數(shù)字化勘察技術(shù)在巖土工程中的應(yīng)用

張 鵬

（中南勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，湖北 武漢 430074）

巖土工程勘察是工程建設(shè)中的重要環(huán)節(jié)，對(duì)于掌握工程建設(shè)地的地質(zhì)環(huán)境，避免盲目建設(shè)具有重要指導(dǎo)作用，是工程建設(shè)質(zhì)量與效率的根本保障。因此，不斷豐富并提高巖土工程勘察技術(shù)具有重要現(xiàn)實(shí)意義。現(xiàn)階段，隨著數(shù)字化技術(shù)快速發(fā)展，數(shù)字化勘察技術(shù)極大的豐富了工程勘察技術(shù)內(nèi)涵，有效提高勘察作業(yè)的技術(shù)含量，同時(shí)借助先進(jìn)的數(shù)字化技術(shù)優(yōu)勢(shì)，還能夠進(jìn)一步提升工程建設(shè)相關(guān)作業(yè)制定與實(shí)施的科學(xué)性，從而完善巖土工程勘察發(fā)展的長(zhǎng)效機(jī)制。當(dāng)前，巖土工程數(shù)字化勘察技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。鑒于此，深入分析探討數(shù)字化勘察技術(shù)在巖土工程中的應(yīng)用，通過(guò)簡(jiǎn)單梳理數(shù)字化勘察技術(shù)相關(guān)內(nèi)容及方法，為巖土工程勘察中實(shí)際應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)提供有效參考[1]。

1 巖土工程勘察

巖土工程勘察活動(dòng)是根據(jù)工程建設(shè)要求，對(duì)建設(shè)場(chǎng)地地質(zhì)條件、環(huán)境特征、巖土工程條件進(jìn)行勘察，并通過(guò)編制相關(guān)文件，為工程建設(shè)過(guò)程中的設(shè)計(jì)、施工提供指導(dǎo)與依據(jù)的重要環(huán)節(jié)，其服務(wù)貫穿于工程建設(shè)的全過(guò)程，巖土工程勘察結(jié)果的重要性不言而喻。為有效提高巖土工程勘察作業(yè)質(zhì)量與效率，在實(shí)際工作中，需要做好以下幾項(xiàng)工作。首先，建立健全巖土工程勘察工作機(jī)制，提高工作方式、技術(shù)方法等要素的有效配合，提高勘察效果，為工程建設(shè)相關(guān)作業(yè)的開(kāi)展提供科學(xué)指導(dǎo)。其次，提高相關(guān)工作人員的專(zhuān)業(yè)能力與綜合素質(zhì)，及時(shí)更新勘察設(shè)備，并充分發(fā)揮其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，豐富巖土工程勘察的技術(shù)內(nèi)涵，確?？辈旖Y(jié)果的準(zhǔn)確性，提高勘察成果的利用價(jià)值，從而為巖土工程勘察事業(yè)的發(fā)展提供重要保障。最后，加強(qiáng)對(duì)先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，通過(guò)深入推進(jìn)數(shù)字化技術(shù)在工程勘察領(lǐng)域的應(yīng)用，有效提高勘察結(jié)果的可靠性[2-5]。

2 傳統(tǒng)巖土工程勘察技術(shù)中存在的不足

隨著現(xiàn)代工程建設(shè)對(duì)質(zhì)量與效率的要求不斷提升，傳統(tǒng)的巖土工程勘察技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中存在明顯的不足，很大程度上制約了工程建設(shè)發(fā)展。通過(guò)分析傳統(tǒng)巖土工程勘察技術(shù)中存在的不足，能夠?yàn)樘岣吖ぷ鏖_(kāi)展有效性提供指導(dǎo)。

2.1 勘測(cè)資料嚴(yán)重地質(zhì)化

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，巖土工程勘察技術(shù)也實(shí)現(xiàn)了快速發(fā)展。在實(shí)際勘察過(guò)程中，一些巖土工程勘察相關(guān)單位采用設(shè)備較為陳舊落后，相關(guān)勘察技術(shù)資料存在較為顯著的地質(zhì)性特征，同時(shí)設(shè)計(jì)工作與勘察工作相互分離，從而造成工程勘察水平降低，隨之導(dǎo)致巖土工程勘察技術(shù)含量有所下降。此外，由于勘察資料具有非常強(qiáng)的地質(zhì)性，并且不夠豐富等原因，也會(huì)在一定程度上降低巖土工程勘察成果的應(yīng)用價(jià)值，影響勘察工作的質(zhì)量，不利于勘察技術(shù)的進(jìn)一步提升。

