基于數字化的巖土工程勘察技術分析

摘 要：傳統勘察技術難以滿足時代發展要求以及行業的升級轉型要求，因此引入數字化技術，將其和傳統勘察技術有機融合，從而為巖土工程勘察水平的提高起到促進作用。將數字化的巖土工程勘察技術作為研究主題，探究在巖土工程勘察中應用數字化技術的意義，以及巖土工程勘探數字化技術具備的動態性、安全性、集群性特點，分析了數字化測量、數據處理、數字一體化技術、地理信息系統、數據庫搭建、建模技術、構建數字化系統等數字化技術在巖土工程勘察中的應用。

關鍵詞：數字化；巖土工程；勘察技術

中圖分類號：TU195 文獻標識碼：A 文章編號：2096-6903（2024）08-0092-03

0 引言

巖土工程勘察技術能夠為現代化城市的建設提供全面、完善、準確的數據，通過掌握城市地下水、地下巖層分布信息，就能更好地保證地鐵的順利建設。若工程勘察落實不到位，容易引起現場施工質量缺陷的。數字化技術作為一種先進的現代技術，可應用于巖土工程勘察之中，提高勘察結果的真實可靠性，更好地發揮出勘察工作的作用。對此，研究在巖土工程勘察中應用數字化技術十分必要。

1 數字化概念及巖土工程勘探數字化技術的特點

1.1 數字化的概念

數字化是把信息轉換成數字格式的過程，使用一組離散數據表征某一對象，比如圖像、聲音、文件等，經過數字化處理，從而實現信息的高速傳輸，避免傳輸期間出現信息失真的問題。

1.2 巖土工程勘探數字化技術的特點

1.2.1 動態性

基于實時追蹤用戶使用以及數據傳輸狀況，數字化技術可做到定向傳輸與監控的有機結合。這種動態監控的方式，使得巖土工程勘探能夠第一時間掌握數字網絡平臺中的安全風險因素，保護數字信息的安全性，防止數據泄露或被惡意篡改[1]。

1.2.2 安全性

數字信息在巖土工程勘探中扮演著重要的角色，確保信息的安全有效轉化是至關重要的。為了保障數據安全，用戶可以使用靜態檢測程序對數據平臺展開全面掃描和對比，以發掘潛在的惡意代碼、異常信號或其他安全威脅。這種靜態監控的方式可以做到全天候的跟蹤監控，確保數據傳輸過程中的安全性。一旦發現異常數據或操作，系統會及時將其匯報通知給用戶，以便采取相應的措施來解決問題。

1.2.3 集群性

數字化技術可以按照目前施工要求與內容對數據實行多功能性處理。基于分階段操作，能夠有效地處理復雜的數據信息，從而減小勘探難度。例如，在勘探過程中可能需要處理大量的地質數據、測量數據、圖像數據等。數字化技術可以基于分階段的處理方式，將這些數據進行整合、分析和處理，提供給工程師和決策者所需要的信息，提高工作效率。

2 巖土工程勘察中應用數字化技術的意義

在巖土工程勘察領域，數字化技術的應用可以提高勘察效率、促進數據共享、降低勘察成本等。數字化技術的應用可以幫助企業實現數字化轉型，提升勘察效率、降低成本、提高質量，從而具備更強的市場競爭力。

數字化技術也可以為企業創造新的商業模式和盈利模式，使得企業在數字化時代更具活力。使用數字化技術提升工作效率，使用三維可視化技術改善溝通質量，使用機器學習實現智能處理功能，可讓個人在巖土工程勘察中更加高效和精準地完成工作[2]。

2.1 提升巖土工程勘察的安全性

傳統的勘察方式要求工作人員深入實地考察，面臨復雜、危險的地質條件，存在著潛在的安全風險。勘察數據暫存在勘察人員身上，一旦遭遇意外或數據丟失，將使得勘察數據受到威脅。而數字化技術的運用無需工作人員進入危險環境，從而提高工作人員的人身財產安全。勘察數據可利用多種手段進行方便、快捷、安全的傳輸，確保勘察數據的完整性和安全性。

2.2 提升巖土工程勘察效率

在巖土工程勘察領域，數字化技術的應用為提升效率帶來了巨大的潛力。通過使用監測、感應、聲波探頭等，能實現對工程現場地質狀態的動態化觀察。這些技術能夠迅速、準確、全面地采集勘察信息，并實時傳輸到相關部門或專家進行分析和處理。相較于傳統的人工采集數據方法，數字化技術能夠以更高的效率完成任務。數字化技術還可根據關鍵任務來進行勘察目的的針對性跟蹤。通過不斷回收和分析數據，能夠動態地評估勘察對象的變化指標。

