積極推動(dòng)數(shù)字工程勘察技術(shù)創(chuàng)新 努力打造工程勘察新質(zhì)生產(chǎn)力

對(duì)話

黃河勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司 巖土工程事業(yè)部地質(zhì)院院長(zhǎng)王泉偉

近年來(lái)，在數(shù)字化轉(zhuǎn)型的大潮中，黃河勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司巖土工程事業(yè)部地質(zhì)院（以下簡(jiǎn)稱地質(zhì)院）以“革新工程勘察手段、促進(jìn)行業(yè)技術(shù)發(fā)展”為目標(biāo)，憑借自身專業(yè)優(yōu)勢(shì)，利用3S、多源數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)庫(kù)、計(jì)算機(jī)等信息技術(shù)，積極推動(dòng)工程勘察數(shù)字采集及應(yīng)用系統(tǒng)研發(fā)工作，努力打造集數(shù)字化采集、集成化管理、協(xié)同化應(yīng)用、可視化表達(dá)于一體的空地融合數(shù)字工程勘察研發(fā)與應(yīng)用技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)了從單一功能的野外數(shù)字采集系統(tǒng)，到全鏈路的空地融合數(shù)字工程勘察技術(shù)體系建設(shè)，促進(jìn)了工程勘察作業(yè)模式實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍，有力地服務(wù)了國(guó)家重大水利工程建設(shè)。

本期讓我們對(duì)話地質(zhì)院院長(zhǎng)王泉偉，深度了解工程勘察數(shù)字采集及應(yīng)用系統(tǒng)，解讀該系統(tǒng)探索發(fā)展的奮斗歷程。

問(wèn)：請(qǐng)您介紹一下什么是數(shù)字工程勘察及其現(xiàn)狀如何？

王泉偉：數(shù)字工程勘察是利用數(shù)字化手段輔助提升勘察工作效率、工作質(zhì)量的方式。進(jìn)入21世紀(jì)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，社會(huì)發(fā)展進(jìn)入信息科技時(shí)代，各行各業(yè)開始朝著數(shù)字化的方向發(fā)展，促使大批的高新技術(shù)逐步取代傳統(tǒng)技術(shù)。我們從2013年自主研發(fā)的工程勘察數(shù)字采集及應(yīng)用系統(tǒng)起步，到目前搭建完成的集數(shù)字化采集、集成化管理、協(xié)同化應(yīng)用、可視化表達(dá)于一體的數(shù)字工程勘察平臺(tái)，基本實(shí)現(xiàn)了工程勘察信息全生產(chǎn)鏈條的數(shù)字化?？梢哉f(shuō)，巖土工程勘察方法的改進(jìn)和勘察數(shù)字化技術(shù)的推廣應(yīng)用，是時(shí)代推動(dòng)的產(chǎn)物，是必然的發(fā)展過(guò)程。

問(wèn)：研發(fā)工程勘察數(shù)字采集及應(yīng)用系統(tǒng)的意義是什么？

王泉偉：工程地質(zhì)勘察是保障工程建設(shè)順利實(shí)施的重要基礎(chǔ)，全面、準(zhǔn)確、快捷地采集和處理各類工程勘察信息，分析評(píng)價(jià)主要工程地質(zhì)問(wèn)題，提出合理的工程處理措施，是工程勘察的主要任務(wù)。

提起野外地質(zhì)勘察，傳統(tǒng)工作方式均無(wú)法離開錘子、羅盤、放大鏡“老三件”及GPS、紙質(zhì)地圖、鉛筆、記錄本、照相機(jī)等野外工作的必要裝備，工作過(guò)程中，地質(zhì)工程技術(shù)人員將所有信息記錄在紙質(zhì)媒介上，回到室內(nèi)先進(jìn)行原始記錄的數(shù)字化整理，然后才進(jìn)行其他方面的工作，重復(fù)性、低水平工作耗費(fèi)了大量的人力、物力。

