GlS支持下岩土工程勘察设计一体化分析

2021-11-30刘向武

世界有色金属 2021年2期

刘向武

（广东省地质局第三地质大队，广东韶关 512026）

在过去很长一段时间，我国存在相分离的岩土工程勘察和设计，而通过开展岩土工程勘察设计一体化探索，紧密联系的勘察和设计可实现信息数据有效沟通、工程质量提高和技术创新、造价控制和成本节约。为保证岩土工程勘察设计一体化充分发挥自身优势，GIS技术必须在岩土工程勘察设计一体化探索中得到科学应用。

1 岩土工程勘察设计一体化概述

对于地域辽阔的我国来说，不同地区的岩土类型较为多样，受复杂的地质条件影响，岩土工程勘察的难度往往较大，因此需要强化岩土工程技术的研究，使其更好地服务于各类工程的基础设计，工程的质量、使用安全及寿命会直接受到影响。通过分析施工区域的地质条件，即可得出相应数据，为后续施工技术的应用提供支持。对于本文研究的岩土工程勘察设计一体化来说，其能够解决长期以来勘察与设计工作分离的问题，规避资源浪费，节省劳动力，人为失误带来影响的控制、工作质量和效率的提升也可同时实现。勘察阶段与设计阶段的联系可通过岩土工程勘察设计一体化实现，信息传递方式的缩短、信息完整性的提升、设计效率的提高、社会效益和经济效益的形成也能够获得积极影响。对于岩土工程勘察设计一体化的探索来说，GIS技术能够提供有力支持，这源于该技术具备的强大空间数据管理和存储能力，同时该技术可数字化处理岩土工程勘察获取的数据，这不仅能够提升信息访问便利性，还能够服务于相关交流和讨论的强化、工作人员的技能提升。在具体实践中，Web GIS服务器可实现数据共享，以此整合岩土工程勘察设计，而结合大数据技术提供的支持，遥感正射影像、数字地形模型、数字高程模型均可较好用于岩土工程勘察设计的优化，网络数据共享平台的针对性建设也可依托信息映射实现，信息技术绘图的优点也能够同时整合，岩土工程勘察设计一体化的价值可见一斑[1]。

2 岩土工程勘察设计一体化建设方案

2.1 统筹协调

在岩土工程勘察设计一体化建设中，首先需要做到勘察与设计的统筹协调，解决现阶段勘察与设计严重脱节问题，这一问题的解决需得到GIS系统的支持，岩土工程勘察与设计开展的全面协调可顺利实现。在现阶段岩土工程勘察工作中，研究对象“质”的问题往往过于受到勘察人员重视，过于抽象化的勘察资料无法详细描述具体研究数值及各变量关系，岩土工程设计因此会受到一定负面影响。因此在岩土工程勘察实践中，勘察人员可利用GIS技术的数据库管理和数据存储功能，数据化处理岩土工程勘察结果，设计者可依托GIS系统了解具体的勘察资料，并顺利开展设计工作，不同工作性质、专业间差异带来的矛盾可有效减少乃至化解，高效推进的岩土工程勘察设计工作可顺利开展。在具体实践中，设计人员也需要充分属于GIS系统，以此充分利用其具备的图像叠加、数据分析、综合评价等功能，以此更为透彻的分析勘察资料，岩土工程设计方案的科学性、合理化程度即可得到保障[2]。

2.2 数字化建设

岩土工程勘察设计一体化建设离不开数字化建设的支持，具体可从岩土工程勘察数字化入手，整合分散的元素属于数字化的实质，更具有协调性和整体性的整体可通过数字化建设获得。对于优势巨大的数字化建设来说，其本身具备价值较高的过程，而对于本文研究的研究工程勘察设计来说，属于本土学科有效整组合的岩土工程勘察数字化更具实用性。相较于传统系统，岩土工程勘察数字化系统可实现现代科学技术的充分整合与利用，如基于CAD技术转变，即可实现数据的信息化采集、勘察资料的数字化处理，由此逐步健全工程勘察设计体系，即可基于计算机文档管理系统、工程地质数据库管理系统、勘测信息管理系统、数据采集系统实现岩土工程勘察数字化建设。对于岩土工程数字化系统来说，其需要负责数据信息的采集和整合，对技术存在较高要求，涉及GIS、计算机图形学、数据库、地质统计学、地质学、地质建模、word自动化、Auto CAD等多方面内容，严密的系统工程以勘察和设计为基础形成，并能够紧密结合形成一个体系，不同于传统独立工作的各学科，岩土工程数字化系统中相互渗透的各学科能够充分交流，数据的集成和整合也更为便利，这自然能够为岩土工程勘察设计一体化提供基础支持。为真正实现岩土工程地质勘察数字化，需要解决多方面问题，包括设计岩土工程勘察数据库、实现场地地层数字化、实现场地物性指标数字化、实现场地方域的数字化，GIS系统需要在其中充分发挥自身作用，以此发挥GIS系统在采集、处理、分析信息及空间查询方面的功能优势，GIS系统与勘察数字化系统的强强结合即可实现勘察数据资料信息的精确分析，复杂多变因素带来影响的有效应对也可顺利实现。GIS系统可用于可视化操作平台的创建，该平台能够为岩土工程勘察数字化实现提供基础支持，为同时实现系统中的物性指标，必须推进理论和实际的结合，具体包括相关距离的基本理论、地质统计学，实际则是指工程场地剪切波速、相关距离、物理力学性质指标，针对性的计算分析可由此开展。通过岩土工程地质建模，地质相关属性、虚拟岩土工程剖面、各参数的数据结构设计即可更好得到说明，场地地层数字化可由此依托岩土工程勘察数字化系统实现。

