巖土工程信息技術及其工程應用分析

宋戰(zhàn)旺，劉獻科

（1.河南省煤田地質(zhì)局物探測量隊，河南 鄭州 450000；2.河南省地質(zhì)物探工程技術研究中心，河南 鄭州 450000）

利用GIS技術和BIM技術可以更好地勘察巖土數(shù)據(jù)，通過研究地理數(shù)據(jù)，能夠根據(jù)地理信息系統(tǒng)構(gòu)建一個完整的三維模型，利用這個三維地理模型可以方便有關人員進行研究。巖土工程中運用到這項新型的技術，不僅能夠制定一個良好的巖土工程計劃，也可以將巖土工程以三維模型的方式展現(xiàn)出來，通過依靠數(shù)據(jù)化的轉(zhuǎn)換使相關工作人員可以更加清晰的了解巖土工程情況以及進展[1]。因此，在巖土工程信息化發(fā)展時通過利用科學的手段，能夠輔助相關工作人員更好的完成各項工作，通過與GIS技術和BIM技術緊密相連，并通過不斷地創(chuàng)新和發(fā)展新的技術，從而推動巖土工程信息技術的完善。

1 發(fā)展巖土工程信息技術的意義

當前階段的巖土工程信息技術的核心水平還不足，許多工作人員在巖土工程工作中并不會主動使用這些技術，從而無法有效的提高巖土工程質(zhì)量。但是，在這種情況下就更需要提高我國信息技術的應用能力，通過運用GIS技術、BIM技術以及虛擬現(xiàn)實技術等來彌補施工技術水平上的不足。因此，提高我國的巖土工程質(zhì)量就需要有關技術人員通過學習先進的技術經(jīng)驗并運用在工程項目中，從而提高技術人員的專業(yè)水平，使技術人員可以通過信息技術的運用提高工程質(zhì)量。在傳統(tǒng)的巖土工程信息收集過程中，傳統(tǒng)的技術手段總結(jié)得出的結(jié)果往往趕不上時間的變化，這也是因為這項傳統(tǒng)的信息收集技術是需要很長的時間去收集和篩選數(shù)學信息的，最終得到的數(shù)據(jù)也就無法跟上時間的變化[2]。因此，利用GIS等先進的技術可以有效解決數(shù)據(jù)信息時效性的問題，使得數(shù)據(jù)信息的準確性也得到了大大提高，使得這種先進的技術可以推動巖土工程行業(yè)的發(fā)展。

21世紀是信息技術迅速發(fā)展的時代，使得數(shù)據(jù)信息搖身變成了最有價值的一種東西，誰能夠掌握信息技術就可以掌握了發(fā)展的機遇。因此，巖土工程信息技術應運而生，使得巖土工程中三維模型的制作可以依靠信息技術得以實現(xiàn)，從而提高了巖土工程的質(zhì)量。這種信息技術的使用不僅可以完成成本核算、下級分包等各種各樣的任務，也可以對企業(yè)自身產(chǎn)生的數(shù)據(jù)并進行自我分析和自我研究，從而幫助企業(yè)實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。因此，在推廣巖土工程信息技術時首先要制定完整的體系，并通過對數(shù)據(jù)進行收集、分析和共享，使得數(shù)據(jù)的價值可以得到充分的發(fā)揮，也可以保證巖土工程科學運轉(zhuǎn)。

在工程預算控制的過程中，由于巖土工程的周期較長，且影響工程預算的因素又非常多，最終會加大了造價預算工作的難度。因此，巖土工程造價預算控制工作也需要利用先進的信息技術，只有充分利用先進的信息技術才能夠有效控制巖土工程的預算和成本，從而保障巖土工程的周期。在這種智能化的造價控制中，只有擴大造價數(shù)據(jù)的搜索面積并對各種數(shù)據(jù)進行相關的分析，才能夠提高數(shù)據(jù)的利用率，從而保障工程質(zhì)量，也能夠避免施工周期的延誤。

