GIS支持下巖土工程勘察設(shè)計一體化研究

虞輝

GIS支持下巖土工程勘察設(shè)計一體化研究

虞輝

（重慶市蜀通巖土工程有限公司 重慶 401147）

GIS即地理信息系統(tǒng)，可稱之為“資源與環(huán)境信息系統(tǒng)”或者“地理學(xué)信息系統(tǒng)”，其作為一種十分關(guān)鍵的空間信息系統(tǒng)，能夠?qū)Ξ?dāng)代先進(jìn)的計算機(jī)軟件以及硬件系統(tǒng)進(jìn)行充分的利用，并分析、計算、采集和儲存地球表層空間中地理分布的數(shù)據(jù)，技術(shù)性較強(qiáng)。本文主要對GIS技術(shù)在巖土工程勘察設(shè)計一體化中的應(yīng)用現(xiàn)狀以及存在的問題進(jìn)行了探討，并提出了相應(yīng)的解決措施，以供相關(guān)人士參考。

GIS；巖土工程；勘察設(shè)計；一體化

1 引言

行業(yè)內(nèi)部競爭越來越激烈，傳統(tǒng)的先勘察后設(shè)計的模式已經(jīng)無法滿足工程建設(shè)市場的需求，巖土工程勘察設(shè)計一體化成為巖土工程進(jìn)一步發(fā)展的必然趨勢。在巖土工程勘察設(shè)計一體化中，應(yīng)用GIS技術(shù)能夠有效提高巖土工程的水平，因此對其進(jìn)行分析有著一定的意義。

2 GIS在巖土工程勘察設(shè)計一體化中的應(yīng)用現(xiàn)狀

GIS技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)空間疊加運(yùn)算、信息查詢、信息存儲。在土地等級測定中，可采用定量分級法，評估巖土的穩(wěn)定性。通過對專業(yè)三維建模軟件的應(yīng)用，融合地球物理、測井、地質(zhì)等資料以及各種解釋結(jié)果，生成三維模型。通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化，在GIS數(shù)據(jù)庫當(dāng)中，存入三維模型，對各項(xiàng)控件指標(biāo)進(jìn)行分析，從而為巖土工程設(shè)計提供參考。就當(dāng)前GIS在巖土工程勘察設(shè)計一體化當(dāng)中的應(yīng)用現(xiàn)狀來看，其主要的應(yīng)用方向集中在管理和數(shù)據(jù)處理等方面，而對于GIS轉(zhuǎn)換接口和系統(tǒng)外部軟件包之間的接口問題，則無法進(jìn)行有效地解決。具體體現(xiàn)在以下三個方面：

2.1 勘察設(shè)計工作相互獨(dú)立作業(yè)，技術(shù)人員溝通不到位

由于巖土勘察設(shè)計工作的專業(yè)性和其工程的復(fù)雜性，在實(shí)際工作過程中，勘察和設(shè)計工作經(jīng)常是相互獨(dú)立作業(yè)。這種作業(yè)方式對巖土工程勘察設(shè)計的發(fā)展存在一定利弊，其大概可以分為兩個方面：①相互獨(dú)立作業(yè)可以更加有助于技術(shù)人員完成各自的工作任務(wù)；②兩者之間的相互獨(dú)立可能造成勘察和設(shè)計技術(shù)人員相互溝通不到位，并且由于各自的專業(yè)知識和專業(yè)技能涉及范圍有限，使得技術(shù)人員對對方的工作方式或內(nèi)容不理解，嚴(yán)重影響了工程勘察設(shè)計工作的進(jìn)展。

2.2 專業(yè)與專業(yè)之間交流方式較為落后

巖土工程勘察設(shè)計是一項(xiàng)綜合性較強(qiáng)的工作，內(nèi)部分設(shè)很多部門，各部門之間的專業(yè)領(lǐng)域交集甚少。由于一項(xiàng)工作需要各個部門合作完成，所以相互之間需要不斷進(jìn)行資源共享和信息交流。但是，各部門在進(jìn)行專業(yè)技術(shù)交流時未能夠使用計算機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)共享，而是使用傳統(tǒng)的紙質(zhì)材料進(jìn)行交流，使得各個部門之間的工作成果未能及時有效地完成對接，嚴(yán)重影響了勘察設(shè)計工作的進(jìn)度。