2.2 地形圖與設(shè)計(jì)系統(tǒng)間缺乏連通性

在進(jìn)行巖土工程勘察過(guò)程中，地形圖發(fā)揮著重要作用，對(duì)于提高工作內(nèi)涵的豐富性，提升勘察工作實(shí)施的高效性具有重要作用。然而在實(shí)際工作中，一些巖土工程的設(shè)計(jì)系統(tǒng)與地形圖之間缺乏有效的連通性，導(dǎo)致其作用發(fā)揮不明顯、不充分，影響勘察效果，不利于工程建設(shè)的順利推進(jìn)。具體來(lái)說(shuō)，一來(lái)，傳統(tǒng)的巖土工程勘察技術(shù)自身在應(yīng)用中就存在不足，勘察數(shù)據(jù)獲得的準(zhǔn)確性不高，不能有效保障勘察工作質(zhì)量，最終導(dǎo)致地形圖與設(shè)計(jì)系統(tǒng)的連通不能實(shí)現(xiàn)有效對(duì)接，影響地形圖應(yīng)用作用，導(dǎo)致設(shè)計(jì)效果較差，降低勘察精度。二來(lái)，如果地形圖不能與設(shè)計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行有效的對(duì)接連通，則會(huì)直接導(dǎo)致勘察技術(shù)資料的利用率不高，不能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)系統(tǒng)科學(xué)應(yīng)用的要求，從而間接的降低了巖土工程勘察的質(zhì)量與效率。

2.3 數(shù)字化勘察技術(shù)應(yīng)用水平較低

傳統(tǒng)的巖土工程勘察技術(shù)對(duì)于數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用水平不高，數(shù)字化程度較低，導(dǎo)致其實(shí)際勘察結(jié)果的應(yīng)用價(jià)值不高，勘察精度難以達(dá)到工程建設(shè)要求，勘察作業(yè)完成效果不佳。具體來(lái)說(shuō)，第一，巖土工程勘察單位在實(shí)際工作過(guò)程中，在進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中，往往采用數(shù)據(jù)表格或技術(shù)圖紙形式，其技術(shù)含量較低，不能真正發(fā)揮數(shù)字化技術(shù)水平的有效作用。第二，受限于數(shù)字化勘察技術(shù)應(yīng)用水平不高，其在相關(guān)數(shù)據(jù)信息的處理中，以及勘察精度要求等方面的考慮不夠全面，在勘察作業(yè)中不能有效突出數(shù)字化特點(diǎn)，降低了勘察工作水平。

3 巖土工程勘察數(shù)字化概述

3.1 巖土工程勘察數(shù)字化

巖土工程勘察數(shù)字化，是根據(jù)工程建設(shè)對(duì)地質(zhì)條件、環(huán)境特征等信息的實(shí)際要求，借助計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)工程建設(shè)所在地的地質(zhì)環(huán)境特征、巖土工程條件等內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)的勘察、分析、評(píng)價(jià)等，并根據(jù)勘察結(jié)果編制勘察作業(yè)文件。隨著現(xiàn)代工程建設(shè)對(duì)工程質(zhì)量和工程建設(shè)效率的要求不斷提升，從而對(duì)工程建設(shè)相關(guān)技術(shù)的要求越來(lái)越高，要求其技術(shù)指導(dǎo)具有更高的針對(duì)性與科學(xué)性?，F(xiàn)階段，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)在巖土工程勘察中的應(yīng)用，已經(jīng)成為推動(dòng)工程勘察事業(yè)發(fā)展的重要途徑，也是對(duì)其工作實(shí)施信息科學(xué)技術(shù)改良的大趨勢(shì)。實(shí)現(xiàn)巖土工程勘察數(shù)字化，有效提高其技術(shù)水平，降低了勘測(cè)難度，并為實(shí)施大規(guī)?？睖y(cè)作業(yè)提供條件保障。圖1顯示了巖土工程勘察數(shù)字化的系統(tǒng)構(gòu)成。