2 GIS技術的應用

（1）可以方便相關人員查詢地理數(shù)據(jù)信息。由于巖土層結(jié)構(gòu)較為復雜，所涉及的區(qū)域也非常廣泛，想要提高巖土工程的質(zhì)量就需要將三維GIS技術來建設地理信息系統(tǒng)，使相關人員可以在地理信息系統(tǒng)提高他們查詢各種數(shù)據(jù)的效率，而地理信息系統(tǒng)也可以為他們提供更詳細的情況，還能對每天的數(shù)據(jù)進行更新和存儲，從而簡化相關人員查詢數(shù)據(jù)的工作，也可以減少問題的出現(xiàn)。因此，三維GIS技術的應用不僅可以推動巖土工程信息技術的發(fā)展，使得地理環(huán)境中的各種信息數(shù)據(jù)以及地形情況都可以依靠這個系統(tǒng)進行展示，并通過三維空間的形式展現(xiàn)在人們面前，使他們可以更加直觀的進行了解和觀察，從而進行合理科學的構(gòu)建，為推動巖土工程信息化發(fā)展提供重要動力。通過將三維GIS技術應用在巖土工程中，使得相關人員能夠通過操作計算機就能方便的找到需要的數(shù)據(jù)和信息，不僅可以提高他們的工作效率，也可以保證巖土工程勘察、設計和施工環(huán)節(jié)的正常進行。

（2）可以給相關人員提供可視化的三維地理模型。三維GIS技術具備的一個重要特點就是可以將三維地理模型可視化，通過運用三維建模技術和信息技術，能夠在計算機上將三維地理模型構(gòu)建出來，通過提高畫面的清晰程度以及逼真程度，使工作人員可以更加清楚的了解地理的構(gòu)造，使他們可以獲得更直觀的地理數(shù)據(jù)。因此，提高三維GIS的技術水平，使得三維GIS技術能夠更好的融入巖土工程中，可以為關注人員提供更多的地理信息數(shù)據(jù)，從而減少問題的出現(xiàn)。三維模型的制作離不開數(shù)據(jù)庫提供的豐富數(shù)據(jù)，需要提供更加準確和清晰的數(shù)據(jù)，使得地理信息系統(tǒng)可以更加完善，不僅可以幫助工作人員解決很多的問題，也可以推動巖土工程信息化的發(fā)展。如圖1，在三維巖土模型圖的構(gòu)建中，需要相關工作人員根據(jù)三維可視化的巖土層結(jié)構(gòu)預測地層變形等情況，并通過提高畫面的清晰度，使得模型的建立更加的準確和逼真，也能夠給施工工作提供安全保障。因此，利用三維可視化技術不僅能夠提高畫面的質(zhì)感，也可以增強三維模型的清晰度，使相關人員可以在三維模型的觀察中通過分析數(shù)據(jù)來提高施工質(zhì)量。在進行巖土工程的模型繪圖的時候一定要根據(jù)實際的情況進行繪制，需要通過勘測地理數(shù)據(jù)并依靠數(shù)據(jù)庫和三維可視化技術來完善三維模型，這樣就能使得巖土工程中的地理結(jié)構(gòu)的構(gòu)建更加完整和層次分明。在構(gòu)建場景時，需要讓每個場景都具備一定的層次感，使得我們在處理問題時可以有針對性的進行，也可以減少錯誤的出現(xiàn)，提高巖土工程信息化發(fā)展的質(zhì)量。另外，三維可視化技術還需要不斷地提高，在巖土工程信息技術中，三維GIS技術占有不可缺少的位置。