工程勘察數(shù)字采集及管理應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了外業(yè)只需一部智能手機(jī)定位功能與工程地圖實(shí)時(shí)關(guān)聯(lián)，并進(jìn)行文字描述、照片、素描圖等地質(zhì)測(cè)繪、勘探等勘察信息的數(shù)字化采集，數(shù)據(jù)采集的過(guò)程就是勘察數(shù)據(jù)庫(kù)形成的過(guò)程；內(nèi)業(yè)基于數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理維護(hù)、專業(yè)統(tǒng)計(jì)分析、原始勘察成果輸出等應(yīng)用。該技術(shù)的應(yīng)用突破了傳統(tǒng)的地質(zhì)勘察工作模式，實(shí)現(xiàn)了工程勘察主流程數(shù)字化，有力地推進(jìn)了工程勘察專業(yè)數(shù)字化、信息化建設(shè)步伐，實(shí)質(zhì)性地提升了勘察工作效率及成果質(zhì)量。

問(wèn)：請(qǐng)您介紹一下工程勘察數(shù)字采集及應(yīng)用系統(tǒng)的研發(fā)歷史和工作團(tuán)隊(duì)。

王泉偉：工程勘察數(shù)字采集及應(yīng)用系統(tǒng)的研發(fā)過(guò)程其實(shí)也是地質(zhì)院技術(shù)和人才傳承進(jìn)步的過(guò)程，大概經(jīng)歷了3個(gè)階段。第一個(gè)階段是起步探索階段，2012年，地質(zhì)院構(gòu)建了以信息技術(shù)研發(fā)為核心的團(tuán)隊(duì)，起初只有4人，完成了第一代工程勘察數(shù)字采集及應(yīng)用系統(tǒng)的研發(fā)、推廣應(yīng)用以及迭代升級(jí)，系統(tǒng)從1.0升級(jí)到了3.0，實(shí)現(xiàn)了工程勘察主流程的數(shù)字化；第二個(gè)階段是提升階段，從2019年到2021年，構(gòu)建了集數(shù)字化采集、集成化管理、協(xié)同化應(yīng)用、可視化表達(dá)于一體的空地融合數(shù)字工程勘察與應(yīng)用技術(shù)體系，形成了全鏈路數(shù)字工程勘察工作模式；第三個(gè)階段從2022年開始，進(jìn)入數(shù)字工程勘察技術(shù)體系研發(fā)落地階段。

目前，我們團(tuán)隊(duì)有成員12名，其中研究生學(xué)歷7人、本科學(xué)歷5人，現(xiàn)已成長(zhǎng)為一支學(xué)習(xí)型、實(shí)干型的創(chuàng)新隊(duì)伍，培養(yǎng)了一批工程勘察數(shù)字化專業(yè)人才，打造了一系列工程勘察全流程核心技術(shù)。先后授權(quán)發(fā)明專利10項(xiàng)、軟件著作權(quán)20余項(xiàng)、發(fā)表高質(zhì)量論文30余篇；列入水利先進(jìn)實(shí)用技術(shù)重點(diǎn)推廣指導(dǎo)目錄；主要成果榮獲中國(guó)大壩學(xué)會(huì)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)、全國(guó)優(yōu)秀水電工程勘測(cè)設(shè)計(jì)金質(zhì)獎(jiǎng)等獎(jiǎng)項(xiàng)10項(xiàng)；榮獲2023年度“科創(chuàng)中原”數(shù)字工程勘察產(chǎn)學(xué)研協(xié)作創(chuàng)新基地；獲河南省財(cái)政廳和河南省科協(xié)2024年度“科創(chuàng)中原”協(xié)同創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè)行動(dòng)立項(xiàng)財(cái)政支持建設(shè)。