圖1 巖土工程勘察數(shù)字化系統(tǒng)構(gòu)成圖

3.2 巖土工程勘察數(shù)字化特征

巖土工程勘察數(shù)字化實(shí)際應(yīng)用中，呈現(xiàn)出動(dòng)態(tài)性、安全性、集群性特征。具體特征表現(xiàn)為：動(dòng)態(tài)性，通過(guò)對(duì)定向監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)勘察作業(yè)的動(dòng)態(tài)監(jiān)控，并且實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜谈?，以便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)作業(yè)過(guò)程中存在的隱患問(wèn)題；安全性，在實(shí)施動(dòng)態(tài)監(jiān)控的同時(shí)，通過(guò)設(shè)置靜態(tài)監(jiān)測(cè)程序，可以對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施靜態(tài)監(jiān)控，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)與靜態(tài)監(jiān)控相結(jié)合，全面監(jiān)測(cè)安全隱患，提高安全性。集群性，借助集群化控制技術(shù)，對(duì)多功能模式進(jìn)行有效的處理，以為巖土工程勘察工作的開(kāi)展提供便利，降低工作難度。

3.3 巖土工程勘察數(shù)字化技術(shù)系統(tǒng)

該技術(shù)系統(tǒng)主要包括三個(gè)子系統(tǒng)，具體為感應(yīng)系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)、存儲(chǔ)系統(tǒng)。

感應(yīng)系統(tǒng)：感應(yīng)系統(tǒng)中，通過(guò)電子感應(yīng)器控制系統(tǒng)，完成對(duì)感應(yīng)器工作范圍之內(nèi)的相應(yīng)調(diào)解，并利用職能感應(yīng)，執(zhí)行相應(yīng)的操作指令，從而完成控制工作。

傳輸系統(tǒng)：通常情況下，數(shù)字化系統(tǒng)中傳輸系統(tǒng)是首段技術(shù)系統(tǒng)，以提高信號(hào)傳輸?shù)谋憷?。巖土工程勘察數(shù)字化技術(shù)要求具有較高質(zhì)量的通信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，傳輸系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠有效保障遠(yuǎn)程信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，提高通信網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。

存儲(chǔ)系統(tǒng)：在巖土工程實(shí)際勘察作業(yè)中，不同地區(qū)、不同類(lèi)型的地質(zhì)數(shù)據(jù)需要進(jìn)行嚴(yán)格的分類(lèi)存儲(chǔ)，以確保資料的豐富有效性，為后期相關(guān)研究提供數(shù)據(jù)支持。因此，需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)模型處理，以提高數(shù)據(jù)使用效率。這就對(duì)存儲(chǔ)信息與地質(zhì)數(shù)據(jù)的條理性提出了更高的要求，信息內(nèi)容的詳實(shí)與質(zhì)量直接關(guān)系到數(shù)據(jù)處理后對(duì)真是狀況的反應(yīng)，具有價(jià)值的數(shù)據(jù)信息會(huì)保存在存儲(chǔ)系統(tǒng)中，從而為數(shù)字化處理系統(tǒng)提供工程地質(zhì)條件與環(huán)境特征、土石結(jié)構(gòu)等真是可靠的信息資料，進(jìn)一步完善勘察數(shù)字化技術(shù)體系。

4 數(shù)字化勘察技術(shù)在巖土工程中的應(yīng)用

針對(duì)傳統(tǒng)巖土工程勘察技術(shù)存在的不足，進(jìn)一步提高勘察作業(yè)質(zhì)量與效率，為工程建設(shè)順利實(shí)施提供保障，則需要深入探討數(shù)字化勘察技術(shù)在巖土工程中的應(yīng)用。

4.1 數(shù)字表面模型技術(shù)

