GIS 技術(shù)在巖土工程勘察中的發(fā)展與應(yīng)用實踐

尹明軍

1.GIS 技術(shù)的介紹

GIS 技術(shù)就是地理信息系統(tǒng)，早期存在于20 世紀60 年代，是基于計算機技術(shù)發(fā)展成形的，這個技術(shù)可以完成對信息數(shù)據(jù)的自動化收集、存儲、管理、分析以及運用，具備速度快、準確性高的運用優(yōu)點，這讓其在測繪、建筑行業(yè)中獲得了十分廣泛地運用，并且在地理數(shù)據(jù)與分析中具有較強的通用性[1]。GIS技術(shù)中包含很多科目，比如地圖學(xué)、測繪學(xué)、地理學(xué)等，此技術(shù)運用計算機構(gòu)架模型，同時通過對模型展開相應(yīng)的加工，進一步實現(xiàn)地理數(shù)據(jù)處理的目的，讓有關(guān)人員在運用地理數(shù)據(jù)和決策的過程中可以得到更多的數(shù)據(jù)支持，進一步提升地理數(shù)據(jù)的運用效果。把GIS 技術(shù)運用到巖土工程勘探中，一定會推動我國項目建設(shè)的信息化、標準化、科學(xué)化進程。

2.巖土工程勘察的重要性

我國的地域十分廣闊，而且地形也較為復(fù)雜，具有很多種類的巖土地區(qū)。巖土區(qū)域的地質(zhì)條件很復(fù)雜，這就造成巖土勘察工作有很高的難度[2]。如果要處理這個問題，就必須提高巖土工程勘察技術(shù)水平，還應(yīng)該對有關(guān)勘察技術(shù)進行深入、全方位的探究。在建筑基礎(chǔ)設(shè)計過程中，基礎(chǔ)工程是其中十分重要的組成部分，只有把握好基礎(chǔ)工程的質(zhì)量，總體工程的質(zhì)量才能有保障。把巖土勘察技術(shù)運用其中最主要的目的是對工程場地中的地質(zhì)狀況進行有效分析，獲得有關(guān)數(shù)據(jù)，為具體施工提高有效的參照資料，進一步制定符合標準的施工技術(shù)。

3.GIS 技術(shù)在巖土工程勘察中運用要素

3.1 前期準備

巖土工程勘察通常是在一種十分復(fù)雜的氛圍下實施的，這對推動勘察工作有一定的影響，同時對勘察的真實性產(chǎn)生較大的影響。根據(jù)GIS 技術(shù)的需求，具體分析安裝的氛圍，防止GIS 安裝氛圍產(chǎn)生的影響。GIS 設(shè)施需要安裝在十分穩(wěn)定位置上，同時應(yīng)該將預(yù)防塵土和潮濕工作做好；讓專業(yè)人員將配置運用的電源做好，最大限度上避免用電的風(fēng)險；確保GIS 的安裝在整潔的氛圍中開展，同時工作人員應(yīng)該具有安全意識，積極實現(xiàn)用電安全。

3.2 場地分布

GIS 技術(shù)在場地布置的過程中一般會存在許多元件的配件，為了提升GIS技術(shù)的運用效果，在安裝的時候一定要完成技術(shù)控制。事先在安裝時需要技術(shù)人員完成設(shè)施安裝，應(yīng)該完成好細節(jié)與精度的控制，防止人為原因出現(xiàn)的誤差問題。并且還應(yīng)該嚴格遵循安全步驟的需要，做好各個細節(jié)的配合，確保場地分配符合具體需求，盡量防止人為操作出現(xiàn)的問題。施工場地也需要及時清理，科學(xué)選擇運用結(jié)構(gòu)配件，讓操作更加規(guī)范，確保用電操作具有一定的可行性。