問(wèn)：工程勘察數(shù)字采集及應(yīng)用系統(tǒng)在開發(fā)過(guò)程中遇到了哪些困難？又是如何克服的呢？

王泉偉：我們從零開始到研發(fā)出國(guó)內(nèi)第一款工程勘察數(shù)字化采集及應(yīng)用系統(tǒng)，遇到了很多困難。一是作業(yè)流程的重建問(wèn)題，工程勘察涉及多源、多類、異構(gòu)數(shù)據(jù)，怎么組織相關(guān)數(shù)據(jù)，把數(shù)字采集跟傳統(tǒng)野外工作有機(jī)結(jié)合起來(lái)，建立起一個(gè)高效的數(shù)字化作業(yè)流程是面臨的首要難題；二是CAD與GIS的空間數(shù)據(jù)便捷轉(zhuǎn)換問(wèn)題，只有很好地解決這兩種格式的空間數(shù)據(jù)的便捷轉(zhuǎn)換，才能在勘察上、下游專業(yè)的CAD地圖裝入手持機(jī)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)GPS定位與地圖的實(shí)時(shí)關(guān)聯(lián)，與生產(chǎn)業(yè)務(wù)相融合，并有利于后期的推廣應(yīng)用；三是改變傳統(tǒng)作業(yè)模式的問(wèn)題，數(shù)字采集系統(tǒng)的應(yīng)用不僅是簡(jiǎn)單的模擬傳統(tǒng)工作方式，而是對(duì)以往勘察工作模式的變革，涉及制定新的技術(shù)要求、規(guī)范新的工作流程、培訓(xùn)人員、配置資源等許多管理行為。

面對(duì)困難，地質(zhì)院加強(qiáng)項(xiàng)目運(yùn)作過(guò)程的組織與協(xié)調(diào)，在各個(gè)項(xiàng)目部指定專人負(fù)責(zé)信息化需求收集及推廣應(yīng)用工作，建立了信息化發(fā)展長(zhǎng)效機(jī)制。研發(fā)團(tuán)隊(duì)迎難而上、攻堅(jiān)克難，從架構(gòu)的設(shè)計(jì)、作業(yè)流程的優(yōu)化、訴求的分析、方案的制訂到平臺(tái)的開發(fā)，大家一點(diǎn)點(diǎn)摸索，一步步推進(jìn)，不斷克服研發(fā)過(guò)程中的技術(shù)瓶頸和問(wèn)題。經(jīng)過(guò)不懈努力，最后按照實(shí)際業(yè)務(wù)需求把系統(tǒng)開發(fā)出來(lái)，通過(guò)在項(xiàng)目上的反復(fù)試用，不斷迭代升級(jí)。

問(wèn)：2023年，工程勘察數(shù)字采集及應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)銷售額突破百萬(wàn)元，取得了可喜成績(jī)。請(qǐng)您介紹一下該系統(tǒng)的推廣應(yīng)用情況，以及各應(yīng)用單位的反響如何？

王泉偉：在科技之力的加持下，工程勘察數(shù)據(jù)采集和應(yīng)用系統(tǒng)打開了數(shù)字化“高速通道”。研發(fā)成果在南水北調(diào)西線、涇河?xùn)|莊等多個(gè)重大水利工程勘察中全面推廣應(yīng)用，顯著縮短了勘察周期，提高了工作效率和成果質(zhì)量，為工程設(shè)計(jì)方案優(yōu)化提供技術(shù)支撐。

一個(gè)產(chǎn)品的好壞，不是自己說(shuō)了算，而是大家都覺得它先進(jìn)，這樣才能確立我們?cè)谛袠I(yè)的領(lǐng)先地位。目前，國(guó)內(nèi)幾家大的設(shè)計(jì)院都開發(fā)有自己的數(shù)字采集系統(tǒng)，做數(shù)字工程勘察全鏈條的軟件公司也有若干家。與國(guó)內(nèi)同行對(duì)比，我們有自己的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，處于相對(duì)領(lǐng)先的位置。因?yàn)橄到y(tǒng)貼近生產(chǎn)，實(shí)用、好用，能夠大幅度提高工作效率，已經(jīng)在15家省級(jí)勘察設(shè)計(jì)單位推廣應(yīng)用，提升了公司工程勘察信息化建設(shè)在水利水電勘察領(lǐng)域的影響力。多家單位的應(yīng)用對(duì)后續(xù)技術(shù)發(fā)展也起到了積極的推動(dòng)作用。