在巖土工程數(shù)字化勘察技術(shù)中，以相應(yīng)的理論知識(shí)為支撐，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)字表面模型技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)⑾嗤瑢傩缘狞c(diǎn)位按照規(guī)格建立連接，從而形成一個(gè)網(wǎng)狀曲面片，實(shí)現(xiàn)抽象化的數(shù)據(jù)信息向形象化的具體圖形的轉(zhuǎn)變，將某一區(qū)域的地質(zhì)情況更加清晰的展現(xiàn)出來(lái)，有效豐富了勘察技術(shù)手段。與此同時(shí)，通過(guò)數(shù)字表面模型技術(shù)的應(yīng)用，還可以通過(guò)良好的數(shù)據(jù)處理方式，進(jìn)一步提升勘察精確度，從而提高勘察結(jié)果的準(zhǔn)確性，并且增強(qiáng)勘察工作的數(shù)字化程度，深化勘察數(shù)字化技術(shù)水平?；诖耍趲r土工程數(shù)字化勘察技術(shù)應(yīng)用中，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)數(shù)字表面模型技術(shù)的應(yīng)用。

4.2 地形建模技術(shù)

在巖土工程勘察中，應(yīng)用地形建模技術(shù)，能夠?qū)θS地形狀況有更深入的了解，并且豐富勘察技術(shù)內(nèi)涵，提高勘察技術(shù)手段的有效性。具體來(lái)說(shuō)，首先，地形建模技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)Λ@得的豐富的數(shù)據(jù)信息資源進(jìn)行高效的應(yīng)用整合，并且通過(guò)對(duì)巖土工程勘察區(qū)域三維地形狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，有效保證了勘察成果的應(yīng)用價(jià)值最大化，確保適應(yīng)勘察區(qū)域具體情況及勘察要求，充分體現(xiàn)出巖土工程數(shù)字化勘察技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值，提高勘察作業(yè)完成的質(zhì)量與效率。其次，地形建模技術(shù)的應(yīng)用，也可以有效提高正射影像圖變換的科學(xué)性，同時(shí)通過(guò)PS軟件進(jìn)行調(diào)色處理，能夠獲得三維圖像底圖，保證巖土工程勘察保持良好的狀況。此外，還可以保證勘察技術(shù)水平的發(fā)展保持在較高的層面。總之，在巖土工程數(shù)字化勘察技術(shù)的應(yīng)用中，引入并科學(xué)應(yīng)用地形建模技術(shù)，能夠保障勘察作業(yè)質(zhì)量與效率，同時(shí)對(duì)未來(lái)勘察事業(yè)的發(fā)展具有重要促進(jìn)作用[6]。

4.3 數(shù)據(jù)庫(kù)概念模型技術(shù)

數(shù)據(jù)庫(kù)概念模型技術(shù)引入巖土工程數(shù)字化勘察技術(shù)，是提高對(duì)海量數(shù)據(jù)信息處理及利用效率，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)字化系統(tǒng)全面科學(xué)應(yīng)用的重要途徑。應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)概念模型技術(shù)，應(yīng)當(dāng)做到以下幾點(diǎn)：首先，根據(jù)巖土工程勘察中，對(duì)數(shù)據(jù)信息處理的實(shí)際要求，在充分考慮數(shù)字化技術(shù)功能特性及其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，有效提升數(shù)據(jù)庫(kù)概念模型技術(shù)的利用率，從而為工程勘察作業(yè)的實(shí)際是時(shí)候提供技術(shù)保障，有效降低問(wèn)題發(fā)生率。其次，借助數(shù)據(jù)庫(kù)概念模型技術(shù)，未進(jìn)一步優(yōu)化巖土工程勘察作業(yè)提供有效的數(shù)據(jù)參考，從而提高勘察數(shù)字化程度，提高數(shù)據(jù)處理效率。

5 結(jié)語(yǔ)

總而言之，在巖土工程勘察過(guò)程中，加強(qiáng)對(duì)數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用，極大的提升了勘察質(zhì)量與效率，提高勘察結(jié)果的應(yīng)用價(jià)值，為巖土工程建設(shè)順利實(shí)施提供技術(shù)保障。因此，巖土工程數(shù)字化勘察技術(shù)的應(yīng)用，應(yīng)當(dāng)作為未來(lái)工程勘察水平的提升，以及勘察方式優(yōu)化的主要方向，不斷提高工程勘察數(shù)字化程度，從而實(shí)現(xiàn)科學(xué)合理的開(kāi)展巖土工程勘察工作，豐富勘察技術(shù)手段，為工程建設(shè)奠定基礎(chǔ)。