2.3 提升勘察數據的準確性

數字化技術能夠減少主觀因素帶來的干擾，提高勘察數據的可靠性，多次勘察數據的穩定性則對于工程設計和施工具有重要意義。利用數字化技術還能夠建立完整的數據庫，其中涵蓋了大量的集群性數據。這些數據能為工程建設提供更為立體的數據支持，使得決策者和工程師們能夠更好地了解工程的特點和潛在風險，從而制定出更加科學合理的工程方案。

3 數字化巖土工程勘察技術的應用探討

3.1 數字化測量

數字化測量技術在巖土工程勘察中具有不可替代的重要作用。使用激光束可實現對地面或者建筑體的測距或者測高，做到對地形地貌的高準確度測量。相比傳統的測量方法，激光測距技術具有獲取數據迅速、高度精確和準確的優點。

全站儀作為一種多功能的數字化測量設備，可用于測量角度、距離、高度等。全站儀具有較高的精度，并且還能夠迅速采集數據，極大地提升了測量效率，所以在當前巖土工程勘察工作中被廣泛應用[3]。

RTK技術能夠用來進行地形、建筑體以及各種結構的高程、坐標、形狀的測量，并可輸出精度較高的數字化地圖與模型。應用水下聲吶測量技術，有助于勘察人員掌握水下地形、地質，可以為港口、碼頭、水利工程等建設提供重要信息。將這兩項技術聯合起來，便可做到對地面與水下環境的全方位勘察，提升勘察結果的準確度。

除了提高測量精度、效率和可靠性外，數字化測量技術還具備監測巖土工程變形與穩定性的能力。通過實時監測和分析測量數據，便于第一時間掌握巖土工程中的問題，并采取相應的解決措施，提升工程項目的安全性與可靠度。

3.2 數據處理

數字化技術可采用自動化的方式對測量數據加以處理與分析，從而避免了人工處理的時間和錯誤率。同時其能夠高效地存儲和管理大量的數據信息。例如，云計算技術可以將數據存儲到云端數據庫中，方便后續的處理和管理；支持多種數據格式，例如文本、圖像、視頻等，能夠適應不同類型的數據信息。

信息化采集系統的作用是采集、管理與分發數據信息，可根據實際需求，采用多種數據采集方式，例如現場采集、無線傳輸、定時采集等，實現對數據信息的快速獲取和傳輸。將這些數據存儲至云端數據庫內，就可以方便地進行后續處理以及管理工作。

信息化采集系統還可以對數據實行自動化處理與分析，例如數據清洗、數據轉換、數據預處理等，從而大大提高數據處理的效率和準確度。數字化技術和信息化采集系統的結合可以實現數據的高效處理和管理，并可共享與分發處理后的數據，便于有關工作人員使用與分析[4]。

3.3 數字一體化技術的應用

目前巖土工程在勘察方面仍存在諸多不足，比如各領域間獨立性太強、聯系不夠、信息化水平太低以及軟件功能不健全。這些問題給巖土工程勘察工作帶來了一定影響和挑戰。因此，應當充分使用數字化技術，以提升工程勘察的質量。

數字一體化技術作為一種重要手段，它憑借勘察測繪技術、網絡通信以及CAD軟件等工具，通過一系列計算和處理后生成項目信息。數字一體化技術的應用使得信息的采集更加完整、可靠，并能開展智能化設計，從而實現對信息的更加充分利用。

數字一體化技術也有助于減少人工的依賴，進而保證巖土工程勘察效果。通過數字一體化技術，巖土工程勘察可以更加高效、精準地完成工作，使得相關領域的專業人員能夠更好地應對挑戰和需求，也為行業的發展注入了新的活力。

3.4 地理信息系統的應用

地理信息系統（GIS）是一種綜合性技術，它融合了地理學與計算機信息科學等多個學科領域的知識，可實現對地理空間數據的全面分析、管理和利用，并具有許多優勢。

GIS能夠從多個來源獲取準確的地理數據，包括遙感影像、衛星數據、地理測量儀器等，大大提高了數據采集的效率和準確性。還可以整合各種數據源，實現全面的數據采集，為工程項目提供更全面的信息基礎。

在工程的勘察過程中，基于數據、圖形與影像等形式的呈現，GIS可以準確展示地理要素的位置、形狀、大小和屬性等特征，從多個角度為設計人員提供所需的勘察數據。

GIS具有強大的可視化功能，能夠將地理信息用便于觀察的形式呈現，有關工作人員可以直觀地了解地理數據的特征和分布情況，更好地理解和分析工程項目所涉及的地理背景和條件。

