地理信息系統(tǒng)在地質(zhì)勘查中的應(yīng)用

陸國(guó)玲

（廣州市城市規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院,廣東 廣州 510060）

目前，在地質(zhì)工程建設(shè)信息化的過(guò)程之中，地理信息系統(tǒng)發(fā)揮出越來(lái)越顯著的優(yōu)勢(shì)。地質(zhì)勘查定是基于數(shù)字化的地質(zhì)工程，而且數(shù)字化必須依賴地理信息系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)利用地理信息系統(tǒng)，能分析處理空間信息，可視化應(yīng)用與體系化研究空間數(shù)據(jù)，方便地分析管理數(shù)據(jù)，提高數(shù)字化操作智能化水平。所以，在地質(zhì)工程的快速發(fā)展之中，地理信息系統(tǒng)起著至關(guān)重要的作用。

1 概述地理信息系統(tǒng)

GIS是地理信息系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱，該系統(tǒng)的本質(zhì)是借助計(jì)算機(jī)技術(shù)，識(shí)別分析并描述地理信息，當(dāng)下的地理信息系統(tǒng)能轉(zhuǎn)化三維地理空間數(shù)據(jù)，并加以清晰、簡(jiǎn)便地顯示和表述。地理信息系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)、邏輯、執(zhí)行這三大部分。在數(shù)據(jù)部分中，儲(chǔ)存著必需的全部地理信息系統(tǒng)信息與數(shù)據(jù)，并利用地理位置，建立了一個(gè)立體、形象的模型，以方便處理和觀察。一般邏輯部分用于處理在地理信息系統(tǒng)之中包含的數(shù)據(jù)，規(guī)范系統(tǒng)定位和識(shí)別的目標(biāo)位置，工作職能囊括一切的地理信息系統(tǒng)業(yè)務(wù)功能。最后的執(zhí)行部分主要負(fù)責(zé)有效連接地理信息系統(tǒng)和其用戶，提供給用戶豐富、簡(jiǎn)便的空間場(chǎng)景，并經(jīng)由用戶實(shí)行個(gè)性化的修改及查閱，促使用戶更智能、便捷地處理地理信息。目前，地質(zhì)三維GIS的應(yīng)用范圍最廣泛，具體的構(gòu)架圖見(jiàn)圖1。

2 概述地質(zhì)勘查工程

目前，隨著我國(guó)地質(zhì)勘查化進(jìn)程的持續(xù)加深，地質(zhì)工程概念也備受提倡。地質(zhì)工程實(shí)質(zhì)上就是指在地質(zhì)勘查建設(shè)和發(fā)展各行各業(yè)的過(guò)程之中，充分發(fā)揮信息技術(shù)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，以科學(xué)、高效地對(duì)地質(zhì)勘查施以信息化管理。所以，作為地質(zhì)建設(shè)新的理念，相較于常規(guī)勘查，地質(zhì)工程更為高級(jí)和復(fù)雜。目前，地質(zhì)工程應(yīng)大力引進(jìn)信息技術(shù)，將其視為發(fā)展所必需的一項(xiàng)核心科技，并以智慧應(yīng)用為主體。地質(zhì)勘查現(xiàn)階段的發(fā)展成果主要包括智能勘測(cè)、建筑、通信等方面。近些年來(lái)，我國(guó)地質(zhì)工程進(jìn)步空前的大，與此同時(shí)，也迎來(lái)了更大的挑戰(zhàn)和機(jī)遇，正值發(fā)展中的關(guān)鍵時(shí)期。在現(xiàn)代城市的建設(shè)之中，地質(zhì)經(jīng)濟(jì)水平是一個(gè)重要的基礎(chǔ)元素，剛好地質(zhì)勘查有益于管理經(jīng)濟(jì)成本有效降低以及經(jīng)濟(jì)收益的快速提升，能促進(jìn)現(xiàn)代地質(zhì)工程實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

圖1 地質(zhì)三維地理信息系統(tǒng)總構(gòu)架圖

3 在智慧城市中先進(jìn)地理信息系統(tǒng)的有效應(yīng)用

（1）地質(zhì)工程建設(shè)規(guī)劃應(yīng)用GIS。收集到測(cè)繪數(shù)據(jù)后，就地質(zhì)表面的地理信息展開(kāi)三維建模，并以此為參考來(lái)規(guī)劃和建設(shè)工程。通過(guò)三維模型，能更加立體、更加直觀地表達(dá)地物信息和物物間的各種空間位置關(guān)系，以方便工作人員綜合考慮、統(tǒng)籌規(guī)劃地質(zhì)工程的整體建設(shè)。針對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，通過(guò)對(duì)比現(xiàn)行地理信息系統(tǒng)中的大量數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)，結(jié)合這個(gè)地質(zhì)資源、地質(zhì)資料等，來(lái)知曉地質(zhì)勘查的基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)量、種類、密度等方面。這相較于傳統(tǒng)簡(jiǎn)單的二維地理數(shù)據(jù)，表現(xiàn)出很顯著的優(yōu)勢(shì)，促使地質(zhì)勘查得以更科學(xué)、合理地規(guī)劃和建設(shè)。

（2）地質(zhì)勘查便捷化服務(wù)應(yīng)用GIS。基于位置服務(wù)的數(shù)據(jù)支撐是地理信息系統(tǒng)，它的英文名是Location Based Service，且簡(jiǎn)稱LBS，現(xiàn)已發(fā)展成為人們?nèi)粘Ｉ钪?，具有最廣泛應(yīng)用范圍的一種服務(wù)。