（3）如何將GIS技術運用在巖土工程中。巖土工程是離不開信息技術的應用，需要利用信息技術并在計算機上繪制出相應的地理數(shù)據(jù)模型，使工作人員可以對該工程的地理環(huán)境有了更加充分的了解，也可以依據(jù)三維數(shù)據(jù)模型提高巖土工程的質(zhì)量，不僅可以為工作人員提供更多有用的信息，從而提高建設的水平。在實際應用中，三維GIS技術需要其他技術的共同支持才能夠有效提高三維空間數(shù)據(jù)模型的效果，也能夠提高數(shù)據(jù)的存儲速率。由于相關人員對巖土結(jié)構(gòu)情況并不是特別了解，需要提高構(gòu)建三維空間數(shù)據(jù)模型模擬和構(gòu)建巖土結(jié)構(gòu)，并使得這種巖土結(jié)構(gòu)可以呈現(xiàn)出三維模型的立體形態(tài)，從而根據(jù)各種數(shù)據(jù)開展巖土工程建設。在這種模型中的運用中，不僅可以提高工程質(zhì)量，也可以將三維GIS技術進行有效應用，使得這項技術能夠?qū)r土工程信息技術的發(fā)展做出更重要的貢獻。巖土工程信息技術的運用是為了提高我國巖土工作的施工質(zhì)量，在我國石油的勘探以及開發(fā)等方面應用十分廣泛，通過三維模型不僅可以將地理信息以及可視化技術向關聯(lián)，也可以將巖土工程建設需要的信息進行收集，并根據(jù)各項數(shù)據(jù)的分析顯示和三維模型的建立不斷地優(yōu)化工程質(zhì)量。因此，將三維GIS技術與巖土工程緊密相連，通過三維GIS技術的應用給工作人員提供直觀清晰的三維模型，并使他們能夠科學合理的規(guī)劃工程施工方案，從而提高巖土工程質(zhì)量，推動巖土工程信息化的發(fā)展。

3 BIM技術的應用

（1）BIM技術應用在巖土工程中的好處。首先，BIM技術在巖土工程當中具有很好的實用性，不僅在巖土工程的設計和施工中都會運用到這項技術，也可以給巖土工程信息化的發(fā)展提供重要幫助。通過這項技術的應用，可以將巖土工程中地理結(jié)構(gòu)以三維的形式展現(xiàn)出來，使得相關工作人員在工作當中可以更加清晰的了解施工情況以及進展。BIM技術主要是一種建筑信息模擬的技術，這項技術可以有效運用在巖土工程地質(zhì)模型的繪制中。首先，需要將整個工程所涉及的地區(qū)的地理相關的所有信息和數(shù)據(jù)收集起來，然后對所有收集到的相關信息進行整合，并對整體數(shù)據(jù)進行整合和分析，從而明確工程當中所有的地理屬性。其次，需要考慮到地質(zhì)模型繪制過程中存在的問題，不僅需要保證數(shù)據(jù)的有效性，也要保證該技術可以進行有效的管控，并且能夠達到地質(zhì)模型繪制所需的數(shù)據(jù)信息。最后，將所有的地理數(shù)據(jù)通過BIM技術轉(zhuǎn)化成三維模型并展現(xiàn)出來，使得相關人員可以更加清晰的發(fā)現(xiàn)整個模型中存在的不足和需要修改的地方，為之后的施工提供便利。

（2）BIM技術應用在建模工作中。BIM技術的應用在三維巖土建模過程需要嚴格的按照操作標準和相關步驟進行使用，首先需要分析該區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)的條件并將數(shù)據(jù)進行整理，在建模準備工作中也需要對不同的數(shù)據(jù)和信息進行分類，從而提高模型的準確性。另外，在建模工作中要盡可能的去采用BIM技術，在這項技術的運用中需要將重點放在三維模型與實際情況的數(shù)據(jù)相似度上，只有將真實的數(shù)據(jù)信息運用在建模中才能夠充分的發(fā)揮這項技術的意義。最后，建模初期也要充分分析地理數(shù)據(jù)信息，然后再展開模型的建立，并且在視圖上需要將所有需要注意的點都標記出來。

4 結(jié)語

總而言之，GIS和BIM等技術運用在巖土工程中是非常有意義的，對于我國的巖土工程行業(yè)有著非常大的推進作用，也可以有效的提高我國巖土工程質(zhì)量。因此，相關人員需要積極學習這些先進技術，并在實際的工作中運用這些技術，從了加快巖土工程行業(yè)的發(fā)展速度，也能夠推動巖土工程信息化的發(fā)展。