3.5 數字技術數據庫搭建

使用數字化技術采集巖土工程勘探資料，具體可分為地理空間和非空間兩個方面，并可進一步細分成基本資料和勘探資料。地貌、地形圖反映了目標區域的自然地貌狀況，為后續工程規劃和設計提供了重要參考。自然規劃圖包含公共設施、居民小區、道路、河流等自然規劃信息，為城市規劃和土地利用提供了基礎數據支持。

在建設巖土工程數字系統時，以下2個關鍵方面需要引起注意。其一，明確數據庫的概念，并創建可靠的數據庫模型至關重要。只有建立準確、可靠且實用的數據模型，數據庫才能真實、直觀、全面的反映具體狀況，為工程決策提供可靠依據。其二，搭建資料庫是不可或缺的環節，包括原始資料整合處理、中間系統處理和最后的數據處理。原始資料整合涉及對采集的數據進行處理和整理；中間系統處理則包括生成各種模型和圖形，以滿足用戶需求；最后的數據處理則根據用戶需求生成相應的數據類型，確保數據得到充分利用[5]。

3.6 數字化建模技術的應用

巖土工程勘察通常需要應對不同地形條件下的復雜情況，而數字化建模技術通過構建精確的三維立體模型，能夠全面、準確地收集各種地形條件下的信息。無論是山區、平原還是濕地，數字化建模技術都能夠應對，為工程的順利進行提供有力保障。傳統的巖土工程勘察往往需要大量的測量工作，而數字化建模技術可簡化這一過程，減少測量的復雜性和難度，從而提高勘察的效率。

通過數字化建模技術，工程師們能夠更加輕松地獲取所需的地質和地形數據，有助于提高勘察工作的準確性和可靠性。數字化建模技術不僅可幫助發現測量數據中的缺失或重疊情況，還能夠采取相應措施進行數據補全或刪除，進而優化勘察成果。在數字化建模環節，將勘察數據的格式與計量單位加以統一，可以為后期的建模工作提供更可靠的支撐。利用三維軟件對結構建立相應的模型，可以將數據信息轉化成曲面結構，從而提升數據的直觀性和可視化效果。

3.7 構建數字化系統

創建數字化信息系統，需借鑒先進科技，例如可將計算機系統與信息技術有機地整合起來，構建出一個滿足工程需求的數字化體系。通過采集和錄入各種勘察數據，如地質信息、土壤數據、結構參數等，數字化信息系統可對這些數據進行自動化處理和分析，提取出有價值的信息和規律。

在工程勘察中，涉及到大量的數據來源和類型，如現場勘測、實驗數據、文獻資料等。通過數字化信息系統，可以將這些數據整合到一個統一的平臺中，形成一個全面的數據庫。工程師可以方便地查閱和管理相關數據，避免了數據分散、信息孤島的問題，提高了數據的可訪問性和利用效率。通過數字化系統，還可以對工程勘察數據進行三維可視化展示、模擬分析等，幫助工程師更好地理解工程場地的特征和復雜情況。在設計和施工過程中，他們可以更加準確地評估風險、制定合理的方案，并及時做出調整，從而提高施工效果和質量。

利用數字化信息系統進行自動化的數據處理和分析，可以減少人工操作的時間和錯誤率。數字化信息系統還能夠根據不同的工作需求，提供多樣化的數據處理方式，靈活適應各類條件下的工作需求，進一步提升數字化技術的實際應用價值。

4 結束語

在目前的巖土工程勘察工作中，引入數字化技術既可確保勘察質量，提高勘察結果可靠程度，還可壓縮成本、降低工作難度。特別是在現代化智慧城市建設背景下，結合數字化技術的勘察工作，能夠提供更加多元化、立體式、真實性的數據作為支持。

參考文獻

[1] 墨亮，尚紹茜，李振國，等.基于數字化的巖土工程勘察技術分析[J].有色金屬設計，2023，50（3）：94-98.

[2] 張勇.基于數字化的巖土工程勘察技術分析[J].智能建筑與智慧城市，2023（6）：55-57.

[3] 金宗川，許杰，潘華，等.巖土工程業務數字化轉型的實踐與探索[J].中國勘察設計，2023（6）：43-46.

[4] 李文可.大數據時代的巖土工程勘察技術重點探究[J].大眾標準化，2023（5）：148-150.

[5] 劉福鵬.巖土工程勘察數字化技術實現方法分析[J].江西建材，2022（4）：140-142.