巖土工程信息技術(shù)及其工程應(yīng)用研究

劉發(fā)兵

（安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局313地質(zhì)隊，安徽 六安 237010）

巖土工程信息技術(shù)涉及大量的新型軟硬件聯(lián)合操作環(huán)節(jié)，經(jīng)過長時間核查研究，有關(guān)工作人員需加強巖土工程研究工作，增加和當代工程建設(shè)的聯(lián)系，只有加強巖土工程電子信息轉(zhuǎn)變和建設(shè)存在中的多種聯(lián)系，才有利于工作人員了解工程建設(shè)的主要脈絡(luò)。

1 巖土工程信息技術(shù)

1.1 協(xié)同設(shè)計技術(shù)

在電子信息技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)移動終端的幫助下，工程建設(shè)各階段均可以采用協(xié)同共享信息技術(shù)，實現(xiàn)對工程的全面了解，在此背景下，有關(guān)工作人員能夠根據(jù)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的搜集，在電子信息系統(tǒng)上統(tǒng)一建立模型，從而可以在前期加強對勘察設(shè)計環(huán)節(jié)的交流和溝通，此種方式有助于提升整體工作效率和后期質(zhì)量，確保任務(wù)的完成度不斷提高。協(xié)同設(shè)計技術(shù)在于通過模型的統(tǒng)一集成化處理，實現(xiàn)后期的資源共享。此類技術(shù)的應(yīng)用有助于加強建設(shè)前期規(guī)劃，在保證設(shè)計理念合理實現(xiàn)的同時，也能實現(xiàn)規(guī)劃模式上的創(chuàng)新。

1.2 BIM技術(shù)

BIM是建筑信息模型（Building Information Modeling）的縮寫，以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，集成了建筑工程項目各種相關(guān)信息的工程數(shù)據(jù)模型（如圖1）。BIM技術(shù)提供的全新建筑設(shè)計過程概念，參數(shù)化變更技術(shù)將幫助建筑設(shè)計師更有效的縮短設(shè)計時間，提高設(shè)計質(zhì)量，提高對客戶和合作者的響應(yīng)能力。并可以在任何時刻、任何位置、進行任何想要的修改，設(shè)計和圖紙繪始終保持協(xié)調(diào)，一致和完整。BIM技術(shù)主要是面向?qū)I(yè)標準的三維建立模型，在應(yīng)用此項技術(shù)的過程中，會加強工程建設(shè)管理的統(tǒng)一使用，不僅有利于實現(xiàn)通過二維空間向三維空間的轉(zhuǎn)換，還有利于明確建設(shè)信息的模型集成化，有助于在后期施工管理環(huán)節(jié)中通過協(xié)同合作的方式創(chuàng)建統(tǒng)一平臺，以便于實現(xiàn)對建筑工程的全流程管理。

圖1 BIM建筑信息模型

1.3 虛擬現(xiàn)實技術(shù)

虛擬現(xiàn)實技術(shù)往往是指通過前期調(diào)研人員的數(shù)據(jù)報告，在計算機系統(tǒng)上，通過建模的方式實現(xiàn)現(xiàn)實和虛擬場景的有效互動，一般情況下是通過外置接口設(shè)施，促使人們進入到虛擬的真實場景中，利用增加人們情感感受效果的方式，加強人們對建設(shè)設(shè)計的感受（如圖2）?，F(xiàn)階段隨著科學技術(shù)的不斷進步，虛擬現(xiàn)實技術(shù)發(fā)展前景較為理想，但在實際應(yīng)用過程中，還存在諸多阻礙，主要是由于技術(shù)保護性存在約束，導致后期價格消耗過高，使此項技術(shù)在發(fā)展過程和自身的優(yōu)勢受到了約束，難以實現(xiàn)大規(guī)模推廣。虛擬現(xiàn)實技術(shù)和以往的表現(xiàn)形式會存在本質(zhì)上的差距，所展現(xiàn)的效果更加靈活生動，方便利用沉浸式的感受，增加信息和數(shù)據(jù)流通的交互性。

圖2 虛擬現(xiàn)實技術(shù)

2 巖土工程信息技術(shù)工程應(yīng)用研究

2.1 巖土工程信息技術(shù)運用的重要性

巖土工程信息技術(shù)在建設(shè)期間主要會體現(xiàn)在工程管理環(huán)節(jié)，往往會面對較為復雜的內(nèi)容，在目前建筑施工過程中，會采用先進的管理設(shè)計規(guī)劃模式，通過對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的統(tǒng)一化采集整理，采用分層次管理的方式，積極應(yīng)對外界的約束條件，有助于促使工程能夠更加符合大眾的基本需求。在巖土工程中，信息技術(shù)的使用有利于實現(xiàn)對工程的全方位監(jiān)管，開展對信息系統(tǒng)化合理研究，從而提升巖土工程的施工效率和質(zhì)量。