3.3 安裝工藝

在開始安裝以前需要根據(jù)程序展開，按照廠家具體給出的編號和步驟展開，避免存在錯誤安裝的狀況。由內(nèi)到外進入安全范疇，同時根據(jù)對應(yīng)的規(guī)定進行配置，防止存在誤裝的情況。在選擇安裝吊點的過程中應(yīng)該滿足產(chǎn)品的技術(shù)。若是存在不平衡的吊裝配件，在組裝的時候不可以展開解體檢測；如果在場地中解體，就應(yīng)該獲得制造人員的同意。運用的擦拭材料、密封脂，潤滑劑和清潔劑都應(yīng)滿足規(guī)定的需要。若是出現(xiàn)安裝問題，需要讓組織者展開交流和溝通，也應(yīng)該讓有關(guān)人員進行現(xiàn)場指導(dǎo)。

3.4 建立有效的地理信息系統(tǒng)

GIS 技術(shù)在運用的時候需要根據(jù)地理信息的系統(tǒng)的層面完成整體系統(tǒng)的構(gòu)建，之后才可以運用對應(yīng)的設(shè)施。在建立地理信息系統(tǒng)的時候，應(yīng)該按照具體狀況出發(fā)，通過有效運用軟件去處理數(shù)據(jù)，提升勘察信息的準確性，并且也應(yīng)確保信息具有傳遞分享的能力。建立系統(tǒng)一般有以下四個時期：引入數(shù)據(jù)、軟件工具的應(yīng)用、系統(tǒng)二次研發(fā)以及軟件的運行。（1）引入數(shù)據(jù)：在逐漸組織調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，需要明確系統(tǒng)勘探對象與具體需要，收集勘探數(shù)據(jù)與信息，開始進行處理以后，把數(shù)據(jù)與信息都導(dǎo)入表格中。（2）使用軟件：運用軟件工具，對已經(jīng)有的地圖集中分析，例如Arcview和MapX 等。（3）系統(tǒng)進行二次研究：對軟件工具中的元件或是自己組織的二次開發(fā)，可以把用戶的實際需要變成實際參照根據(jù)，設(shè)計符合標準的功能命令放在工具欄中，然后運用打包的形式，建立完整的流程。（4）軟件的運行：軟件檢驗以及調(diào)試完成之后，軟件就可以成型，可以使巖土勘探數(shù)據(jù)與信息有一定的效果和作用完全展現(xiàn)出來，也可以讓數(shù)據(jù)與信息資源潛能和價值得到展現(xiàn)，為之后的有關(guān)決策打下良好的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

3.5 GIS 系統(tǒng)的運用分析

3.5.1 建立巖土勘察數(shù)據(jù)庫

對勘察單位來說，每種項目在地理空間中需要密切相鄰，還有可能需要分享相同的地理空間，根據(jù)這些，有的勘察外部信息以及室內(nèi)的實驗信息勘察數(shù)據(jù)都是將紙作為載體完成儲存，同時尋找工作具有較大的復(fù)雜性，運用效率比較低。如果根據(jù)GIS構(gòu)成鉆孔歷史數(shù)據(jù)庫，就可以有體系地管理所有的勘察數(shù)據(jù)和信息，然后運用GIS 軟件的查找工具，就可以即時觀看需要的歷史勘察信息以及數(shù)據(jù)，進一步可以讓信息和數(shù)據(jù)的查找效率獲得迅速提高。同時要完成這樣的目標特別簡單，需要運用GIS 工具，如Arc GIS 和Map GIS 還可以使用超圖等，建立點類型的文件，可以完成勘察數(shù)據(jù)和信息的儲存。

每種項目中的勘察點的地理坐標任務(wù)必須是相同的地理坐標系，如果出現(xiàn)不同，就應(yīng)該完成地理坐標系的轉(zhuǎn)換操作。然后將勘察部位的性質(zhì)完全引入進去。所有的勘察部位就可以在一個地圖中完全展現(xiàn)，然后運用GIS 中的空間拓撲分析工具，比如，在緩沖位置分析，對新分布的鉆孔明確緩沖區(qū)半徑，然后可以得到固定范疇中的歷史鉆孔數(shù)據(jù)以及信息，把工程號碼等性質(zhì)展現(xiàn)出來，這樣設(shè)計人員就可以把原來的勘探信息、數(shù)據(jù)、記錄全部找出來，作為一些決策的有效根據(jù)。如果周圍地下管線的GIS信息與數(shù)據(jù)，就變成一個新圖層加入地圖中，運用軟件中所具有的疊加分析功能，就可以查到新分布孔周圍是不是需要避開線路，這樣就可以完成鉆孔點的有效調(diào)整，進一步讓施工安全獲得保證。