2.3 CAD設(shè)計軟件的功能還不夠完善

科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，各種各樣以計算機(jī)為載體的軟件在各行各業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。而巖土工程勘察設(shè)計為了進(jìn)一步提高工作的效率，也會利用這種以計算機(jī)為載體的CAD設(shè)計軟件進(jìn)行輔助工作。CAD設(shè)計軟件的主要功能是將勘察數(shù)據(jù)進(jìn)行總結(jié)，并完成工程制圖工作。但是，我國目前開發(fā)的CAD設(shè)計軟件功能不完善，完成高端的綜合性較強(qiáng)的設(shè)計工作還存在一定困難，使得巖土工程勘察設(shè)計的后期工作很難完成所有網(wǎng)絡(luò)資源共享，影響了技術(shù)人員的工作效率，同時還降低了CAD設(shè)計軟件的使用率。綜合上述，我國巖土工程勘察設(shè)計工作的主要問題可分為專業(yè)間信息交流存在弊端、技術(shù)人員溝通不到位、CAD設(shè)計軟件功能不完善三大方面。為了良好地解決這些問題，建立了GIS支持下巖土工程勘察設(shè)計一體化工作體系，為提高整體巖土工程勘察設(shè)計的工作效率奠定基礎(chǔ)。

3 GIS支持下巖土工程勘察設(shè)計一體化的改進(jìn)措施

GIS支持下巖土工程勘察設(shè)計一體化主要優(yōu)勢是在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的輔助下，將空間信息分析技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)資源共享技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，使得各個專業(yè)領(lǐng)域的工作成果完成及時有效的對接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，節(jié)省工作成本，提高工作效率。針對相關(guān)問題，為了更好地實(shí)現(xiàn)GIS支持下巖土工程勘察設(shè)計一體化，主要提出以下相關(guān)對策：

3.1 勘察資料具體化

根據(jù)調(diào)查顯示，大部分巖土工程工作的勘察和設(shè)計是相互獨(dú)立作業(yè)的，實(shí)用數(shù)據(jù)缺乏、各專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)容跨度相對較大以及勘察數(shù)據(jù)未能及時共享是造成這一現(xiàn)象的主要原因。因此，在實(shí)際巖土工程勘察工作中，應(yīng)該將勘察者的實(shí)地勘察數(shù)據(jù)進(jìn)行計算機(jī)處理，使其更好地幫助技術(shù)人員完成設(shè)計工作。而完成這一工作，首先最重要的是巖土工程單位做好前期資金投入和相關(guān)技術(shù)人員的培訓(xùn)工作，將所有的傳統(tǒng)工作方式向網(wǎng)絡(luò)化邁步，提高技術(shù)人員各個領(lǐng)域?qū)I(yè)知識，實(shí)現(xiàn)勘察數(shù)據(jù)共享，為促進(jìn)勘察設(shè)計一體化工作進(jìn)展奠定基礎(chǔ)。

此外，我國當(dāng)前的巖土工程勘察工作當(dāng)中，勘察結(jié)果主要注重于描述對象的質(zhì)量，而針對對象的數(shù)量變化、數(shù)量關(guān)系、數(shù)量特征等資料的研究，卻十分缺乏。在這種情況下，設(shè)計者由于無法找到最為實(shí)用的資料信息，使得相應(yīng)的設(shè)計工作難以順利的開展。針對這一情況，在進(jìn)行巖土工程勘察的時候，應(yīng)當(dāng)對GIS系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫管理、數(shù)據(jù)存儲等功能進(jìn)行充分地利用。對于勘察得出的資料數(shù)據(jù)，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫化處理和數(shù)值化的處理。此外，巖土工程設(shè)計人員也應(yīng)當(dāng)對GIS系統(tǒng)進(jìn)行充分的應(yīng)用，對其中強(qiáng)大的圖像疊加功能、綜合評價功能、數(shù)據(jù)分析功能等進(jìn)行充分的應(yīng)用，根據(jù)相關(guān)的要求，對勘察資料進(jìn)行處理。