2.2 巖土工程中信息技術(shù)的應(yīng)用

（1）管理信息系統(tǒng)。管理信息系統(tǒng)是最早使用在巖土工程領(lǐng)域的信息技術(shù)，此類信息系統(tǒng)使用較為成熟，能夠強化數(shù)據(jù)的一體化管理，可全面提升工程建設(shè)總體質(zhì)量和效率。但是在近幾年的使用過程中，隨著時間的延長，系統(tǒng)運行出現(xiàn)諸多弊端，主要在于此類信息管理技術(shù)的重點偏向工程檔案管理和數(shù)據(jù)庫規(guī)劃，以至于信息難以實現(xiàn)深層次的加工以及后期的處理，所以需要工作人員提供大量常規(guī)的信息檢索方式，增強統(tǒng)一分析功能。雖然此類系統(tǒng)信息管理在后期的環(huán)節(jié)中可增加專家輔助決策環(huán)節(jié)，但具體的后期運行質(zhì)量較為不明顯[2]。

（2）地理信息系統(tǒng)（GIS）。地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System, GIS）是以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，在計算機軟硬件支持下，對空間相關(guān)數(shù)據(jù)進行采集、管理、操作、分析、模擬和顯示，并采用地理模型分析方法，適時提供多種空間和動態(tài)的地理信息，為地理研究和地理決策服務(wù)而建立起來的計算機技術(shù)系統(tǒng)。建國以來，我國工程勘察一直以鉆探為主，常依據(jù)鉆探的“一孔之見”結(jié)合工程技術(shù)員的經(jīng)驗來加以推測，依靠勘探點的密度和深度來獲得勘探成果的廣度和精度。由于自然界的條件千變?nèi)f化，依賴這種手段獲取的信息往往有限，一些前期工作也顯得盲目和無序。通過大量的工程實踐，我們體會到，要想進一步提高工程勘察的質(zhì)量和效率，特別是當需要做岀宏觀決策時，大量與地理位置有關(guān)的數(shù)據(jù)是必不可少的。解決上述問題最好的方法是建立地理信息系統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)自上世紀80年代～90年代開始在我國大范圍應(yīng)用，在能源、城市規(guī)劃、遙感測量等領(lǐng)域應(yīng)用較早。隨著計算機及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及，在巖土工程中計算機技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)占有很大比例，在軟硬件具備的條件下，GIS作為具有很好兼容性的資源管理載體，巖土工程數(shù)據(jù)的引入是完全具備可行性的。

（3）三維巖土工程信息系統(tǒng)和項目信息門戶。三維巖土工程信息系統(tǒng)是采用計算機管理技術(shù)，實現(xiàn)對地質(zhì)模型的三維建設(shè)，其優(yōu)勢是能夠全面分析當前的空間數(shù)據(jù)，并實現(xiàn)對其的綜合性使用，在后期實現(xiàn)圖形可視化管理，明確其空間分布，通過對不同預測方式實現(xiàn)對地質(zhì)的全方位了解，其中會涉及到多處細節(jié)。與國外先進國家進行對比，國內(nèi)的三維巖土工程信息系統(tǒng)建設(shè)發(fā)展過程較晚，隨著近幾年設(shè)備的不斷進步，才逐步進入到對其的全面應(yīng)用，能夠依照前期的基礎(chǔ)理論，實現(xiàn)對后期實踐活動的深層次研究，但是隨著時間的發(fā)展，在后期的研究階段，有關(guān)工作人員發(fā)現(xiàn)此信息系統(tǒng)存在諸多弊端，主要集中在自身功能性較低，難以全面滿足巖土以及地下工程建設(shè)的基本需求。在項目信息門戶管理過程中，信息管理較為關(guān)鍵的技術(shù)是對建設(shè)環(huán)節(jié)中諸多設(shè)備和信息的數(shù)據(jù)采集，項目運行過程中對信息共享和統(tǒng)一化交流管理，現(xiàn)階段項目信息門戶的運營會完善工程內(nèi)部的協(xié)同作業(yè)管理。

3 完善巖土工程信息技術(shù)應(yīng)用的具體措施

3.1 提高巖土工程信息技術(shù)的適用效果

當代巖土工程運行期間，經(jīng)常會受到多種外部因素的干擾，其中主要由于外界的氣象因素和內(nèi)部影響，使工程建設(shè)質(zhì)量逐步降低。針對此類情況，就需要有關(guān)工作人員在巖土工程信息化運行期間，了解相對應(yīng)的參數(shù)功能，幫助工作人員在后期工程建設(shè)環(huán)節(jié)明確項目實際狀況，通過數(shù)據(jù)分析，實現(xiàn)工程建設(shè)的統(tǒng)一化管理。

3.2 強化巖土工程信息技術(shù)的多層次適用

巖土工程建設(shè)通常情況下會包含多個單位的集體施工，比如施工單位、設(shè)計單位以及后期監(jiān)管單位，在管理期間，巖土工程又會涉及多個細節(jié)，比如工程概預算、設(shè)備材料采購、現(xiàn)場地質(zhì)條件等。針對上述情況，可以采用多層次信息化管理技術(shù)的方式，將眾多工作實行分層管理，強化彼此的系統(tǒng)合作。

4 結(jié)論

綜上所述，巖土工程信息化能夠決定工程建設(shè)后期的質(zhì)量，合理規(guī)劃工程建設(shè)中存在的諸多細節(jié)，應(yīng)當加強信息化類技術(shù)的使用，強化具體的推廣工作，從而促進國內(nèi)巖土工程建設(shè)水平進一步提高。