3.5.2 制作工程平面圖和三維地質(zhì)截面圖

在巖土勘察工作過程中，以前的工程平面圖一般都是運用CAD 實現(xiàn)的，CAD 軟件可以運用渲染和色彩添加的形式，讓地勢和地貌的變化完全展現(xiàn)出來，讓整幅地圖變得十分美觀，同時對場所展開查找十分方便。GIS 工具讓每種地物都能夠具有獨特的性質(zhì)，同時不僅僅是單純的圖形。在巖土勘察的過程中，地質(zhì)截面圖的位置不能被替代。如今，截面圖都是二維方式的平面圖，就是根據(jù)固定的切面展現(xiàn)出來的。GIS 工具可以根據(jù)鉆孔和實驗結(jié)果，得出很高的準確度三維模型，還可以對模型展現(xiàn)縮放、平移和旋轉(zhuǎn)等所有方向的剖切，這樣就可以更好地使勘察數(shù)據(jù)實現(xiàn)最終的效果。

4.GIS 在巖土工程勘察時運用的案例

在一個工程中，主要的構(gòu)造方式是鋼結(jié)構(gòu)全部面積做到了45.3 萬m2，橫跨尺寸是17.3m，地下室相應(yīng)的標準高度是負的5.3m。根據(jù)這個工程勘察設(shè)計和工程建設(shè)施工實施的要求，在總體施工范圍內(nèi)需要分配310 個鉆探孔位，同時需要在廠房之中的勘測點之間的距離變成24m，孔的深度是15m。這次工程勘測實施中運用的設(shè)施及經(jīng)緯儀和全站儀等設(shè)施，在勘察時需要正確的進行孔定位，之后檢驗高程參數(shù)。按照勘察工作的需求，在展開勘察的時候需要由承載性能、變形、含水量和密實程度用Mapinfo 進行分析。在安裝實施時期，需要全面考慮環(huán)境的因素及影響，操作人員應(yīng)該嚴格根據(jù)施工步驟以及操作規(guī)范去開展。具體質(zhì)量符合要求以后，應(yīng)該把數(shù)據(jù)保存在系統(tǒng)中，讓其可以構(gòu)成一種總的分布圖。這就是在勘察工作完成以后，對地基的原土展開回填處理。經(jīng)過這次勘察結(jié)果得知，夾層部位的粉質(zhì)黏土的物理性質(zhì)是：壓縮系數(shù)是0.33，具有的含水量超過32.11%，飽和度完成95%。此外，經(jīng)過勘察結(jié)果能夠知道，在這次的勘察中巖土道德主要成分為石英，并且?guī)в幸恍┑[石，其分布的特點是連續(xù)性的，需要埋深到12.2m～15.1m，底層的高度需要達到14.3m～16.7m，密度就是中等標準。得到這部分信息以后，能夠在系統(tǒng)中把其完成結(jié)合與總結(jié)建立成專題圖，并且根據(jù)這個圖形可以對巖土場地的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)進行土壤判斷，這能夠提升工程以后的建設(shè)質(zhì)量。

5.結(jié)束語

總而言之，GIS 在巖土工程勘探的過程中具有很重要的價值和意義，尤其在信息時代的今天，這種技術(shù)的不斷優(yōu)化，在勘察的時候也逐漸被推廣運用。另外，因為GIS 技術(shù)不斷的成熟，GIS 以后的運用空間和適用范疇會十分廣泛。基于此，在以后的巖土勘察工作中應(yīng)該把GIS 系統(tǒng)的優(yōu)勢完全展現(xiàn)出來，同時應(yīng)該結(jié)合野外研究實驗，切實讓巖土工程勘探完成其準確和有效的目標。