問(wèn)：從工程勘察數(shù)字采集及應(yīng)用系統(tǒng)到空地融合數(shù)字工程勘察體系，理念上有哪些突破？您又有何期望？

王泉偉：我們最初把系統(tǒng)命名為“工程勘察數(shù)據(jù)采集及應(yīng)用系統(tǒng)”，當(dāng)時(shí)主要是從減輕地質(zhì)外業(yè)工作負(fù)擔(dān)考慮。隨著時(shí)代的發(fā)展和衛(wèi)星遙感、無(wú)人機(jī)、GIS軟件平臺(tái)等技術(shù)的進(jìn)步，信息采集的手段也在多元化，帶動(dòng)采集板塊從單純用手持機(jī)采取地質(zhì)信息，發(fā)展到從大范圍的高清影像中采集信息。特別是現(xiàn)在無(wú)人機(jī)已經(jīng)廣泛應(yīng)用，通過(guò)無(wú)人機(jī)近距離攝影采集到精度更高的影像數(shù)據(jù)，可提取出更多的地質(zhì)信息，輔助分析計(jì)算軟件的集成使用，使勘察信息從單純的手持機(jī)采集到多層次空地融合信息采集，推動(dòng)工程勘察數(shù)字化進(jìn)入到一個(gè)新的時(shí)代。這是一個(gè)從認(rèn)識(shí)到實(shí)踐，從技術(shù)發(fā)展到體系構(gòu)建，由點(diǎn)到線，再由線到面，不斷螺旋上升、往前發(fā)展的過(guò)程。

在整個(gè)構(gòu)建數(shù)字工程勘察體系過(guò)程中，我們還有很長(zhǎng)的路要走，真正能把這些信息化技術(shù)集成到專業(yè)里，就要實(shí)現(xiàn)從數(shù)字化采集到智能化采集，從集成化管理到大數(shù)據(jù)治理，從協(xié)同化應(yīng)用到智能化應(yīng)用，從可視化表達(dá)到數(shù)字孿生場(chǎng)景、產(chǎn)品交付，在這個(gè)過(guò)程中要整合很多生產(chǎn)要素，實(shí)現(xiàn)水平更高、質(zhì)量更好、效率更高，還有很長(zhǎng)的路要走。

問(wèn)：2024年是地質(zhì)院數(shù)字生產(chǎn)能力提升年，提出要加快培育數(shù)字賦能新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展新動(dòng)能，鑒于此，請(qǐng)您談一談對(duì)新質(zhì)生產(chǎn)力的理解。

王泉偉：我理解的新質(zhì)生產(chǎn)力，就是把科技創(chuàng)新作為主導(dǎo)，顛覆傳統(tǒng)的生產(chǎn)發(fā)展路徑，通過(guò)高科技手段實(shí)現(xiàn)高效能、高質(zhì)量發(fā)展。從技術(shù)突破上來(lái)說(shuō)，要充分利用大數(shù)據(jù)的功能進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，在原來(lái)作業(yè)流程上實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破，顛覆原來(lái)的作業(yè)體系，這是對(duì)生產(chǎn)過(guò)程全要素進(jìn)行優(yōu)化組合的過(guò)程。不管人力因素還是設(shè)備因素，都是通過(guò)科技創(chuàng)新手段實(shí)現(xiàn)集成式發(fā)展，形成一個(gè)多學(xué)科、多技術(shù)交叉融合的技術(shù)。數(shù)字工程勘察技術(shù)體系符合新質(zhì)生產(chǎn)力的基本要素，它實(shí)現(xiàn)了作業(yè)模式的轉(zhuǎn)變，促進(jìn)了專業(yè)融合，產(chǎn)生了一種全新的作業(yè)方式，推動(dòng)了勘察作業(yè)流程數(shù)字化、信息化的轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)勘察手段和技術(shù)的革新。

展望未來(lái)，地質(zhì)院研發(fā)團(tuán)隊(duì)將依托國(guó)家重大研發(fā)項(xiàng)目和重大工程項(xiàng)目，緊密結(jié)合工程建設(shè)需求，大力開展技術(shù)創(chuàng)新，引領(lǐng)勘察領(lǐng)域技術(shù)進(jìn)步，促進(jìn)企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，為水利行業(yè)數(shù)字孿生流域、數(shù)字孿生工程建設(shè)貢獻(xiàn)力量，吹響數(shù)字中國(guó)號(hào)角，繪就宏偉藍(lán)圖！