2.3 信息资源共享

在我国现阶段的岩土工程勘察设计工作中，信息资源共享尚未真正实现，勘察与设计工作开展因此受到的制约必须得到重视。为实现信息资源共享，更好实现岩土工程勘察设计一体化，资料共享中的GIS系统引入极为关键，依托互联网信息技术支持，即可实时共享勘察设计信息资料。通过网络的数据传输和处理功能，岩土工程勘察结果可第一时间开展数据化处理，计算机能够依托互联网向设计人员实时传输信息，工作效率提升、信息资源共享均可由此实现。互联网可成为勘察工作与设计工作的载体，辅以GIS系统共享数据资源，一体化发展自然可进一步推进[3]。

3 岩土工程勘察设计一体化中GIS的应用路径

3.1 方案设计

为更好实现岩土工程勘察设计一体化，必须强化GIS应用，由此开展的方案设计可围绕两部分入手。第一，勘察资料数字化。岩土工程设计人员往往会反映勘察数据使用不便、实用性不足等问题，这是由于勘察数据更多采用定性描述，定量描述较少，设计人员应用数据需要耗费大量成本进行解析。通过GIS系统具备的强大数据管理和存储能力，实现勘察数据的数字化、数据库化处理，辅以其综合分析功能、空间叠加功能、评估功能，即可实现勘察数据的自动化分析、评估处理，设计人员可更为便利的使用数据并开展相应设计；第二，利用Web GIS。岩土工程勘察设计一体化需要得到勘察设计区域化支持，考虑到互联网时代GIS技术在岩土工程勘察工程中的应用较为深入，且已经成为较为常见的一种技术，因此必须充分发挥该技术的共享地理信息方面具备的优势，以此为设计、施工效率提升提供支持。通过应用Web GIS服务器，即可强化岩土工程勘察单位与设计单位的数据共享，数据传输可依托互联网在各单位间实现，真实数据共享可更好整合岩土勘测设计。

3.2 技术支持

为保证GIS更好为岩土工程勘察设计一体化提供技术支持，本节总结了四方面技术支持路径。第一，政府政策支持。广泛使用的GIS对岩土工程勘察带来的影响较为深远，但该技术可能对国家的地理安全造成一定威胁，为整合岩土工程勘察设计，GIS系统的应用必须获得相关政府单位支持，这种支持可用于各部门、各单位分工协作的优化，各部门工作的协调也可顺利实现，依托有关政府部门，即可保证岩土工程勘察设计一体化探索中的各类问题能够及时发现和处理，相关经验也可更好积累；第二，数据网络共享。随着互联网、信息化技术的快速发展，数据网络共享技术也在不断发展，这一技术可基于互联网链路共享和联线实现用户间的数据传输，需关注设计单位和调查单位的网络链接，并在同一个系统中设置各种类型的专业和工作，并通过各单位的网络共享实现线路融合的使用，更加全面的岩土工程勘察设计可在相关信息和数据的支持下实现；第三，数据库系统。对于复杂性显著的岩土工程来说，不同工程存在不同特点，而通过针对性建设数据库系统，即可为各类问题的解决提供依据，同时可收集整理采集的数据。数据库还可用于存储设计完成后的位置信息和空间数据，这同样能够为后续工作提供依据，数据传输、勘察数据的集成和交换可同时强化，进而提高数据的使用效率；第四，环节接口处理。对于岩土工程勘察设计一体化GIS的应用来说，CAD软件需要在其中发挥重要作用，由此催生的环节接口问题也需要得到重视。岩土工程设计所需的基本数据无法连接CAD调查软件，如数据协调后对接数字化无法较好实现，设计人员将无法及时获取相关数据，因此必须解决界面等问题，向设计人员及时发送数据，数据传递和查询问题必须顺利解决，相关工作效率自然能够有效提升。通过解决客户端软件界面和用户的处理问题，勘察和设计两个环节的工作可更好连接，大幅提升的数据实用性可在设计效率提升、人员成本下降、设计科学性与准确性提升方面发挥积极作用。