā)展空間。

4 結(jié)束語

文章從工程地質(zhì)環(huán)境數(shù)據(jù)獲取、建立圖形數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)信息、工程地質(zhì)GIS層次評價3個方面，開展了基于GIS技術(shù)的工程地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)構(gòu)建的研究。最后采用對比試驗(yàn)的方式驗(yàn)證了本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中具有一定的可行性，因此在后期的發(fā)展中，應(yīng)加大該系統(tǒng)在工程地質(zhì)環(huán)境測繪中的應(yīng)用。