GIS 技術在巖土工程勘察中的運用實踐研究

羅慶偉

（貴州省建筑設計研究院有限責任公司，貴州 貴陽 550001）

0 引言

在巖土工程勘察工作當中，科學運用GIS 技術特別重要，特別是在信息化時代發展背景下，GIS 技術越來越完善，在工程勘察期間被廣泛運用。結合巖土工程的勘察工作特點能夠得知，通過合理應用GIS 技術，可以保證工程勘察數據更加精確，減少錯誤數據的出現，故本文主要探討巖土工程勘察過程中GIS 技術的具體應用要點，內容如圖1 所示。

圖1 GIS 技術

1 GIS 系統組成分析

關于GIS 系統組成，主要從以下4 個方面進行分析。

（1）地形圖數據庫。系統內部所包括的地形圖數據庫由3 個部分組成（圖2），分別是屬性圖庫、區域圖庫與單幅圖庫等。單幅圖庫當中存儲和測量規范有關的各種類型地形圖，區域圖庫已經擺脫管理層面限制，在區域內部，通過進行有效拼接，讓單幅圖變成無縫地圖。與此同時，工作人員可以根據系統、專業，自地形圖當中提取出具體內容，劃分對其所對應的圖層進行有效存儲，最終形成包括全部專業內容和區域的系統圖，將其和屬性數據庫穩定連接，形成更為穩定的GIS 系統屬性數據庫。

圖2 地形圖數據庫組成

（2）屬性數據庫。結合系統運行情況能夠得知，建立專用于屬性庫數據表結構，針對屬性數據庫來講，其主要包括電力、交通和通訊在內的各項系統信息，以及各類要素信息，如水系、地物和植被等。

（3）測量數據庫。一般而言，測量數據庫主要包含兩個部分，分別是數據庫和控制數據庫等（圖3），控制數據庫當中存儲各個控制點的全新成果，能夠對具體測量資料實施自動化管理和控制，與此同時，也可以防止出現失密和泄密現象，能夠為工作人員提供多種類型的查詢功能，并支持增加、刪除和修改等一系列操作。項目數據庫存儲能夠輔助成圖項目的各項資料，能夠為工作人員提供準確的檔案編號，具備比較好的查詢功能。

圖3 測量數據庫主要部分

（4）地質數據庫。通常來講，地質數據庫主要包含兩個方面的內容，分別是工程地質內容與工程資料（圖4），此數據庫可以利用不同類型的地質資料，針對未來發展趨勢進行有效分析，進而為場地的勘察提供良好幫助。工程地質項目數據庫當中，存儲比較多的輔助成圖項目所對應的存檔資料，工作人員能夠對各種類型的檔案信息進行快速查詢[1]。

圖4 地質數據庫主要內容

2 GIS 技術的具體運用

2.1 做好準備工作

巖土工程勘察需要在較為復雜的環境下進行，故對最終的勘察數據真實性會產生比較大的影響，結合GIS 技術的應用現狀能夠得知，通過加強準備，可以為后續勘察提供諸多的便利。例如，工作人員需要合理配置電源，從根本上減少用電風險事故的發生，為GIS 安裝提供一個更加穩定、安全的環境。同時，技術人員還要具備良好的安全意識，不斷提升用電安全性。

此外，在場地布置過程當中，因為存在較多配件，為確保GIS 技術得到更好應用，在實際安裝期間，工作人員需要加強技術控制力度，同時，還要加大細節和精度控制力度，減少人為誤差的出現。針對施工場地內部，需要按時清理，合理選擇結構配件，不斷提升各項操作的規范性與合理性，保證用電操作更加安全。

2.2 合理安裝

在安裝各項設備的過程當中，工作人員需要認真按照安裝流程開展具體工作，結合廠家所提供的編號與步驟進行，防止出現安裝錯誤的現象，由內到外進行安裝，并結合有關規定要求，加強配置，避免出現誤裝現象。針對工作人員來講，在選取安裝吊點期間，需要結合產品要求進行選擇，如果存在不平衡吊裝配件，在實際組裝期間，不能采取解體檢測方法。若施工場地內部存在解體，需要獲取制造人員同意，方可進行后續的安裝。

各項電器元件安裝完畢后，需通過吊鏈進行調節平衡，電器元件完成組裝之后，在現場組裝環節，不能開展解體檢驗，工作人員所采用的密封脂和擦拭材料，包括潤滑劑和清潔劑等，均需要滿足具體規定要求[2]。

2.3 構建地理信息系統

為保證GIS 技術在巖土工程勘察當中得到良好運用，勘察人員需結合實際情況，構建穩定的地理信息系統，保證各項設施得到合理運用。在構建地理信息系統期間，需要結合實際情況，采用專業軟件妥善處理各項數據，不斷提高勘察數據的精確性與合理性，同時，還要保證各項信息具備良好的共享性，一般來講，構建地理信息系統主要包含以下內容。

