巖土工程信息技術及其工程應用研究

劉發兵

（安徽省地質礦產勘查局313地質隊，安徽 六安 237010）

巖土工程信息技術涉及大量的新型軟硬件聯合操作環節，經過長時間核查研究，有關工作人員需加強巖土工程研究工作，增加和當代工程建設的聯系，只有加強巖土工程電子信息轉變和建設存在中的多種聯系，才有利于工作人員了解工程建設的主要脈絡。

1 巖土工程信息技術

1.1 協同設計技術

在電子信息技術以及互聯網移動終端的幫助下，工程建設各階段均可以采用協同共享信息技術，實現對工程的全面了解，在此背景下，有關工作人員能夠根據現場數據的搜集，在電子信息系統上統一建立模型，從而可以在前期加強對勘察設計環節的交流和溝通，此種方式有助于提升整體工作效率和后期質量，確保任務的完成度不斷提高。協同設計技術在于通過模型的統一集成化處理，實現后期的資源共享。此類技術的應用有助于加強建設前期規劃，在保證設計理念合理實現的同時，也能實現規劃模式上的創新。

1.2 BIM技術

BIM是建筑信息模型（Building Information Modeling）的縮寫，以三維數字技術為基礎，集成了建筑工程項目各種相關信息的工程數據模型（如圖1）。BIM技術提供的全新建筑設計過程概念，參數化變更技術將幫助建筑設計師更有效的縮短設計時間，提高設計質量，提高對客戶和合作者的響應能力。并可以在任何時刻、任何位置、進行任何想要的修改，設計和圖紙繪始終保持協調，一致和完整。BIM技術主要是面向專業標準的三維建立模型，在應用此項技術的過程中，會加強工程建設管理的統一使用，不僅有利于實現通過二維空間向三維空間的轉換，還有利于明確建設信息的模型集成化，有助于在后期施工管理環節中通過協同合作的方式創建統一平臺，以便于實現對建筑工程的全流程管理。

圖1 BIM建筑信息模型

1.3 虛擬現實技術

虛擬現實技術往往是指通過前期調研人員的數據報告，在計算機系統上，通過建模的方式實現現實和虛擬場景的有效互動，一般情況下是通過外置接口設施，促使人們進入到虛擬的真實場景中，利用增加人們情感感受效果的方式，加強人們對建設設計的感受（如圖2）。現階段隨著科學技術的不斷進步，虛擬現實技術發展前景較為理想，但在實際應用過程中，還存在諸多阻礙，主要是由于技術保護性存在約束，導致后期價格消耗過高，使此項技術在發展過程和自身的優勢受到了約束，難以實現大規模推廣。虛擬現實技術和以往的表現形式會存在本質上的差距，所展現的效果更加靈活生動，方便利用沉浸式的感受，增加信息和數據流通的交互性。

圖2 虛擬現實技術

2 巖土工程信息技術工程應用研究

2.1 巖土工程信息技術運用的重要性

巖土工程信息技術在建設期間主要會體現在工程管理環節，往往會面對較為復雜的內容，在目前建筑施工過程中，會采用先進的管理設計規劃模式，通過對現場數據的統一化采集整理，采用分層次管理的方式，積極應對外界的約束條件，有助于促使工程能夠更加符合大眾的基本需求。在巖土工程中，信息技術的使用有利于實現對工程的全方位監管，開展對信息系統化合理研究，從而提升巖土工程的施工效率和質量。

2.2 巖土工程中信息技術的應用

（1）管理信息系統。管理信息系統是最早使用在巖土工程領域的信息技術，此類信息系統使用較為成熟，能夠強化數據的一體化管理，可全面提升工程建設總體質量和效率。但是在近幾年的使用過程中，隨著時間的延長，系統運行出現諸多弊端，主要在于此類信息管理技術的重點偏向工程檔案管理和數據庫規劃，以至于信息難以實現深層次的加工以及后期的處理，所以需要工作人員提供大量常規的信息檢索方式，增強統一分析功能。雖然此類系統信息管理在后期的環節中可增加專家輔助決策環節，但具體的后期運行質量較為不明顯[2]。

（2）地理信息系統（GIS）。地理信息系統（Geographic Information System, GIS）是以地理空間數據庫為基礎，在計算機軟硬件支持下，對空間相關數據進行采集、管理、操作、分析、模擬和顯示，并采用地理模型分析方法，適時提供多種空間和動態的地理信息，為地理研究和地理決策服務而建立起來的計算機技術系統。建國以來，我國工程勘察一直以鉆探為主，常依據鉆探的“一孔之見”結合工程技術員的經驗來加以推測，依靠勘探點的密度和深度來獲得勘探成果的廣度和精度。由于自然界的條件千變萬化，依賴這種手段獲取的信息往往有限，一些前期工作也顯得盲目和無序。通過大量的工程實踐，我們體會到，要想進一步提高工程勘察的質量和效率，特別是當需要做岀宏觀決策時，大量與地理位置有關的數據是必不可少的。解決上述問題最好的方法是建立地理信息系統。地理信息系統自上世紀80年代～90年代開始在我國大范圍應用，在能源、城市規劃、遙感測量等領域應用較早。隨著計算機及網絡技術的普及，在巖土工程中計算機技術的應用已經占有很大比例，在軟硬件具備的條件下，GIS作為具有很好兼容性的資源管理載體，巖土工程數據的引入是完全具備可行性的。

（3）三維巖土工程信息系統和項目信息門戶。三維巖土工程信息系統是采用計算機管理技術，實現對地質模型的三維建設，其優勢是能夠全面分析當前的空間數據，并實現對其的綜合性使用，在后期實現圖形可視化管理，明確其空間分布，通過對不同預測方式實現對地質的全方位了解，其中會涉及到多處細節。與國外先進國家進行對比，國內的三維巖土工程信息系統建設發展過程較晚，隨著近幾年設備的不斷進步，才逐步進入到對其的全面應用，能夠依照前期的基礎理論，實現對后期實踐活動的深層次研究，但是隨著時間的發展，在后期的研究階段，有關工作人員發現此信息系統存在諸多弊端，主要集中在自身功能性較低，難以全面滿足巖土以及地下工程建設的基本需求。在項目信息門戶管理過程中，信息管理較為關鍵的技術是對建設環節中諸多設備和信息的數據采集，項目運行過程中對信息共享和統一化交流管理，現階段項目信息門戶的運營會完善工程內部的協同作業管理。

3 完善巖土工程信息技術應用的具體措施

3.1 提高巖土工程信息技術的適用效果

當代巖土工程運行期間，經常會受到多種外部因素的干擾，其中主要由于外界的氣象因素和內部影響，使工程建設質量逐步降低。針對此類情況，就需要有關工作人員在巖土工程信息化運行期間，了解相對應的參數功能，幫助工作人員在后期工程建設環節明確項目實際狀況，通過數據分析，實現工程建設的統一化管理。

3.2 強化巖土工程信息技術的多層次適用

巖土工程建設通常情況下會包含多個單位的集體施工，比如施工單位、設計單位以及后期監管單位，在管理期間，巖土工程又會涉及多個細節，比如工程概預算、設備材料采購、現場地質條件等。針對上述情況，可以采用多層次信息化管理技術的方式，將眾多工作實行分層管理，強化彼此的系統合作。

4 結論

綜上所述，巖土工程信息化能夠決定工程建設后期的質量，合理規劃工程建設中存在的諸多細節，應當加強信息化類技術的使用，強化具體的推廣工作，從而促進國內巖土工程建設水平進一步提高。