通過(guò)智能手機(jī)，以位置服務(wù)為基礎(chǔ)，走進(jìn)人民大眾的生活之中。在地質(zhì)勘查中，實(shí)現(xiàn)了信息的共享。在共享數(shù)據(jù)和信息時(shí)，勢(shì)必會(huì)使用：時(shí)空與實(shí)時(shí)這兩種大數(shù)據(jù)。同時(shí)針對(duì)這兩種大數(shù)據(jù)，均可以在地理信息系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)采集和儲(chǔ)存操作，并進(jìn)行實(shí)時(shí)分享。在各種數(shù)據(jù)均被上傳至云平臺(tái)，便可從個(gè)體需求出發(fā)，借助智能網(wǎng)絡(luò)、信息遙感等個(gè)人終端設(shè)備，將服務(wù)推送給有需求的個(gè)體。在企業(yè)預(yù)備出行時(shí)，便可以向其推送那種最快的出行方法；在企業(yè)需騎行時(shí)，便可以為其推舉最近位置的共享單車(chē)并將其開(kāi)鎖?！白詣?dòng)遙感檢測(cè)”和“精細(xì)導(dǎo)航”是地理信息系統(tǒng)的另一大用途。與過(guò)去幾年相比，市場(chǎng)導(dǎo)航系統(tǒng)現(xiàn)階段的用戶體驗(yàn)已大幅升級(jí)。但在室內(nèi)導(dǎo)航與空間位置關(guān)系方面，還有待進(jìn)一步的改進(jìn)完善，恰好地理信息系統(tǒng)可以將其有效解決。借助三維建模，能真實(shí)地重現(xiàn)立交橋各層、地質(zhì)表面、建筑群集中內(nèi)部，從而很好地回避了傳統(tǒng)二維地圖導(dǎo)航體現(xiàn)不了空間位置關(guān)系的缺陷，將實(shí)景導(dǎo)航三維化。在無(wú)人機(jī)勘查上，可利用雷達(dá)與攝像頭來(lái)感知地質(zhì)表面，通過(guò)有機(jī)配合地理信息與實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)，來(lái)實(shí)時(shí)導(dǎo)航并將最優(yōu)行駛線路規(guī)劃出來(lái)。

（3）地質(zhì)勘查精細(xì)化管理應(yīng)用GIS。通過(guò)地理信息系統(tǒng)，能收集并利用地質(zhì)勘查基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)據(jù)。例如，收集到地質(zhì)表面信息后，便可以知曉每個(gè)井蓋的具體位置，一旦地質(zhì)設(shè)備丟失或地質(zhì)工程下沉而導(dǎo)致地質(zhì)表面不平或破損，借助系統(tǒng)便能立刻告知有關(guān)管理機(jī)構(gòu)，及時(shí)修復(fù)井蓋，以防事故出現(xiàn)。目前，具有諸多數(shù)據(jù)采集方式，從最初的人工采集一直發(fā)展至目前的無(wú)人機(jī)采集器，極大地節(jié)省了人工成本投入，將工作效率大幅提高了。現(xiàn)階段，許多地質(zhì)企業(yè)通過(guò)無(wú)人機(jī)數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行采集，并巡查地質(zhì)運(yùn)輸軌道和輸電線路，從而保障了地質(zhì)勘查基礎(chǔ)設(shè)施日常運(yùn)轉(zhuǎn)的順利展開(kāi)。另外，地理信息技術(shù)還可和環(huán)保監(jiān)測(cè)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)城市污染源，并實(shí)時(shí)掌控污染問(wèn)題。

（4）地質(zhì)勘查應(yīng)急管理應(yīng)用GIS。針對(duì)火災(zāi)、洪水、地質(zhì)自然災(zāi)害等有害人身、威脅經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)安全的災(zāi)害和事故，利用地理信息中的大數(shù)據(jù)，便可以快速知曉災(zāi)害和事故發(fā)生位置四周應(yīng)急物資的總量及其位置。同時(shí)還可以借助3D建模，可視化災(zāi)害與事故出現(xiàn)地點(diǎn)的有關(guān)地物信息，或其建筑體內(nèi)結(jié)構(gòu)，以幫助救援人員將救援路線規(guī)劃好，及時(shí)建立施救方案、給出救援方法。

（5）地質(zhì)勘查自我修復(fù)糾錯(cuò)應(yīng)用GIS。地質(zhì)勘查以其實(shí)時(shí)共享信息和數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，讓其大多企業(yè)皆能加入完善和建設(shè)智慧城市之中。借助智能網(wǎng)絡(luò)、信息遙感等個(gè)體終端設(shè)施，實(shí)時(shí)采集各種數(shù)據(jù)，并借助互聯(lián)網(wǎng)，將其上傳到地理信息系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)云平臺(tái)上，以完善、準(zhǔn)確化地理信息中的大數(shù)據(jù)，促使地質(zhì)勘查實(shí)現(xiàn)自我更新和維護(hù)。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，目前，建設(shè)和發(fā)展現(xiàn)代地質(zhì)勘查以地質(zhì)工程為重要方向之一，地質(zhì)勘查中的信息化管理是現(xiàn)代地質(zhì)工程的核心所在。在地質(zhì)工程建設(shè)的過(guò)程之中，通過(guò)有效應(yīng)用先進(jìn)地理信息系統(tǒng)，能夠有效實(shí)現(xiàn)管理的數(shù)字信息化，促進(jìn)地質(zhì)工程的進(jìn)一步快速發(fā)展建設(shè)。