（1）有效引入數據。在以往調查研究基礎之上，進一步明確系統勘察對象和實際需求，收集和其有關的數據和信息，經過妥善處理之后，將各項數據信息快速導入表格當中。

（2）采用專業軟件。通過有效應用專業軟件工具，針對現有的地圖進行集中化分析。

（3）系統實施二次研發。針對軟件工具當中的各項元件，需要進行二次開發，可結合用戶實際需求，以此作為主要參考依據，將滿足具體標準要求的各項功能命令放入工具欄當中，并采取打包的方法，對既有流程進行優化與改進[3]。

（4）軟件運行。軟件檢驗和調試結束后，軟件能夠成型，進而更好展現出巖土勘探數據和信息，也能夠讓數據和信息資料的重要潛能得到充分展現，為后期的決策奠定良好基礎。

2.4 注意要點

2.4.1 構建勘察數據庫

針對巖土工程勘察單位來講，不同項目在地理空間當中，保持緊密相鄰，也可能存在分享相同地理空間信息的現象，由此能夠得知，部分勘察外部信息主要以室內具體實驗信息勘察數據作為重要依據，故勘察工作流程比較復雜。工作人員需要結合GIS 構成鉆孔的歷史數據庫，能夠快速查找各項勘察數據與信息，并采取GIS 軟件，針對各項數據進行詳細分析。通過積極應用GIS 技術，能夠實現巖土工程勘察數據與信息的快速存儲與查找[4]。圖5 為GIS 功能的實現過程。

圖5 GIS 功能的實現過程

各個項目當中的具體勘察點實際地理坐標任務，需要是同一個地理坐標系，若存在差異，需要開展地理坐標系轉換，技術人員需要結合勘察部位的性質進行引入，全部勘察部位均能夠體現在一個地圖當中，采取GIS 當中的空間拓撲分析工具進行分析，例如，在緩沖位置分析過程當中，工作人員需要對新分布鉆孔進行分析，進而更好了解緩沖區域的半徑，進而得到固定范圍之內的瀝青鉆孔數據信息，將工程號碼等一系列性質有效展現，由此工作人員能夠在較短時間內，快速找到以往的勘察數據，做出正確的決策。

若項目四周地下管線分布復雜，在應用GIS 技術的過程當中，工作人員需要加入新圖層，并采取軟件的疊加分析功能，有效判斷出新分布孔四周是否需要避開線路，由此對鉆孔點進行合理調整，確保巖土工程勘察工作更加安全[5]。

2.4.2 制作平面圖與三維地質截面圖

根據巖土工程的勘察工作特點能夠得知，在實際勘察環節，以往工程平面圖主要采取CAD 技術來實現，通過運用CAD 技術，采取渲染與色彩添加方法，充分展現出項目所在區域的地勢與地貌情況，確保地圖更為美觀，場所查找也更為便捷，也可以為后續的場所查找提供便利。GIS 技術的有效運用，可以讓每種地物具備獨特性質，不再是單純圖形。

結合巖土勘察特點能夠得知，地質截面圖位置具備不可替代的特點，現階段，截面圖均采取二維平面圖，主要是按照固定切面來展示，在GIS 技術的全面支持下，工作人員可結合具體鉆孔與實驗結果，獲得準確度比較高的三維模型，也能夠對模型的展現縮放、平移與旋轉等各個方向實施剖切，由此能夠獲取更為精確的勘察數據[6]。

2.4.3 其他注意事項

為保證GIS 技術在巖土工程地質勘察當中得到更好運用，工作人員還要加強數據錄入控制力度，在錄入各項數據的過程之中，需要確保各項數據更加準確、合理，數據錄入作為巖土工程勘察當中的核心內容，也是整個工程的重要基礎，能夠為工程后續各項操作提供重要來源，因此，工作人員需要認真對待此項工作，不斷提升各項數據的規范性與準確性，不斷提高最終效果，避免在后續的處理與分析中出現其他問題。

除此之外，針對巖土工程勘察人員而言，還要合理運用有關軟件，要求工作人員結合巖土工程勘察數據的處理與分析情況，科學選擇相關軟件，軟件作為應用的主要載體，通過科學運用，能夠獲得比較準確的勘察結果[7]。

結合巖土工程的勘察特點能夠得知，通過運用GIS技術，可以快速收集巖土有關資料，然后將其存儲成相應數據格式，通過電纜或者PC 卡，實現數據的有效傳輸，將其有效保存至數據文件當中，利用計算機，針對所獲取的各項數據進行有效調用，同時，將GIS 技術和CAD 技術有效結合，形成矢量化數字地圖，由此能夠為工程勘察與設計提供重要參考。

巖土地質子系統主要包含鉆孔資料數據庫與地質數據庫，結合已經獲得的地質資料能夠得知，巖土地質數據庫可以對后續趨勢進行有效分析，由此生成準確勘察數據，鉆孔資料數據庫可以對鉆孔期間所獲取的各項資料進行有效分析與整理[8]。地質數據庫在已經結束成圖地質存檔資料進行科學管理與存儲，重點包含各類原位測試數據、剖面圖等。

3 結語

綜上所述，本文重點研究GIS 技術在巖土工程勘察中的運用要點與注意事項，例如構建勘察數據庫、制作平面圖與三維地質截面圖、加強數據錄入控制力度等，不僅可以保證GIS 技術得到科學利用，而且能夠更好滿足巖土工程勘察工作需求，故可以為相關人員提供一定的幫助和參考。