3.2 應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、信息技術(shù)得到了極大的發(fā)展和應(yīng)用。在此環(huán)境下，GIS系統(tǒng)也隨著歷史發(fā)展的潮流，逐漸邁向了信息化、網(wǎng)絡(luò)化的方向，而互聯(lián)網(wǎng)地理信息系統(tǒng)，也成為了相關(guān)領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對空間信息、地理信息的實(shí)時共享，對于巖土工程勘察設(shè)計一體化的建設(shè)和發(fā)展來說，其作用和意義十分重大。在巖土工程勘察和設(shè)計的實(shí)際工作當(dāng)中，計算機(jī)能夠擔(dān)負(fù)每一個環(huán)節(jié)的工作任務(wù)。同時，在完成本環(huán)節(jié)工作之后，還能夠?yàn)槠渌h(huán)節(jié)提供更加良好的數(shù)據(jù)信息。通過互聯(lián)網(wǎng)的作用，能夠使數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)及時地傳遞，縮短數(shù)據(jù)共享的時間，從而使整體的工作速度得到提升，能夠有效地提高工作效率、縮短工作周期。因此，互聯(lián)網(wǎng)地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠通過網(wǎng)絡(luò)在勘察單位、設(shè)計單位之間，搭建良好的交流與溝通平臺，從而實(shí)現(xiàn)不同工種、不同單位之間的網(wǎng)絡(luò)化連接。通過網(wǎng)絡(luò)平臺，能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時傳輸與共享，對于巖土工程勘察設(shè)計一體化的發(fā)展來說，具有十分巨大的推動和促進(jìn)作用。

3.3 有效融合計算機(jī)輔助設(shè)計系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)

地理信息系統(tǒng)是一種特定的空間信息系統(tǒng)，其在實(shí)際運(yùn)行過程中，要以計算機(jī)的軟件系統(tǒng)和硬件平臺為基礎(chǔ)。在地球表層空間當(dāng)中，采集、運(yùn)算、管理、描述、顯示、分析、儲存相應(yīng)的地理分布數(shù)據(jù)和信息。在地理信息系統(tǒng)中，利用計算機(jī)對地理信息進(jìn)行分析和處理，是其中的核心內(nèi)容，而計算機(jī)輔助設(shè)計，則是設(shè)計人員通過利用計算機(jī)圖形設(shè)備，結(jié)合勘察數(shù)據(jù)，更好的開展巖土工程設(shè)計工作。在圖像疊加、數(shù)據(jù)庫管理、數(shù)據(jù)處理等方面，地理信息系統(tǒng)的功能都較為完善。對于數(shù)量特征、實(shí)體質(zhì)量的數(shù)據(jù)和空間上的數(shù)據(jù)，地理信息系統(tǒng)能夠進(jìn)行同時處理。而且如果其中一種數(shù)據(jù)發(fā)生改變，還能夠及時的調(diào)整另一種數(shù)據(jù)。在計算機(jī)輔助設(shè)計系統(tǒng)當(dāng)中，雖然也具有圖像繪制、數(shù)據(jù)庫管理、數(shù)據(jù)處理等相同的功能，但是在實(shí)際應(yīng)用中，只能夠利用數(shù)據(jù)庫簡單的進(jìn)行管理設(shè)計，然后利用圖像進(jìn)行表達(dá)。計算機(jī)輔助設(shè)計系統(tǒng)無需綜合性的進(jìn)行地圖管理，也不需要對圖像進(jìn)行疊加。在計算機(jī)輔助系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫之間，只有初步的連接，并不具備較強(qiáng)的分析能力。有一點(diǎn)需要注意的是，在計算機(jī)輔助設(shè)計系統(tǒng)當(dāng)中，主要的作用是對地理上的坐標(biāo)進(jìn)行建立，并且根據(jù)實(shí)際需求轉(zhuǎn)換建立的地理坐標(biāo)。

4 結(jié)語

總而言之，在巖土工程中，最為嚴(yán)重的一個問題就在于巖土工程的勘察以及巖土工程設(shè)計工作之間是相互分離的，導(dǎo)致巖土工程的工作效率得不到提高，所以，在巖土工程勘察設(shè)計實(shí)現(xiàn)一體化時可以應(yīng)用GIS技術(shù)，建立巖土工程勘察設(shè)計一體化的工作模式，從而更好地推動我國巖土工程領(lǐng)域的發(fā)展。

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TU195

A

1004-7344（2016）27-0194-02

2016-9-11

虞輝（1985-），男，工程師，碩士，主要從事巖土工程勘察設(shè)計工作。